*理工雷科雷達(dá)技術(shù)總負(fù)責(zé)人姚迪

在今年的百度AI開發(fā)者大會上，百度宣布北京理工雷科電子信息技術(shù)有限公司（以下稱理工雷科）正式加入百度Apollo硬件開發(fā)平臺。理工雷利用在軍用毫米波領(lǐng)域的技術(shù)積累，針對自動駕駛和ADAS系統(tǒng)，研發(fā)了77GHz毫米波汽車防撞雷達(dá)。目前該雷達(dá)已經(jīng)完成了前期的各項功能測試，并通過了百度公司的測試，此外會在2018年的第三季度完成批量化生產(chǎn)測試解決方案，到第四季度開始進(jìn)行小批量生產(chǎn)。

理工雷科成立于2009年，以毛二可院士創(chuàng)新團(tuán)隊為主導(dǎo)，是工信部和北京理工大學(xué)批復(fù)成立的學(xué)科性公司。公司主要業(yè)務(wù)包括雷達(dá)系統(tǒng)、遙感測控、衛(wèi)星導(dǎo)航、數(shù)字系統(tǒng)、模擬仿真、安全存儲六大塊業(yè)務(wù)。

“公司注冊資本2000萬元，北京理工大學(xué)科技成果作價600萬元入股，教師團(tuán)隊及公司員工現(xiàn)金出資1400萬元，該公司的主要特點一是教授投錢、團(tuán)隊創(chuàng)業(yè)；二是教授在公司的工作不是干私活而是務(wù)正業(yè)，”姚迪對新智駕道。

理工雷科是上市公司雷科防務(wù)的全資子公司，雷科防務(wù)的前身是常發(fā)股份，成立于2002年，公開資料顯示，常發(fā)股份主營業(yè)務(wù)主要為冰箱、空調(diào)用蒸發(fā)器、冷凝器以及鋁板（箔）、銅管的生產(chǎn)和銷售。近年來，公司多次并購實現(xiàn)了業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。

2015年6月，常發(fā)股份完成理工雷科100%股權(quán)的收購，并更名雷科防務(wù)，進(jìn)入軍工電子信息產(chǎn)業(yè)，業(yè)務(wù)范圍拓展至嵌入式實時信息處理、復(fù)雜電磁環(huán)境測試與驗證及評估、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航及雷達(dá)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域；2016年1月，公司完成對成都愛科特科技發(fā)展有限公司100%股權(quán)的收購；2016年7月，公司完成對西安奇維科技有限公司100%股權(quán)的收購，公司主營業(yè)務(wù)新增嵌入式計算機、固態(tài)存儲等業(yè)務(wù)。

業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型后，軍用級產(chǎn)品的團(tuán)隊轉(zhuǎn)換成民用商業(yè)化上，會有怎樣的思考？姚迪告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，最需要改變的是思路上的變化和降低成本的考慮。

姚迪舉例道：“做軍用和民用產(chǎn)品，用到的核心技術(shù)是相同的，但是在不同的思路下，會產(chǎn)生不同的效果，其次成本是關(guān)鍵，對于軍用系統(tǒng)可以采用降低元器件成本的方式；而降低民用系統(tǒng)成本則需要對產(chǎn)品進(jìn)行重新設(shè)計?！?/span>

*理工雷科77Ghz毫米波雷達(dá)

姚迪告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，理工雷科的77Ghz雷達(dá)新品有幾個特點：

• 能夠檢測前方0.3-195m之內(nèi)的障礙物，并給出障礙物的三維信息；
  

• LRR+MRR多功能雷達(dá)方案，能實現(xiàn)一體化兼容；

• 相同指標(biāo)下，采用MIMO虛擬孔徑技術(shù)僅需要2*TX+8*RX；

• 基于譜估計的復(fù)雜場景和多特征分層障礙識別，達(dá)到較高角分辨率能力。

2018年年底小規(guī)模批量生產(chǎn)的77GHz汽車防撞雷達(dá)

在今天快速發(fā)展的汽車領(lǐng)域，多種傳感器融合是未來汽車電子發(fā)展的必然趨勢。其中，毫米波雷達(dá)因其傳輸距離遠(yuǎn)，在傳輸窗口內(nèi)大氣衰減和損耗低，穿透性強，可以滿足車輛對全天氣候的適應(yīng)性的要求，并且因毫米波本身的特性，決定了毫米波雷達(dá)傳感器器件尺寸小、重量輕以及成本適中。

因此，毫米波雷達(dá)很好地彌補了如紅外、激光、超聲波、攝像頭等其他傳感器，在車載應(yīng)用中，率先成為ADAS系統(tǒng)和自動駕駛的主要傳感器。國內(nèi)外主流汽車毫米波雷達(dá)頻段為24GHz（用于短中距離雷達(dá)，15-30m）和77GHz（用于長距離雷達(dá)，100-200m），其中77GHz毫米波雷達(dá)是汽車前向遠(yuǎn)程探測的主流方案。

據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，Apollo硬件平臺上，目前已經(jīng)接入了15家硬件合作伙伴，為開發(fā)者提供智能硬件一體化解決方案。姚迪表示，該雷達(dá)主要用于感知智能駕駛汽車的周邊環(huán)境，為智能駕駛汽車提供前向防撞功能，實現(xiàn)了LRR（遠(yuǎn)距探測）+MRR（近距探測）一體化兼容設(shè)計，最大探測距離達(dá)到了195m，測速范圍為-90km/h~+200km/h。同時姚迪說道，為了實現(xiàn)更小的體積尺寸，符合智能駕駛汽車的安裝，該毫米波雷達(dá)采用MIMO虛擬孔徑技術(shù)，使整個雷達(dá)的尺寸縮小到了173x87x46mm，重量僅有450g。

硬件平臺方面，77GHz毫米波雷達(dá)開發(fā)及應(yīng)用主要取決于前端射頻芯片性能，高頻段多芯片方案導(dǎo)致設(shè)計、調(diào)試復(fù)雜，開發(fā)難度較大。姚迪表示，雖然芯片目前用的是外部廠家NXP和加特蘭的，但在基帶芯片上公司具備研發(fā)能力，之前已經(jīng)有自主的北斗基帶芯片和星載抗輻照基帶芯片，汽車?yán)走_(dá)基帶芯片正在自主研發(fā)中。

軟件架構(gòu)方面，毫米波雷達(dá)通過整車的CAN網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與整車的通信和控制。毫米波雷達(dá)通過接收反射回來的雷達(dá)波進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將回波信號進(jìn)行識別與處理，經(jīng)過內(nèi)部軟件算法運算，識別前方目標(biāo)，根據(jù)車輛當(dāng)前的行駛狀況，毫米波雷達(dá)控制器得出相應(yīng)的決策，進(jìn)而控制儀表作出相關(guān)顯示，以及控制車輛完成加速或制動等操作，姚迪接著說道。

角分辨率方面，姚迪表示，基于多發(fā)/多收（MIMO）原理的虛擬陣列構(gòu)造方法，毫米波雷達(dá)在外形約束下，通過多發(fā)多收陣元結(jié)構(gòu)配置、陣元波束配置等，聯(lián)立獲得收發(fā)雙向窄波束以及最大系統(tǒng)自由度。具體來說，利用寬波束收發(fā)完成方位角度的寬覆蓋，在數(shù)字端完成虛擬陣列及多波束形成，并使用角度超分辨算法，提高方位角度分辨率與估計精度。

試驗測試方面，理工雷科毫米波雷達(dá)完成了暗室半實物仿真測試和車載城市道路與高速公路動態(tài)測試，并在美國加州完成了Apollo的數(shù)據(jù)對接和相關(guān)測試。雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，在與Apollo配適過程中，已經(jīng)完成數(shù)據(jù)采集及初步測試，相關(guān)驅(qū)動也已合并入GitHub主分支，后續(xù)的測試過程正在進(jìn)行中。

另外理工雷科的毫米波汽車防撞雷達(dá)還在其他L2/L3級智能駕駛汽車平臺上實現(xiàn)了多傳感器融合，進(jìn)行了自動駕駛功能的測試。姚迪表示，截止目前，毫米波汽車防撞雷達(dá)已經(jīng)完成了18700km+的路試實驗，在L2/L3級智能駕駛汽車平臺上也累計進(jìn)行了10000km+的路試實驗，計劃到2018年年底完成30000km+的路試實驗。

國產(chǎn)77GHz毫米波雷達(dá)如何突出重圍？

一直以來，激光雷達(dá)因能對周圍環(huán)境實現(xiàn)3D感知而備受自動駕駛主流者的喜愛。但是激光雷達(dá)、攝像頭和超聲波傳感器，都容易受惡劣天氣環(huán)境影響導(dǎo)致性能降低甚至失效（惡劣天氣環(huán)境往往是事故高發(fā)的主要原因），因而都存在“致命”缺陷。

這個時候，毫米波雷達(dá)憑借其可穿透塵霧、雨雪、不受惡劣天氣影響的絕對優(yōu)勢，且唯一能夠全天候全天時工作的能力，成為了智能駕駛必不可少的主力傳感器。

現(xiàn)如今越來越多的公司和供應(yīng)商投入到汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)研制、器件開發(fā)和算法研究當(dāng)中。從毫米波雷達(dá)的產(chǎn)業(yè)布局來看，系統(tǒng)目前是被海外的巨頭控制著，例如大陸、博世、海拉、德爾福、奧托立夫等，核心元器件也主要被英飛凌、德州儀器、意法半導(dǎo)體、亞德諾半導(dǎo)體等壟斷。相比于國外企業(yè)，車載毫米波雷達(dá)在國內(nèi)仍屬于起步階段。

不過，近幾年國內(nèi)也涌現(xiàn)出了一些毫米波雷達(dá)相關(guān)公司，加速了行業(yè)的發(fā)展。姚迪說道，相對于攝像頭方面的激烈競爭，毫米波雷達(dá)更有創(chuàng)新性，潛在的市場空間更大，機會更多，特別是77GHz雷達(dá)，未來有望成為毫米波雷達(dá)主流。

但是在天線設(shè)計上，姚迪強調(diào)主要有以下三個挑戰(zhàn)：

• 需要根據(jù)雷達(dá)產(chǎn)品本身的設(shè)計規(guī)格進(jìn)行正向設(shè)計與仿真：阻抗、增益、水平/垂直波瓣夾角等來確定微帶陣列數(shù)和陣子數(shù)量，這一個過程的數(shù)據(jù)處理非常復(fù)雜；

• 根據(jù)板材和天線罩材料介電常數(shù)確定線寬、線距、板厚、銅厚、表面處理工藝、間距、裝配精度要求等，這一過程的精度要求極高，失之毫厘謬以千里；

• 在單板面積極其有限的情況下有效布局和等長走線，CPWG、SIW等；最后是燒錢的測試驗證和射頻調(diào)優(yōu)過程。
  

據(jù)雷鋒網(wǎng)新智駕了解，當(dāng)前車載領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)的產(chǎn)品形態(tài)主要有自適應(yīng)巡航雷達(dá)（ACC）、盲點偵測（BSD）/車道切換輔助（LCA）雷達(dá)，這些都不具備對行人檢測功能。

車載毫米波雷達(dá)要做到行人檢測，姚迪表示，首先，行人的RCS只有普通轎車的1/100，在信號頻譜上的幅度要小很多，因此雷達(dá)的信噪比需要特別穩(wěn)定，底噪抑制、收發(fā)隔離度、VCO線性度和抖動，都需要考慮；其次，行人走動和靜止時候的特征頻譜是可以通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練獲得的；最后，要檢測路面上的靜止物體，需要在雷達(dá)信號處理和數(shù)據(jù)處理中，進(jìn)行地雜波的動態(tài)抑制消除，這部分也是需要大量的反復(fù)測試驗證。

量產(chǎn)計劃上，姚迪最后表示，今年第三季度完成自動測試解決方案，第四季度開展近一萬臺的小規(guī)模生產(chǎn)，隨后會在2019年開始后續(xù)同類新產(chǎn)品的研發(fā)工作。

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