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| 本文作者： 吳德新 | 2017-10-05 14:40 |
位于俄亥俄州的小城代頓早年曾經(jīng)是美國中部的硅谷。代頓是重要的物流集散地和制造業(yè)重鎮(zhèn)，這里有極高的博士密度，還是美國航空業(yè)的發(fā)源地。
自從1989年開始，洪瑯在代頓的萊特州立大學(xué)執(zhí)教。因?yàn)橹圃鞓I(yè)的繁榮以及當(dāng)?shù)氐娜瞬琶芏?，幾十年間大批創(chuàng)業(yè)公司涌現(xiàn)。洪瑯執(zhí)教期間主要做的就是雷達(dá)與傳感器領(lǐng)域的研究。授課近30年，洪瑯在學(xué)校培養(yǎng)了一大批人才，代頓周邊不少的科技公司都有他的學(xué)生，有些甚至是他的學(xué)生創(chuàng)辦的。
2014年，在合伙人的鼓動下，洪瑯?biāo)伎家獙⑦^去的研究產(chǎn)品化和商業(yè)化，于是洪瑯與合伙人Steven Hong以及他的學(xué)生一起成立了傳感器技術(shù)公司Oculii（中文名叫傲酷）。Oculii主攻毫米波雷達(dá)的研發(fā)。不到兩年時(shí)間，Oculii推出24Ghz毫米波雷達(dá)。
傳統(tǒng)意義上，幾個(gè)大的Tier 1壟斷了毫米波雷達(dá)的大部分市場（Autoliv、Bosch、Continental、Delphi，簡稱ABCD）。普通毫米波雷達(dá)對二維平面進(jìn)行檢測，并計(jì)算車輛的行進(jìn)速度，這樣的雷達(dá)稱為“3D雷達(dá)”。而Oculii產(chǎn)品其中一個(gè)特點(diǎn)是，內(nèi)置多個(gè)維度的天線，輸出數(shù)據(jù)包含X、Y、Z軸坐標(biāo)以及速度。洪瑯因此稱，這是當(dāng)時(shí)（2015年）唯一可以商用的4D毫米波雷達(dá)。
再度相隔兩年后，Oculii研發(fā)的77Ghz雷達(dá)也即將量產(chǎn)。相比24Ghz雷達(dá)，77Ghz產(chǎn)品體積更小，分辨率更高，更適用于車載與自動駕駛。
Oculii的77Ghz雷達(dá)新品：OAR-200用于LRR和MRR（200米之外）；OAR-100用于SRR（100米之內(nèi)）
洪瑯告訴雷鋒網(wǎng)·新智駕，Oculii的77Ghz雷達(dá)新品有幾個(gè)特點(diǎn)：
4D，輸出X、Y、Z坐標(biāo)和速度矢量；
數(shù)據(jù)接口更加開放，這樣有利于與其他傳感器的融合與二次開發(fā)；
因?yàn)槭褂肨I一款高集成度的芯片，Oculii的77Ghz產(chǎn)品體積小；
高分辨率，并且Oculii計(jì)劃通過自研的虛擬孔徑技術(shù)在明年將77Ghz毫米波雷達(dá)的角分辨率優(yōu)化到1°以內(nèi)。
下文是9月份雷鋒網(wǎng)·新智駕對洪瑯的采訪整理。雷鋒網(wǎng)·新智駕對采訪內(nèi)容進(jìn)行了不更改原意的刪減。
洪瑯在這次采訪里聊到了之前近30年的教學(xué)與研究，Oculii現(xiàn)有產(chǎn)品的特性以及技術(shù)路徑。
我是80年代從中國去美國留學(xué)的，1989年開始在萊特州立大學(xué)教課，在美國已經(jīng)待了30多年。萊特州立大學(xué)所在的代頓，早期可以說是美國中部的硅谷，它的博士人口密度當(dāng)時(shí)是全國最高的。
代頓是萊特兄弟的老家，我們的大學(xué)萊特州立大學(xué)就是用他們的名字命名的，你可以想象這是美國航天航空的發(fā)源地。
我在萊特大學(xué)教書近三十年，附近的科技人員基本上都是我們學(xué)校培養(yǎng)的，很多公司的技術(shù)人員基本上都上過我的課。
我的專業(yè)背景一直是做雷達(dá)信號處理和控制方面的研究。因?yàn)槔走_(dá)技術(shù)商業(yè)化的潛力很大，最近幾年，我從教書、科研轉(zhuǎn)到了創(chuàng)業(yè)。
我們團(tuán)隊(duì)里，我自己有差不多三十年的經(jīng)驗(yàn)，COO Steven是斯坦福的博士，2017年被選為福布斯的30 Under 30。所有的研發(fā)人員至少是碩士學(xué)位，有6 - 7個(gè)博士，整個(gè)團(tuán)隊(duì)里大約1/3是我的學(xué)生。
因?yàn)榉e累了幾十年做各種雷達(dá)的經(jīng)驗(yàn)，我們一開始就高舉高打，直接推出了4D雷達(dá)。
4D雷達(dá)什么概念？現(xiàn)在一般的雷達(dá)是把運(yùn)動的車輛投射在地平面上，返回二維的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，加上一維的速度，所以大家說是3D的。
我們的4D雷達(dá)可以檢測不同高度，不同水平面上的運(yùn)動物體，比如說雷達(dá)在坡底下，車在坡頂上；因?yàn)檐囈粍悠饋?，所有周圍物體都是運(yùn)動的，天橋、標(biāo)志牌等等高處的物體都變成運(yùn)動物體，我們要跟蹤三維空間的所有運(yùn)動物體。
傳統(tǒng)的3D或者二維地平面空間加一維速度的雷達(dá)，把運(yùn)動物體都投在一個(gè)平面上，會引出很多問題。比如前面有天橋，它是在地上還是在高處，3D雷達(dá)分辨不出來。更不用說二維雷達(dá)數(shù)據(jù)和視頻的融合，因?yàn)闆]有縱向坐標(biāo)，融合就有一點(diǎn)困難。
2015年下半年到2016年的時(shí)候，我們推出了24Ghz雷達(dá)，針對智能交通ITS。產(chǎn)品出來后，“4D”的優(yōu)勢就很明顯體現(xiàn)出來了。比如它的安裝就很隨意，很方便。
ITS產(chǎn)品要安裝在道路的龍門架上，安裝的時(shí)候整個(gè)交通都要堵起來。安裝越快，影響就越小。因?yàn)槲覀兊睦走_(dá)跟攝像頭做了融合，安裝人員看到攝像頭畫面就可以安裝調(diào)試，所見即所得，不然不知道這個(gè)雷達(dá)照在哪里。
因?yàn)?4Ghz的雷達(dá)尺寸比較大，主要用于智能交通上。77Ghz尺寸更小，而且性能好，測量范圍更遠(yuǎn)，所以適合于車載。
目前24Ghz這塊，還在繼續(xù)量產(chǎn)，現(xiàn)在大概有幾百萬美金的收入。我們的77Ghz雷達(dá)馬上也要推出來了。
我們引入的4D雷達(dá)有幾個(gè)特點(diǎn)：
第一，它有三維坐標(biāo)+速度；
第二，對用戶開放數(shù)據(jù)，所以用戶很容易根據(jù)我們的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次開發(fā)，特別適合與視頻的融合；
第三，我們基于TI的單芯片開發(fā)，并且把TI原來設(shè)計(jì)的性能參數(shù)提高了4倍，所以體積小、功耗小、精度高。
跟LiDAR相比，現(xiàn)在毫米波雷達(dá)的測距精度已經(jīng)基本可以與之媲美，我們雷達(dá)最高可以達(dá)到三點(diǎn)幾厘米。LiDAR不可以直接測量速度，但雷達(dá)可以直接測量速度，且精度很高，所以這點(diǎn)是天生優(yōu)越的。
雷達(dá)唯一的明顯弱勢就是角分辨率低，LiDAR的角分辨率可以做到很高。毫米波雷達(dá)為了增加角分辨率，傳統(tǒng)做法就是增加雷達(dá)天線個(gè)數(shù)，但這會受到很大限制，比如體積上的限制。
但我們的做法是在不增加天線數(shù)量的情況下，采用軟件虛擬的方法，計(jì)算獲得多個(gè)天線的效果?？傊ㄟ^等效多天線來提高雷達(dá)的精度，我們目標(biāo)是得到接近或等同LiDAR的角分辨率。
剛剛講到我們的幾個(gè)特點(diǎn)，普通毫米波雷達(dá)只有二維平面的坐標(biāo)，而我們有三維坐標(biāo)。是因?yàn)槲覀冇袃山M天線，橫向天線和縱向天線，進(jìn)行兩個(gè)極性的掃描。
兩組天線并不會增加成本，關(guān)鍵需要理解橫縱坐標(biāo)的關(guān)聯(lián)性，做好里面的算法。可以說，要提高角分辨率和實(shí)現(xiàn)“4D”，最重要的是處理好信號之間的關(guān)聯(lián)性，我們有一個(gè)專利就在這里。
在與視覺以及其他傳感器融合這塊，很多傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)廠商提供的是打包的方案，類似一個(gè)黑盒子，缺乏一些必要的接口，對第三方廠商來說很難做融合。而我們更開放。
激光雷達(dá)取回的坐標(biāo)也是三維坐標(biāo)，這時(shí)我們的雷達(dá)也是三維坐標(biāo)，所以也很適合與激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)融合。
最后是單芯片的部分,目前所有量產(chǎn)的雷達(dá)都是用多芯片，所以尺寸不能很小。
我們選擇的是TI的一款芯片，這個(gè)芯片今年剛推出。我們把芯片的能量放大了，這個(gè)芯片原來只用于短距離雷達(dá)（SRR），我們放大之后可以用到中距離和長距離上（MR和LRR）。
Oculii 兩款77Ghz雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)
虛擬孔徑技術(shù)，77Ghz雷達(dá)如何做到高角分辨率？
除了4D、數(shù)據(jù)融合、體積方面，我們的另一個(gè)方向是實(shí)現(xiàn)高清的角分辨率，我們現(xiàn)在朝這方面努力。
我們會在今年推出77Ghz的雷達(dá)，預(yù)計(jì)會在明年推出角分辨率1°以下的77Ghz產(chǎn)品。
實(shí)現(xiàn)高角分辨率，也是我們專利之一。得到高清的角度分辨率，現(xiàn)在有幾種方法，一種是增加物理天線，前面說了增加物理天線有很多限制。
還有一種就是用合成孔徑的方法（Synthetic Aperture，簡稱SAR），但這種情況下天線必須是運(yùn)動的，它在運(yùn)動的情況下采集若干相位，最終合成在一起。但對于車載來說，因?yàn)檐囕v的運(yùn)動軌跡很難保持穩(wěn)定一致，所以很難保持相位的關(guān)聯(lián)性。
而我們的做法是用相位虛擬的方法，得到等效多天線的效果。從理論上來講幾根天線可以達(dá)到100、200個(gè)天線的效果，但因?yàn)闀艿叫酒阅芗捌渌拗频?，?shí)際能做到幾十根天線效果。所以我們目標(biāo)是1°以下的角分辨率精度。
教書、科研和現(xiàn)在，我覺得非常大不同就是，我做這幾十年會覺得書本的東西到實(shí)際是有相當(dāng)大的距離。我們之前做研究項(xiàng)目，只要科研做得好，資金是完全不用操心的。而我們現(xiàn)在要做量產(chǎn)化的的商用產(chǎn)品。
77Ghz這塊，我們現(xiàn)在剛出樣品，在中國找合作伙伴或者Tier 1進(jìn)行車規(guī)生產(chǎn)。今年4月，我們已經(jīng)完成A輪融資，信中利、三星風(fēng)投都投資了，聯(lián)想Commet Labs也有參與。
我們看到中國市場現(xiàn)在是世界上最大的汽車市場，而且還在迅速擴(kuò)大，特別對于ADAS的需求特別大，自動駕駛的技術(shù)需求也非常大。我們在中國已經(jīng)設(shè)立了機(jī)構(gòu)，也希望和主機(jī)廠、Tier 1及自動駕駛技術(shù)公司廣泛合作。
自動駕駛需要的傳感器，毫米波雷達(dá)是很重要的一部分。任何傳感器都不能相互取代，攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)都會共存互補(bǔ)。大家看到激光雷達(dá)領(lǐng)域比較火熱，技術(shù)上不斷有新的突破。而毫米波雷達(dá)這些年基本上沒有大的創(chuàng)新，大家看到了瓶頸，卻沒有辦法打破它。
我們的目標(biāo)就是打破瓶頸。毫米波雷達(dá)有全天候工作的優(yōu)點(diǎn)，再通過技術(shù)彌補(bǔ)角精度上的劣勢，可以發(fā)揮更大的作用。
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