2020年，受北京市科學(xué)技術(shù)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(dān)《支持高級別自動駕駛的成像毫米波雷達(dá)研制》課題，近日完成了產(chǎn)品原型設(shè)計和測試，結(jié)果表明實現(xiàn)了設(shè)計指標(biāo)，取得了顯著成果。

圖1 行易道4D雷達(dá)產(chǎn)品原型機(jī)

該產(chǎn)品實現(xiàn)了方位角、俯仰角、距離、速度的聯(lián)合高精度測量;實現(xiàn)了基于目標(biāo)多維特征提取算法、目標(biāo)多散射點融合聚類算法、開發(fā)典型目標(biāo)的運(yùn)動模型，以實現(xiàn)目標(biāo)分類、降低雷達(dá)檢測虛警率，實現(xiàn)威脅障礙目標(biāo)的高置信度檢測識別。

(資料圖)

表1 行易道4D雷達(dá)產(chǎn)品原型機(jī)指標(biāo)

行易道在車載雷達(dá)上的多年積累，在4D雷達(dá)技術(shù)上獲得集中體現(xiàn)，在本產(chǎn)品中，創(chuàng)新的技術(shù)如下：

l 稀疏陣列天線設(shè)計。實現(xiàn)方位向分辨率1°，俯仰向分辨率2.5°。

l 壓縮感知(Compressive Sensing)超分辨算法首次在車載雷達(dá)上工程應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)方位向0.5°，俯仰向0.8°的分辨率。

l 目標(biāo)分類更加完整，能夠?qū)Ω叱棠繕?biāo)(燈桿、路牌、橋梁)準(zhǔn)確分類，對于汽車、摩托車、行人分類更加準(zhǔn)確，能夠極大地保障AEB功能的可靠性。

在這些創(chuàng)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(yī)學(xué)成像、圖像壓縮、雷達(dá)目標(biāo)檢測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在觀測對象稀疏的情況下，壓縮感知可突破傳統(tǒng)采樣定理限制，利用稀疏信號處理進(jìn)行無模糊重構(gòu)。中科院團(tuán)隊將稀疏信號處理應(yīng)用于雷達(dá)成像，在理論體制、方法、實驗等方面取得原創(chuàng)性成果。

汽車?yán)走_(dá)信號處理技術(shù)近年來蓬勃發(fā)展，但是陣列構(gòu)型限制了角分辨率關(guān)鍵指標(biāo)的進(jìn)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(tuán)隊將壓縮感知應(yīng)用于汽車?yán)走_(dá)信號處理，實現(xiàn)超分辨角度估計。2019年開始，行易道和中科院團(tuán)隊合作，在77Ghz 車載4D雷達(dá)、77GHz車載合成孔徑雷達(dá)產(chǎn)品研制中，引入稀疏信號處理技術(shù)，2022年實現(xiàn)了工程應(yīng)用，取得了令人信服、令行業(yè)振奮的成果，處于行業(yè)領(lǐng)先地位。該成果對汽車智能化進(jìn)程中實現(xiàn)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(zhàn)：高精度目標(biāo)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(dá)從1974年開始在汽車上應(yīng)用，經(jīng)歷了收發(fā)通路從電子真空管到全固態(tài)的演進(jìn)，到21世紀(jì)，在實時性、尺寸、魯棒性、全天候工作和成本方面，表現(xiàn)優(yōu)良，但是在高精度目標(biāo)分類方面，受到尺寸、成本、技術(shù)的約束，工程化進(jìn)展緩慢。

如何研制出能夠滿足高精度目標(biāo)分類和實時工作能力，同時具有尺寸和成本優(yōu)勢，是擺在產(chǎn)業(yè)面前的難題。壓縮感知超分辨算法的優(yōu)勢，在車載4D雷達(dá)的研制中得到充分驗證，比1970年代開始被廣泛應(yīng)用的譜估計超分辨算法，具有運(yùn)算資源占用少、運(yùn)算時間短的優(yōu)勢，能夠突破硬件尺寸、運(yùn)算資源的約束，實現(xiàn)實時成像、高精度目標(biāo)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(yīng)對日益緊迫的AEB(緊急自動剎車)全球標(biāo)配浪潮，行易道沿用自主的4D雷達(dá)技術(shù)，推出滿足市場需求的4D雷達(dá)產(chǎn)品AMRR300，這款產(chǎn)品將于2023年4月SOP(商業(yè)化量產(chǎn))，支持實現(xiàn)AEB功能。AMRR300延用了稀疏陣列天線設(shè)計、壓縮感知算法，具有高精度目標(biāo)分類能力，能夠滿足AEB、高級自動駕駛的應(yīng)用需求。產(chǎn)品核心指標(biāo)見表2。

表2 行易道4D雷達(dá)產(chǎn)品AMRR300指標(biāo)

該科委研發(fā)項目未來的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，將給智能汽車行業(yè)帶來強(qiáng)有力的技術(shù)推動和帶動作用，從而促進(jìn)科研成果經(jīng)濟(jì)效益的實現(xiàn)。(陳明)

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