2020年04月02日 | 覆盖L1-L5级自动驾驶并扬言取代激光雷达，4D成像雷达有多神?

“因为没有资源，所以只能用脑，而高科技对创新的头脑要求最高。”

笔者曾不止一次听到这个观点，就连股神巴菲特也曾表达类似观点，用以描述以色列的高科技产业的特点和实力。这一次我们不去大而全的论述这件事，视角聚焦到一家以色列高科技企业——Arbe。

Arbe 主攻成像雷达领域。官方介绍称，“Arbe 是世界上第一家使用超高分辨率 4D 成像雷达，具有后期处理和同步定位与地图构建（SLAM）功能的公司。”

成像雷达的“蹊径”
提到成像雷达，很多人首先想到的多半是“TI（德州仪器）式”的实现方法，将毫米波雷达级联加上移相器以实现波束赋型。但 Arbe 并没有选择这条路。

Arbe 中国区总经理 Roman Levi 在接受与非网专访时给出原因，“德州仪器的最新技术是通过级联 5 台收发器，制造出能提供超过 300 个虚拟信道的成像雷达。然而 Arbe 雷达拥有超过 2200 个虚拟信道（48 发射*48 接收）。”

另外，从 Arbe 的角度考量，使用德州仪器或其他具有竞争力的级联收发器来处理来自高信道计数的大量数据也是一个问题，因为这些公司并没有提供基带处理器来处理这样的信道密度。因此在大多数情况下，他们会选择应用 FGPA 芯片来解决这个问题，可是这种芯片十分耗能，价格也十分昂贵，甚至性能也不那么出色。

Arbe 的成像雷达和“TI 式”成像雷达能够算得上共同点的大概是都用到了移相器。“我们确实使用了移相器。但我们只在远距离仰角探测时，才应用移相器进行波控。波控能降低视场角获得更好的角分辨率。Arbe 也证实了通过降低远距离探测中仰角的视场角，可以获得更高的角分辨率。”Roman Levi 讲到。

Arbe 以这样的实现 4D 成像雷达，能在任何条件下工作，甚至是雾、暴雨、漆黑及空气污染等各种恶劣天气和环境条件下也能提供高可靠性的探测。“高密度通道的优点能让高清动态角分辨率达到零光栅波瓣的程度。零光栅波瓣能提高侧瓣电平的数值，从而大大减少探测错误。”

除了 4D 成像雷达，Arbe 还有一款产品叫 Phoenix 芯片组，采用 22nm 射频 CMOS 工艺，达到车规级，后处理功能包含了聚类、定位和地图服务。“但大部分 OEM 厂商和一级供应商还是希望在他们自己的后处理算法上应用我们的技术，Arbe 的优势在于拥有排除干扰、算法设计、芯片研发等专利技术。” Roman Levi 说到。

“适用于各种等级的自动驾驶”
22nm 射频 CMOS 工艺、车规级，前者是行业内领先的工艺，后者是品质的保证。

Roman Levi 指出：“22nm 雷达科技让我们能生产出极高的信道数量，从而在产品型号，成本和性能上顺应汽车市场的需求。这项技术能让 Arbe 在最大程度上拓宽汽车天线上的信道数量，同时确保天线能放置在汽车保险杠或者汽车标志后。与此同时一些新的竞争者和一级供应商还尝试着让他们产品大小更为合适，以及降低价格以实现大范围的汽车应用。”在官方介绍中，Phoenix 芯片组的图像清晰度比业内同类产品提升了百倍。

下面来说车规级的问题。“我们已经设计出符合 ASIL-D 各项要求的必要模块。” Roman Levi 强调。

“Arbe 以二级供应商的形式运营。我们和 OME 厂商的首选一级供应商保持密切合作，以确保能满足 OME 厂商的所有要求。我们很多授权和保证书都是来自一级供应商。由于感应系统需要各种类型的感应器，但单独的雷达本身并不能达到 ASIL-D 等级，却可以达到 ASIL-D 系统安全等级中的 ASIL-B 级。所以我们的芯片集都需要达到 ASIL-D 系统安全等级中的 ASIL-B 级。” Roman Levi 和笔者解释了此中略显复杂的逻辑。

同时，他提到：“我们的芯片组采用全自动化 22nm 工艺制造，符合 AEQ100 标准。其他诸如传输方面的 FCC 认证，将由 Arbe 提供证明。”

上述特性或者优势，让 Arbe 的 4D 成像雷达或者 Phoenix 芯片组在自动驾驶领域极具竞争力。Roman Levi 表示：“我们结合分析了 OEM 厂商和一级供应商提供的最受关注的极端案例，并已经证明了成像雷达是如何能够为安全驾驶提供必需的探测能力。”

此外，他认为：“鉴于 Arbe 雷达出色的表现和成本，它能适用于各种等级的自动驾驶。”他着重讲到了 L2 级和 L3 级自动驾驶场景中的应用：

• Arbe 雷达能在各种气候条件和场景下准确探测物体边界，因此它能确保 ALA（空气动力系统）、AEB（自动紧急制动系统）和 ACC（自适应巡航控制系统）在 L2 级自动驾驶模式下的顺利运行。我们的雷达还能检测出汽车是否在特定车道内行驶，亦或需要超出车道以通行。Arbe 的解决方案可以检测出汽车是否在某条车道内上行驶，或者是为了超车而越过了车道。Arbe 还能为车辆提供空间映射来判断是否需要因为突发变化（行人 / 站在停放车辆旁的人或者动物）改变车辆行驶路线。

•  Arbe 技术为 L3 级自动驾驶中 TJA（交通拥堵领航）和 HWAP（高速公路辅助自动驾驶系统）等技术的实现创造可能。无论是城市还是乡村驾驶环境，长短范围内的高清角分辨率都是十分必要的。

覆盖 L1 到 L5 整个阶段自动驾驶，需要先进的智能系统和多种传感器设备（包括摄像头、雷达、导航设备等），也要具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作。这条路上，激光雷达的呼声一直很高，但 Arbe 认为，4D 成像雷达有望让自动驾驶彻底摆脱激光雷达。

在谈论这个问题时，Roman Levi 这样讲到：“Arbe 的高分辨率成像雷达再加上高分辨率摄像机，能在各种天气条件下满足 ADAS 和自动驾驶的运行需求。在拥挤的城市环境里，每辆车都配备了数个雷达以支撑 ACC、AEB、APC 的正常运行，因此雷达信号干扰问题也尤为突出。但 Arbe 的雷达免干扰专利，让这一切不足为虑。无论距离远近、物件大小（或者是紧靠在大目标旁的小目标）、动态静态（或是动态目标旁的静止目标）， Arbe 的高分辨率雷达都能精准区分每一个目标。”

“今天，许多 OEM 厂商都将 Arbe 成像雷达和门控相机或高清摄像机的结合视为实现 L3-L5 等级自动驾驶所需要的唯一传感器，因为这将大大降低系统的总体成本。”他最后说。