毫米波雷达开启4D时代，助力几何伙伴抢滩自动驾驶量产

自动驾驶的江湖里，无论是辅助驾驶派系，还是高级自动驾驶派系，玩家们都在路上不断前进着。

以自动驾驶为原点，技术流派的焕新也从未停止过。在主机厂低成本、全天候、车规级的量产需求下，催生了玩家们的新一轮技术比拼。

上海几何伙伴智能驾驶有限公司（以下简称“几何伙伴”）成立于2018年10月末，是一家集自动驾驶相关软硬件产品研发、制造、销售和服务于一体的高科技企业，提供面向自动驾驶基于机器感知和学习的软硬件集成系统和总体解决方案。

创始人兼CEO薛旦是国家及上海人工智能专家委员会委员，曾担任航天某所总工程师。公司核心团队揽聚了航天、华为、上汽、大疆、日本电装、德国大陆等全球顶尖企业人才。

2019年1月几何伙伴完成6000万人民币天使轮融资，由ARM生态中国产业基金领投，矽力杰、耀途资本、君桐资本等跟投。

虽然创立时间不长，但凭借独特的技术路线，几何伙伴在2019年末成为了上汽集团的智能驾驶五大战略合作伙伴之一。

据了解，几何伙伴和上汽将会以4D毫米波车载雷达为主传感，辅之于可见光视觉和红外成像的自动驾驶软硬件系统进行合作，打造面向L3和L4级别、具备局部自动驾驶功能的乘用车和商用车。

那么，在机械扫描式激光雷达成为当下主流，以及固态激光雷达不断“上位”的情况下，几何伙伴的方案是如何在赛道上杀出重围，助力自动驾驶量产落地的？

进击的毫米波雷达

事实上在成立之前，几何伙伴就已经在着手研发工作。在这段时间里，几何伙伴对现有的自动驾驶方案做了大量分析与考量。

在主流的自动驾驶感知方案中，激光雷达凭借其高精度的成像能力始终占据着C位，一直有着难以替代的地位。

但一个尴尬的事实是，到目前为止，全球真正实现车规级上车的激光雷达只有奥迪与法雷奥联合推出的Scala一代4线激光雷达。而难以量产、难过车规、价格昂贵始终是更高线束机械扫描式激光雷达未能在自动驾驶车辆上批量落地的原因。

尽管固态激光雷达在逐渐崛起，但“Flash方案的大功率问题在远距场景尚无有效解决方案，不适用于自动驾驶应用；MEMS方案的问题在于目前没有一款MEMS微振镜产品可以满足-40°~105°工作温度、车规级冲击和振动要求。”

因此，在自动驾驶的技术路径上，几何伙伴选择4D毫米波雷达作为自动驾驶想象空间的技术起点。

较之4D毫米波雷达，传统车载毫米波雷达（也称3D雷达）的主要应用是避障，能够准确知道目标与雷达之间的距离、方位、速度信息，但其没有高度信息，无法成像，所以无法准确的识别目标的形态。

而4D毫米波雷达，增加了对目标的高度维数据的解析，能够实现距离、方位、高度以及速度四个维度的信息感知，可以有效地解析目标的轮廓、类别、行为。

薛旦告雷锋网新智驾，4D毫米波雷达的实现离不开几个关键因素。

首先，4D毫米波雷达需要大规模收发阵列。对于车载应用，级联多通道发射和接收单元是实现这个功能最有效的方法之一。目前能够量产这种芯片的玩家主要有TI、NXP、英飞凌、加特兰等。

第二个关键因素在于雷达天线的设计。雷达天线通过TBF和MIMO技术可以虚拟出更多的通道。通道数越多，雷达的分辨率越高，点云数量及质量也会大幅提升，毫米波雷达的成像轮廓也会更加清晰。

第三，通过几何伙伴特有的雷达信号处理算法打破天线设计的物理限制，使得虚拟天线数量增加数十倍，达到上万个通道，点云数量相应成倍增加。

第四，通过几何伙伴自主研发的深度学习网络模型，对点云信息进行处理，有效地解析目标的轮廓、类别、行为，不仅能实现ADAS功能，还能实现高精定位、实时建图和可通行空间估测等自动驾驶功能。

在核心团队的技术加持下，几何伙伴的4D毫米波雷达单帧能够实现大于6000个点云数量，250米以上的探测距离，0.05米的距离精度，水平向FOV为-80°~+80°，俯仰向FOV达到50°，水平和俯仰角度分辨率均达到1°以内，速度分辨率为0.3km/h，能够识别车辆、非机动车、行人、减速带、路沿、护栏等物体，并提供目标的轮廓信息及行为形态。

“我们的4D毫米波雷达实现了自动驾驶所需的可通行空间估测、高精定位和地图构建等功能，性能基本上可以达到32线激光雷达的效果，但成本远低于激光雷达。”薛旦向新智驾表示。

4D毫米波雷达如何肩挑自动驾驶大梁？

目前，全球主要有傲酷（Oculii）、Arbe Robotics、HENSOLDT、Steradian Semi、ARI、Metawave等厂商在做4D毫米波雷达。

但跟这些单纯提供4D毫米波雷达玩家有所区别的是，几何伙伴身上有着两重属性，一是研发4D毫米波雷达，二是以成像毫米波雷达为切入点，进军自动驾驶方案提供商领域。

几何伙伴的目标很清晰：不做车队运营，致力于成为自动驾驶汽车和智能网联汽车的Tier1，实现软硬件的自主研发制造，为主机厂提供面向自动驾驶基于机器感知和学习的软硬件集成系统。 

4D雷达临港测试点云效果

4D雷达临港测试Free Space效果

4D毫米波雷达+车载红外成像+摄像头+自动驾驶软件的软硬件一体化方案，是其成为车企Tier1的敲门砖。

在主流的自动驾驶方案中，64线和128线的激光雷达产生巨量点云，虽然扫描成像质量很高，甚至连动静态目标对象的细节都能清晰可见。但这对点云数据处理计算能力提出了更高的要求，导致车辆需要性能更高的计算平台，车辆整体价格更加昂贵。

但几何伙伴研发团队认为，自动驾驶车辆并不需要精确知道动静态目标的所有细节，只需要提取目标的关键特征点。“所以激光雷达的确有丰富的点云数量，但其中很多信息对自动驾驶来说是并非必需的。”

几何伙伴的自动驾驶方案将会采用4D毫米波雷达、红外成像、摄像头、自动驾驶软件来代替现有的方案。用低成本的方式获取与激光雷达同等质量的成像，实现对象侦测、目标追踪、空间估测、车辆定位、地图构建等功能。

这是一条更加容易上车的路线，或许这也正是车企所看重的。

几何伙伴告诉新智驾，2019年几何伙伴的自动驾驶方案已经搭载在上汽红岩重型卡车上，并进行了大量测试。每一台商用车配置了六台4D毫米波雷达、多台相机等，未来还会搭载一台红外成像系统，实现全时段运营。

几何伙伴工作人员调试上汽商用车

按照计划，几何伙伴将会在今年7月1日开始批产交付4D毫米波雷达等相关软硬件系统，2021年实现量产。目前，几何伙伴正在协助上汽进行商用车型的各种适配工作。

至于乘用车方面，几何伙伴也会紧跟上汽集团自动驾驶的步伐，在2020年完成乘用车的各种测试，2021年进行批产，2022年量产。

尽管几何伙伴自动驾驶方案的效果还需要在新车推出时接受市场的考验，但不可否认的是，新玩家的入局，为自动驾驶的实现带来了更多的视角与可能性，助力自动驾驶量产的到来。
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