支持高級別自動駕駛行易道4D雷達研制取得顯著成果

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2022-11-01 08:28:23 汽車產業來源：中國汽車報網

2020年，受北京市科學技術委員會委托，北京行易道科技有限公司(以下簡稱行易道)承擔《支持高級別自動駕駛的成像毫米波雷達研制》課題，近日完成了產品原型設計和測試，結果表明實現了設計指標，取得了顯著成果。

該產品實現了方位角、俯仰角、距離、速度的聯合高精度測量;實現了基于目標多維特征提取算法、目標多散射點融合聚類算法、開發典型目標的運動模型，以實現目標分類、降低雷達檢測虛警率，實現威脅障礙目標的高置信度檢測識別。

表1 行易道4D雷達產品原型機指標

行易道在車載雷達上的多年積累，在4D雷達技術上獲得集中體現，在本產品中，創新的技術如下：

——稀疏陣列天線設計。實現方位向分辨率1°，俯仰向分辨率2.5°。

——壓縮感知(Compressive Sensing)超分辨算法首次在車載雷達上工程應用，能夠實現方位向0.5°，俯仰向0.8°的分辨率。

——目標分類更加完整，能夠對高程目標(燈桿、路牌、橋梁)準確分類，對于汽車、摩托車、行人分類更加準確，能夠極大地保障AEB功能的可靠性。

在這些創新點中，壓縮感知算法格外令人矚目。

近年來壓縮感知在生物醫學成像、圖像壓縮、雷達目標檢測等領域得到了廣泛的應用。在觀測對象稀疏的情況下，壓縮感知可突破傳統采樣定理限制，利用稀疏信號處理進行無模糊重構。中科院團隊將稀疏信號處理應用于雷達成像，在理論體制、方法、實驗等方面取得原創性成果。

汽車雷達信號處理技術近年來蓬勃發展，但是陣列構型限制了角分辨率關鍵指標的進一步提升，壓縮感知可突破這一瓶頸。2017年開始，德國、美國、意大利等團隊將壓縮感知應用于汽車雷達信號處理，實現超分辨角度估計。2019年開始，行易道和中科院團隊合作，在77Ghz 車載4D雷達、77GHz車載合成孔徑雷達產品研制中，引入稀疏信號處理技術，2022年實現了工程應用，取得了令人信服、令行業振奮的成果，處于行業領先地位。該成果對汽車智能化進程中實現傳感器升級、滿足高級別智能駕駛需求，都具有非常重要的意義和價值。

對于車載傳感器來說，在汽車智能化時代，面臨多維度的工程挑戰：高精度目標分類能力、實時性、尺寸、魯棒性、全天候工作和成本。毫米波雷達從1974年開始在汽車上應用，經歷了收發通路從電子真空管到全固態的演進，到21世紀，在實時性、尺寸、魯棒性、全天候工作和成本方面，表現優良，但是在高精度目標分類方面，受到尺寸、成本、技術的約束，工程化進展緩慢。

如何研制出能夠滿足高精度目標分類和實時工作能力，同時具有尺寸和成本優勢，是擺在產業面前的難題。壓縮感知超分辨算法的優勢，在車載4D雷達的研制中得到充分驗證，比1970年代開始被廣泛應用的譜估計超分辨算法，具有運算資源占用少、運算時間短的優勢，能夠突破硬件尺寸、運算資源的約束，實現實時成像、高精度目標分類，尺寸、成本可控。

圖2 行易道DBF、DML、壓縮感知算法仿真對比圖

為了應對日益緊迫的AEB(緊急自動剎車)全球標配浪潮，行易道沿用自主的4D雷達技術，推出滿足市場需求的4D雷達產品AMRR300，這款產品將于2023年4月SOP(商業化量產)，支持實現AEB功能。AMRR300延用了稀疏陣列天線設計、壓縮感知算法，具有高精度目標分類能力，能夠滿足AEB、高級自動駕駛的應用需求。產品核心指標見表2。