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              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。

       

      1  行易道4D雷達產品原型機

              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。

       

      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:

      1、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°。

      2、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。

      3、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。

       

      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。

       

      2 行易道4D雷達產品AMRR300指標

      該科委研發項目未來的技術成果轉化,將給智能汽車行業帶來強有力的技術推動和帶動作用,從而促進科研成果經濟效益的實現。

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