2019年01月07日 | 激战无人驾驶 与激光雷达死磕的毫米波雷达

提到雷达，我们最先想到的就是用在军事领域的探测系统。确实，雷达最初出现就是在一战期间，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。

随着技术的发展，雷达逐渐转入民用应用场景，如气象预报、资源探测、环境监测、天体研究、地质调查等。在汽车行业中，随着超声波雷达在倒车这一场景的成熟应用，打开了人类对雷达技术在无人驾驶场景上的无限想象，激光雷达和毫米波雷达顺势成为目前自动驾驶主流方案的核心装备，两者虽属同门，但在对无人驾驶主导位置的争夺上，两者间的竞争从来就没有停止过。

激战无人驾驶

毫米波实质上是波长介于1-10mm的电磁波。毫米波的频段比较特殊，其频段高于无线电，低于可见光和红外线，频率大致范围在10GHz—200GHz。车载毫米波雷达的工作原理为，通过天线向外发射毫米波，接收目标反射信号，经后方处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息，然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别分类，进而结合车身动态信息进行数据融合，最终通过中央处理单元（ECU）进行智能处理。

激光雷达的工作原理与毫米波雷达类似，只不过它是以激光作为信号源，由激光器发射出的激光束来探测目标的距离、方位、高度、速度、姿态等特征量，由于光的波长大约比无线电的波长小10万倍，所以与普通雷达相比，激光雷达的精度和分辨率都更高。激光雷达在工作时，激光束不断地扫描目标物，还可以得到目标物上全部目标点的数据，用此数据进行成像处理后，可得到精确的三维立体图像。因而在自动驾驶领域，激光雷达被称为“无人车之眼”。

通过以上对比可知，这两种技术方向不同的雷达各有专长。从探测距离和受环境影响的方面来看，毫米波雷达的表现会更突出一些。由于波长的原因，毫米波雷达的探测距离可以轻松超过200米，而激光雷达一般不到150米，在高速行驶的场景里，毫米波雷达更适合。此外在雾霾、雨雪等极端天气中，毫米波雷达的穿透雾、烟、灰尘的能力也要更强一些。

然而这两种雷达最大的差异还在价格上，毫米波雷达用的是硅基芯片，雷达的价格在1500元左右，一些低端产品甚至在千元以下。而激光雷达的价格则是以万作为单位计算，一颗自动驾驶所用的激光雷达动辄几十万，这让车企们望而却步，让普通用户瑟瑟发抖，毕竟一款比车还贵的传感器是让任何人都无法接受的。

在人工智能的算法还不够成熟，纯视觉传感器在无人驾驶方案的安全上还存在较多问题的背景下，雷达对于无人车不可或缺。此时毫米波雷达和激光雷达通常会被组合起来使用，取长补短。为了争取能在无人车上有更多的部署，这两种雷达一直在暗地较劲，毫米波雷达厂商在芯片、系统设计和算法上大做文章，努力提高自己的探测精度；激光雷达就想方设法降低成本，毕竟毫米波雷达最早出现时的价格也在十万美元以上。

爆发前的宁静

基于对无人车市场的良好预期，很多厂商都扎入到毫米波雷达赛道。目前，毫米波雷达市场几乎由国外厂商所把持，排名前四的毫米波雷达供应商被行业称为“ABCD”，即Autoliv（美安）、Bosch（博世）、Continental（大陆）和Delphi（德尔福）。这几家年出货量总和达到千万级别。

随着毫米波雷达技术的发展，以及发展中的自动驾驶市场，给行业内的新兴势力提供了冒头的机会。比如行易道、苏州豪米波、深圳安智杰、湖南莫之比、杭州智波等一大批初创企业在近两年涌现，他们在不断挑战传统势力的过程中“跑马圈地”，努力使自己成为能够割据一方的强硬势力。

“现在整个行业都处于爆发前的平静，就看谁能在79GHz频段中率先突围出来。”据湖南莫之比董事长陈浩文介绍，目前比较常用的车载毫米波雷达频段主要有3个，24GHz、77GHz和79GHz。

24GHz频段大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内，用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。77GHz主要装配在车辆的前保险杠上，探测与前车的距离以及前车的速度，实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全功能。与24GHz频段雷达相比，77GHz频段雷达在带宽、探测距离、功耗等方面都有不小的优势。

目前，国内外各厂商争夺的重点也就是在这两个频段的市场上，带宽更高（比77GHz要高出3倍以上）、性能更强（分辨率可达5cm）的79GHz频段雷达尚未有大规模量产的企业，大部分公司还处在同一起跑线上。

“毫米波雷达主要由4个部分组成，芯片、天线、控制系统以及算法。”陈浩文告诉智能相对论，其中芯片技术主要掌握在德州仪器、恩智浦、英飞凌这样的行业巨头手中，而考量毫米波雷达企业实力主要体现在天线、控制系统和算法这三项上。

以算法为例，“同样的目标识别，装备在奔驰、宝马这类高端车型上的毫米波雷达就能准确识别车侧方的花坛、隔离带等阻碍物，即使车辆靠得比较近，只要车是正常行驶，雷达都会保持缄默；但一些装备在国产车型上的毫米波雷达，由于算法上的差距，对于花坛、隔离带这样的阻碍物并不能很好的识别，但凡车靠得近一点，雷达警报就‘滴滴’的响起。”陈浩文表示，79GHz频段毫米波雷达芯片是今年一季度量产的，但只有少数企业能够迅速反应，将芯片转为可以实际应用的雷达产品。（但只有莫之比等少数企业能够迅速反应，在第二季度就将芯片转为可以实际应用的雷达产品）。

苏州毫米波CEO毕欣在今年的“中国无人驾驶产业峰会”上演讲时也表示，毫米波雷达的全天候特性一定是汽车安全领域必不可少的传感器，随着半导体工艺由锗硅工艺向CMOS工艺进化，毫米波雷达也将向120GHz、200GHz更高频段过渡和发展，届时毫米波雷达的探测距离和成像精度也会大大提高，甚至可以实现对行人等小目标的识别。对于毫米波雷达企业来说，技术的每一次升级都是一次抢占身位的机会。

物联网或是更好归宿

虽然现在有一大批企业都在攻关79GHz频段雷达产品在自动驾驶领域的应用，但根据商业竞争的规律，最终能站在行业顶端、掌握核心技术、占据大份额市场的只是少数玩家。与此同时，人类要想实现真正意义上的无人驾驶还将有一段非常漫长的时间，一些悲观的预测甚至认为即便再过30年，无人驾驶也还只是“理想国”中的模样。这也意味着在无人驾驶到来之前，毫米波雷达企业要更多思考如何“活下去”。

诺贝尔经济学奖得主詹姆斯·托宾曾说过一句名言：鸡蛋不要放在一个篮子里。意思是通过分散投资来降低风险。在商业经营上，这个原理同样适用。对于毫米波雷达企业，如果没有绝对的实力，与其在无人驾驶上一条路走到底，不如将眼光放得更开一些，在更为广阔的物联网建设中，毫米波雷达同样有很大的发挥空间。

首先，在智慧城市、智慧楼宇的建设中，毫米波雷达在安防监控、车流统计、停车场管理等方面都有非常适合的应用场景。

目前在一些停车场的道闸系统和车位监测系统都出现了毫米波雷达的身影。在安防监控上，毫米波雷达则可以很好的解决人们普遍担心的，在视频监控中曾多次暴露出来的隐私泄密问题。

这很好理解，在监控镜头下，你的神态、衣着、甚至睡姿统统被“记录在案”，而这些都成为压制个人精神释放的负担。如果我们换个方式，在高层楼宇中，通过雷达对房间进行扫描，来获知有无坏人入侵、有无人员活动，一方面保护了用户的隐私；另一方面，在节约能耗、消防救援等都具有非常重要的意义。

其次，在智慧养老、智慧医疗领域，毫米波雷达也有发挥的空间。在卧室、病房、卫生间等不适合部署视频监控的区域，毫米波雷达可以很好的胜任视频监控的工作。同时由于其强大的探测能力，毫米波雷达还能以非接触式的方式对生命体征进行监测。

需要提醒的是，当毫米波雷达企业大规模奔向物联网之前，还得明确自己的定位——为产业赋能。

无论是无人驾驶还是物联网中的各类“智慧+”，毫米波雷达都无法将整个产业链拿下。即便毫米波雷达在智慧安防领域的隐私保护上有很好的解决方案、在智慧养老中有不错的盲区监控方案、在无人驾驶中的优势也很明显，但它也仅仅只是所有产业链条中的一环，毫米波雷达的优势只在传感器，因而毫米波雷达的价值在于提升原有产品的价值。