川速微波成立于2006年,技術班底源自于中科院電子所,公司發展已有十多年的歷史,微波雷達技術積累深厚、研發人員系列完備、微波測試儀器設施齊全,產品化經驗豐富,并具有科學規范的微波雷達大規模生產體系。
公司的核心技術源自于中國科學院、中國電子科技集團、中國航天科技集團的頂級科學研究院所,核心人才來自于中科院、北京大學、西安電子科技大學、成都電子科技大學等技術院所和高校,碩士以上占比80%。
目前公司在北京科技開發區建有生產基地,占地規模近2000平米,配有完善的加工、測試、調試場所和環境試驗場所,對用料采購、生產、檢驗、質量和售后等多方面都有強化的資源配置和規范化管理。
公司在交通雷達領域、安防領域,積累了大量雷達測試經驗和數據,包括各種應用環境、各種車輛、各種天氣狀況,為車用雷達對各種復雜路況、各種車型探測、各種天氣狀況的適應性,都提供了豐富的數據支撐。公司主要的產品有測速雷達、流量檢測雷達、安防雷達,在業內有廣泛的應用。
跨入汽車領域
在微波雷達技術上,川速微波通過多年的探索積累,擁有雷達系統總體設計技術、射頻與微波天線技術、雷達信號處理技術等三大核心技術,能夠獨立自主、科學規范地完成復雜體制的雷達系統設計和開發。
公司在各類雷達產品的研發中,掌握并應用了多普勒體制、線性調頻連續波體制、跳頻體制、脈沖壓縮體制、相控陣雷達體制、MIMO等多種雷達系統設計。
川速微波掌握多種形式大規模微帶陣列天線設計技術,能夠靈活選擇適用于車用雷達布局的陣列天線,增加天線帶寬、增加加工容差、設計容差。在各種雷達信號處理流程和算法上,形成了清晰地模塊化信號處理流程,生成了一系列成熟可靠的算法模塊,方便快速移植和算法升級。
同時,十多年來積累的系統化工程問題的解決方法,給雷達從樣機到產品轉化過程提供了可靠有力的保證。
觀察到汽車雷達市場的崛起,公司于2012年正式立項研發24GHz頻段汽車雷達產品,包括24GHz前向汽車雷達、24GHz環境感知雷達產品,目前相關產品都已實現批量生產和供貨。
圖: 24GHz汽車雷達系列產品
2014年初公司開始研發77GHz頻段毫米波汽車雷達產品,并成為首批獲得飛思卡爾(現被恩智普收購)77G毫米波汽車雷達芯片樣品和技術支持的公司之一。
基于飛思卡爾MR2001系列微波芯片套片,開發了初始版本的毫米波汽車雷達原理樣機,并在此基礎上進行原始數據采集和算法開發。后推出第一代中遠程毫米波汽車雷達產品,已給到部分OEM廠商試用,如南京金龍客車、長江汽車、云樂汽車。
圖:公司的第一代單芯片毫米波汽車雷達
跨界需要哪些能力?
川速微波是一家在毫米波雷達領域積累十多年經驗的公司,但在汽車領域,還是一個“新人”。
以往的經驗雖然在技術實現上能有所幫助,但汽車行業有其特殊的屬性,為了適應新領域,公司也針對性的進行了一些調整。在汽車雷達市場,公司針對不同的功能需求和市場需求,開發了系列汽車雷達產品。
圖:川速微波汽車雷達系列產品全覽
公司研發的24GHz單目標盲點監測雷達是一款中端盲點監測雷達,是單發單收的結構,在0.3m-15m的測量距離內,精度可達0.3m。
安裝于車輛左右尾燈附近,用于短距離范圍內監測本車后視鏡區域盲點;當監測到側后方盲區有靠近本車的移動物體時,可進行實時報警,以提醒駕駛員謹慎處置,避免發生側撞事故。
該雷達傳感器可用于車輛后方、前方、側方小區域范圍的 BSD 功能,以及LCA、后向穿越車輛報警、開門輔助、后方碰撞預警、前向車輛報警等 。
圖: 24G多目標盲點監測雷達
24GHz 多目標盲點監測雷達,采用2發3收的結構,適用范圍為0.5m ~ 50m,精度為0.3m。適用于中短距離區域、寬方位角度范圍探測,以及多目標識別與跟蹤,獲取目標速度和距離、角度信息。可實現BSD、LCA、RCTA、(EAF) 。
77GHz 毫米波頻段的雷達產品,采用 3 發 4 收架構, 3 個發射天線具有不同的波束角寬度,可同時實現遠、中、近三種探測模式。
最遠的探測距離 200 米,距離分辨率遠程可達1.6米,中程(1-100m)可達0.8米,近程(0.5-50m)可達0.4米。中距模式下,能夠實現大多數道路環境下的 ACC、 AEB 功能。
圖: 77GHz毫米波雷達
雷達的單/多目識別
汽車毫米波雷達傳統的功能是測障礙物距離,能夠適應多種惡劣的環境。但隨著自動駕駛的發展,車身傳感器的豐富,毫米波雷達也受到了來自于視覺、激光等傳感器的挑戰。
為此,毫米波雷達也在拓展著新的可能,比如識別更多的障礙物,識別更遠的距離。
目前毫米波汽車雷達有單目標與多目標識別的功能,他們往往是根據雷達系統只輸出一個目標的信息,還是輸出多個目標的信息進行區分。
雷達系統本身可以從距離維、速度維、角度維進行目標的區分。雷達其實都有一定程度的多目標識別能力,只要被檢測的兩個目標在雷達距離分辨率、速度分辨率、角度分辨率之上即可。
在通常的定義當中,多目標更多的是指是否有探測目標方位角的功能。沒有測角功能,同距、同速的目標會被雷達判定為一個目標;有測角功能,當目標處在同距、同速上也是可以被一定程度的區分開來。
藉此,具體到雷達系統設計上,就主要在于雷達是否有多個接收天線或多個發射天線,通過天線的排布設計,發射波形設計和信號處理可以實現符合不同應用需求的測角的功能。
除了功能實現,在算法實現上多目標的識別在跟蹤技術上會進行X-Y方向的二維目標跟蹤濾波,相對于單目標基于直線運動模型的一維目標跟蹤濾波,多目具有更高的準確性和可靠性。
公司的24GHz毫米波雷達分單目標環境感知和多目標環境感知,其中多目雷達能探測多個目標,對多個車輛目標進行識別和跟蹤,目前已經處在量產階段。而77GHz毫米波雷達在近距模式下,也能夠實現非機動車、行人等目標的檢測與識別。
更進一步的融合
毫米波雷達本身功能雖然在不斷的演進升級,但在既有的技術條件下,同其他傳感器融合,實現部分智能駕駛功能的情況還不會改變。
部分先行落地的ADAS功能,基于可靠性的考慮,大多會使用雷達+視覺融合的方式。尚處早期的國產供應商,很難有具備融合原生方案的能力,川速微波也在積累著經驗。
在目前的自動駕駛傳感器配置中,視覺有很高橫向、縱向角度分辨,可區分顏色,無測速功能,受光線、雨雪天氣影響;激光雷達有很高橫向角度分辨率,較高縱向角度分辨率,有測距功能,無測速功能,受雨雪天氣影響;毫米波雷達有測距、測速功能,擁有全天候工作能力,但角度分辨率比較低;超速波雷達工作距離短,易受干擾。
各種傳感器功能特點不一樣,有優點也有缺點,可以通過信息融合實現功能互補,也可以通過信息融合實現安全冗余探測。
目前融合多見于視覺與毫米波雷達的融合,常見的都是在傳感器目標輸出層級的融合,未來會趨向于在更底層的數據層級上做融合,需要面對處理能力、數據帶寬等方面的巨大挑戰。
融合過程中要解決諸多核心問題,如多傳感器融合的系統架構、傳感器配置與布局;具體到各個傳感器,基于機器學習智能信號處理方法、數據信息深度挖掘;基于目標屬性的空間域傳感器數據匹配方法;同維度、跨精度多傳感器數據融合方法;不同天氣狀況、不同應用場景下各傳感器數據置信度動態分配模型;不同維度數據的綜合目標識別模型、決策模型。
對于一家毫米波雷達出身的企業而言,要解決的問題還有很多,而在汽車零配件國產化的過程中,這樣的坎兒也是必須要邁過的。
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原文標題:微波雷達老字號深耕十數載,今朝攜NXP殺回汽車領域 | GGAI首發
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