智能驾驶基石传感器的自我变革。
作者 | 卢洁萍
编辑 | 李雨晨
时隔4年再次回归，又叠加五一假期，今年的北京车展吸引了近千家国内外汽车产业企业参展，全球首发车117台、概念车41台——一大波新车也借此机会陆续登场。
相比于四年前，中国车市变化明显，自主品牌销量占比反超海外品牌，新能源汽车的月渗透率首次突破50%，更为残酷的是，众多品牌正陷入愈加白热化的价格战。
光是在四月，前脚有问界新M7起售价下调2万元、蔚来推出最高10亿元油车置换补贴、一汽-大众全系限时追加现金补贴至高5000元，后脚就有特斯拉在全球范围内开启降价、理想汽车首次官宣对全系车新车产品进行降价......
中国车市的火药味不断蔓延。
在此背景下，被视为抢夺消费者心智关键词的中高阶智能驾驶功能也开始尝试下探至10-25万元价位的腰部市场，各家车高喊“科技平权”“性价比”等口号和话术，誓要在这一市场撕开一道突破口。
“过去智能辅助驾驶没有成为客户前三的购车决策的一个重要原因是太贵。”
小鹏汽车董事长兼CEO何小鹏在今年3月的中国电动汽车百人会上说道，“我们看到，高等级智能辅助驾驶比一般仅仅提供ACC的智能辅助驾驶大概要贵五万块钱。如果只贵一万元或者贵两万元之内，我们相信高等级智能辅助驾驶甚至无人驾驶会快速占领这个市场。”
低成本路线正在为国内智能驾驶玩家提供新的机遇。
雷达体积更小、性能更强、成本更低——而过去曾一度以为将被激光雷达替代的毫米波雷达也正在焕发新的生机，在这场车企关于“性价比”的割喉战中呈现出愈发重要和关键的面貌。
高阶智驾普及进行时，激光雷达不再是关键
高阶智驾功能正面临着一个尴尬的现实。
麦肯锡在《2024麦肯锡中国汽车消费者洞察》报告中指出，消费者对各类自动驾驶功能的兴趣正在提升，但愿意为之额外付费的意愿却在下降；其中一线城市的付费意愿下降尤为明显。
为了推动高阶智能驾驶的普及化应用，以NOA为代表的高阶智能驾驶“降本战”正在激烈上演。
“高阶智驾方案的降本增效意味着普及程度会非常高。如果一些高阶智驾功能只是在高端车型上使用，在要不要选配的时候，客户更在乎的可能是其实现的功能和性能有多高，而不是关注成本。”
一位业内人士向新智驾指出，目前智驾行业的整体趋势正从原来的追求大算力转向比拼性价比，开始希望在主流的车型上将智驾功能用作标配，拓宽智驾车型的价格区间，性价比将变得越来越重要。
更多车企开始尝试“去激光雷达”的高阶智能驾驶方案。比如，在四月初新发布的由华为和奇瑞共同打造的智界基础版本S7，就首发了华为视觉智驾基础版。据介绍，新方案不使用激光雷达，依靠毫米波雷达和超声波雷达等传感器，就能在全国高速和城市快速路实现领航辅助、上下匝道、智能泊车等功能。
再比如即将在今年下半年上市的小鹏汽车的最新车型F57，据悉其智驾系统也将取消激光雷达，转而采用视觉方案和毫米波雷达。
另一方面，各大供应商也正在推出极具性价比的中高阶智能驾驶方案，多家供应商推出的5V5R智能驾驶方案价格甚至已压至3000元-5000元级别。
与此同时，随着自动驾驶算法的迅速更新，BEV (Bird Eye View)＋Transformer以及运用占用网络（Occupancy Network）渐渐取代了传统的CNN（Convolutional Neural Network，卷积神经网络），依靠更强的AI算力以及更多数据样本和视觉处理能力，智驾方案的感知能力也能在不依靠激光雷达的基础上大幅提升。
即便更多企业开始加入到纯视觉路线的队伍中，实际上也离不开毫米波雷达的辅助。
比如背靠百度的极越01只须搭载11个摄像头+12个超声波雷达+5个毫米波雷达，在BEV+Transformer基础上再通过OTA升级更新OCC占用网络技术，就提升了对异形障碍物的识别能力和场景泛化能力，做到了号称“纯视觉高阶智驾不输特斯拉”。
再比如还有刚在4月新亮相的奇瑞全新方盒子车型iCAR V23，搭载着800w前视摄像头 + 300w环视摄像头，5个毫米波雷达，号称也能支持L2++级高阶智驾、记忆泊车、高速NOA（领航辅助驾驶）等功能。
除了高阶智驾市场，对感知要求低一些的 L2级智能辅助驾驶功能上车时，大多也并不需要用到激光雷达。随着ADAS功能在新能源乘用车的普及应用，毫米波雷达的市场渗透率还在不断提升。
据盖世汽车研究院数据，2023年新能源乘用车市场L2级别（含L2+、L2++) 标配量达370万辆，市场渗透率超过51%。其中，20-50万价格区间车型渗透率均已经超过85%以上。未来10万以下车型也将迎来ADAS的增长。
高工智能汽车研究院监测数据则显示，2022年中国市场（不含进出口）前装标配搭载ADAS毫米波雷达（前向、后向、盲区）交付1795.27万颗，同比增长31.21%；其中，前向搭载同比增长25.21%，盲区同比增长37.73%。而到了2025年，毫米波雷达搭载总量将达到3532万颗，2020-2025年复合年增长率达到29.90%。
更重要的是，从早期的单前雷达1R到1R+2R、1R+4R，再到4D成像雷达，从支持AEB、ACC，到支持BSD、变道辅助，再到支持NOA、行泊一体，技术升级还给毫米波雷达上车带来了更多的可能性。
技术升级，毫米波雷达上车的更多可能性
智能驾驶诞生的初衷是为了提高行车安全性，解放人力，并拓宽车辆的驾驶和应用场景，突破人可以操作的工况，但由于现有感知技术局限性，当前的高级智能驾驶还不足以实现全天候工况下运行。
因此在高阶智能驾驶中，玩家们不得不使用多种传感器来弥补单一传感器的不足。
目前，智能驾驶所用的主要传感器包括“可见光摄像头”“红外摄像头”“毫米波雷达”“激光雷达”和“超声波雷达”，实际应用起来各有优劣。
具体来看，比如毫米波雷达的优点就在于:
(1)高分辨率，小尺寸。由于天线和其他的微波元器件尺寸与频率有关，因此毫米波雷达的天线和微波元器件较小，小的天线尺寸可获得窄波束。
(2)与红外、激光、摄像头等光学传感器相比，毫米波雷达传感器穿透雾、烟、灰尘的能力强，测距精度受天气因素和环境因素影响较小，可以保证车辆在各种日常天气下的正常运行。
(3)与经常用来与毫米波雷达相比的红外系统相比，毫米波雷达的一个优点是可以直接测量距离和速度信息。
在ADAS系统中，毫米波雷达的具体应用可根据车辆需求和功能的不同来划分，如依据在汽车上的安装位置的不同可以分为前向雷达、后向雷达和角雷达；也可依据探测距离的远近分为长距雷达、中距雷达和短距雷达等。
诸如AEB自动制动、FCW前向碰撞预警、LCA变道辅助、ACC自适应巡航、BSW盲区监测等等，都是毫米波雷达在ADAS中的具体应用。
而国内车企在构建全感知体系时，一般是依赖半固态激光雷达提供前向的测远功能，乘用车两侧的近距环视感知，则一般由摄像头、毫米波雷达负责。
不过随着技术的发展，毫米波雷达在车上的应用场景正不断拓宽，探测范围越来越远，测量的精度也逐渐提高，做到了从最早的测速、测距，到实现测速、测距、测角，再到如今实现分辨率更高的图像成像的演进，4D成像雷达、智能车门雷达、舱内活体检测雷达也都正陆续量产上车。
比如大陆集团就在2021年成功量产了全球首个4D成像雷达ARS540。
从性能效果来说，4D成像毫米波雷达算是3D毫米波雷达的升级版，另一方面，从成本上看，4D成像毫米波雷达的成本也仅为激光雷达的10%-20%。
相比于传统的 3D 毫米波雷达，车载 4D毫米波雷达在工作时，除了能够解算出目标的距离、速度、水平角信息，还能解算出目标的俯仰角信息，进而可以提供汽车周围的环境信息，能够避免窨井盖、路肩、减速带所产生的虚警现象。
除此之外，得益于能够提供目标的高度信息，捕捉到汽车周围目标的空间坐标和速度信息，4D 毫米波雷达还能够提供更加真实的路径规划、可通行空间检测功能。
再比如同样是大陆集团在2021年推出的第六代长距雷达，已经将毫米波雷达的探测距离开发到了约 280 米，同时其能够 360 度探测车身周围环境的环绕式雷达，探测距离可达200米，其性能远超过之前的短距雷达。
更关键的是，随着各家车企纷纷落地城市NOA，BEV感知算法模型成为通往城市NOA的必经之路，大陆集团的第六代雷达不仅可以作为智能雷达，在传感器中处理数据，也作为卫星雷达在中央控制单元中处理数据，弥补雷达本身的算力瓶颈。
通俗来说，就是BEV需要大量的雷达点云，而大量的点云数据是普通的雷达所不能达到和提供的，大陆集团的卫星雷达则可以产生比普通雷达要多得多的点云数量。
但是卫星雷达与传统毫米波雷达不太一样的是，卫星雷达输出的是雷达相对前期的数据（数据处理过程中的相对前期的数据），所以它需要通过以太网输出这些数据给到域控或相关控制器做进一步的后端数据处理，从而形成大量点云，以满足BEV算法对于点云的需求。
“卫星雷达大量的前端数据输出，为客户高算力平台算法提供了更多有效数据，从而提高整个前端融合，目标数量，目标性能等等方面的KPI。”大陆集团的技术专家向新智驾如此介绍道。
更小体积、更高性能、更低成本，毫米波雷达的未来在哪里？
目前，从整个车载毫米波雷达的市场来看，主要由德国、美国、日本等一些国外厂商把持，其中大陆、博世、电装、维宁尔、安波福（原德尔福）最为著名。特别是 77GHz的毫米波雷达，主要由大陆、博世、安波福（原德尔福）、电装、天合、富士通天、日立等公司掌握。
近几年，在毫米波雷达领域国内厂商也积极寻求突破，但由于发展较晚，国内厂商在产品的稳定研发迭代、整车厂适配经验、雷达性能极限参数值、特殊场景下雷达稳定性等方面离国外大厂仍有不小的距离。
像大陆集团在毫米波雷达领域已深耕20余年，其雷达产品已经迭代至第六代。由于发展更早，大陆集团不管是研发团队还是产品都经历过大量的测试优化，在corner case诸如隧道等特殊场景、极端气候条件下仍能保持稳定的雷达性能。
比如毫米波雷达对金属表面非常敏感，这导致产品在过隧道时可能会出现表现不佳的情况，国内不少厂商都对此颇为头痛，而大陆集团通过做技术方案的优化，可以明显改善毫米波雷达在隧道中性能的问题。
但毫米波雷达的自我变革仍未停止。
对于毫米波雷达，当前业内的发展主要集中在：1. 芯片集成度越来越高；2.波导天线技术；3.雷达体积越来越小；4.雷达的高性能等几个领域。
事实上，这些发展趋势总结来说，都离不开车厂的“降本增效”这一核心需求。
毫米波雷达成本结构主要为算法+射频前端+信号处理芯片+高频 PCB板。大陆集团告诉新智驾，通过优化天线结构，采用新的射频芯片+波导天线技术，大陆集团的产品成本在不断降低的同时，性能也在提升。
大陆集团第六代毫米波雷达传感器
比如大陆集团的第六代雷达采用了Launch on Package （LoP）技术（基于TI 的芯片），使雷达发射的电磁波直接从芯片通过空气波导向外传播。这避免了电磁波在PCB上的损耗，从而提升雷达探测性能。
再比如还有波导天线技术的优化也能进一步降本增效。
波导本质上是一个可以承载高频无线电波的小型化矩形管道。当波导内部填充介质时，填充介质的成分决定了电磁波在其中传播时的能量损耗。
大陆集团六代雷达采用了空气波导天线，由于传输层与辐射层的介质都是空气，所以其整个传输和辐射过程的损耗非常小，同时带来了辐射效率和辐射范围的改善，进一步对天线的增益（能量强度）和方向图（能量覆盖范围）带来了收益。
“这样通过减少发射和接收信号的损失，空气波导天线可以实现更灵敏以及更远距离的探测。波导天线除当前的技术工艺难度大之外（仅极少数厂商掌握此技术），其余各方面（成本/性能/体积等）都比微带天线更好的性能。”大陆集团如此指出。
与此同时，结合六代雷达的 Launch on Package (LoP)技术，使雷达发射的电磁波直接从芯片通过空气波导向外传播，两项技术强强耦合，还能将雷达的硬件能力发挥的淋漓尽致。
除此之外还有第六代雷达使用的抗干扰技术、 CCM调频信号创新、超分辨率算法技术......凭借着在毫米波雷达领域20多年积累的研发和量产经验，大陆集团的雷达性产品兼具高性能与稳定性，不管是在全球范围内，抑或中国市场，都牢牢占据着这一市场的头部地位。
根据德邦研究所的数据，在2021年中国的毫米波雷达市场，大陆集团的市占率高达 23.9%，而在前向雷达方面，大陆集团的市占率则为36.1%，多年来均处在市场前三位置。
作为智能驾驶解决方案的基石传感器，毫米波雷达和各个传感器互为补充，与此同时又不断自我迭代。从原理到应用上车，从技术的工程化到产品的商业化再到产品的降本增效，毫米波雷达走过了漫长的几十年时间。
要想在这一市场分得一杯羹，各玩家必须具备优秀的全栈研发能力、系统平台架构能力以及经过实际量产项目打磨的经验等，这其实也是各个传感器走向量产落地的高壁垒环节，大陆集团无疑是其中的佼佼者。
在毫米波雷达领域，一个可以明显看到的现象是特斯拉对4D毫米波雷达的启用，一举掀起了资本、产业链玩家、整车厂对4D毫米波雷达的追捧。
而全球首个可量产的4D毫米波雷达正是由大陆集团研发，不难预见，一扇广阔的窗口正对着大陆集团缓缓开启。
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