亚商投顾曾宪瑞：毫米波雷达从3D到4D进化|亚商|传感器|方位角|曾宪瑞|毫米波|波雷达|测速

亚商投顾曾宪瑞老师提醒大家：股市有风险，投资需要多加小心，避免不必要的风险。

1、3D毫米波雷达的缺陷

目前主流毫米波雷达主要功能为测角、测距与测速，故也称之为3D毫米波雷达。3D毫米波雷达固有的缺陷为无法测量物体高度，从而使其不能识别前方静止物体是否会对车辆通行产生影响。除此之外，3D毫米波雷达另一个缺陷是信噪比太低，存在大量误测。

当视觉感知结果与3D毫米波雷达的结果发生冲突的时候，通常会屏蔽掉后者，这或是特斯拉AutoPilot出现多次事故的原因：一旦视觉感知结果有误，将对汽车驾驶安全产生严重威胁。2021年5月，特斯拉宣布为北美市场制造的Model3和ModelY将不配备毫米波雷达，Autopilot将由摄像头系统提供运算支持。

4D毫米波成像雷达突破了传统毫米波雷达的局限性。4D毫米波成像雷达也称为4D成像雷达，与传统毫米波雷达相比，4D成像雷达增加了俯仰角的测量信息，并且角度分辨率可达到亚度（<1°）级别，能够通过输出大量的测量点清晰地呈现出目标障碍物的轮廓。

4D成像雷达也能通过神经网络技术，根据呈现的点云图像信息，对道路的使用者和障碍物进行目标检测及分类，可在最远300m处检测、区分、追踪多个静止和移动的目标。此外，4D成像雷达在前前车刹车，防止连续追尾以及大光比、恶劣天气等cornercase场景下能够保持较好的性能。

2、4D毫米波vs其它传感器

4D毫米波雷达未来或可在分辨率上逼近16-64线的激光雷达。4D毫米波相较于激光雷达的主要优缺点有：

优点：1）不受天气影响。毫米波的分辨率越高，穿透能力越强、大气衰减小、受雨雪烟尘等天气影响小，故而毫米波雷达具有全天时全天候的工作能力。2）测速。可通过多普勒效应直接测速，并且测速精度较高，可以对摄像头等其他传感器形成互补。3）成本低。4D毫米波雷达主流方案是基于硅基的CMOS，成本较激光雷达更低。4）测距长。4D毫米波雷达可实现300m甚至更远范围的覆盖，激光雷达一般感知距离在210-250m左右；5）穿透性强在一些场景上表现更优。例如理论上可以直接通过穿透实现对前前车的识别与探测。

缺点：1）性能不及激光雷达。目前4D毫米波雷达的方位角*俯仰角分辨率1*1度左右；激光雷达可达到0.1*0.1度。2）多普勒效应的局限性。在对横向移动的物体、距离较近的两辆车、人车等场景的识别上尚存在缺陷。

随着自动驾驶级别的提高，4D成像雷达将在各级别自动驾驶方案中均得到更多应用。根据Arbe的预测，4D毫米波雷达将于2024年在欧洲与北美市场L1-L4级别自动驾驶车型中开始列装。市场规模方面，根据Yole预测，4D毫米波雷达2021年-2027年复合增长率将达到48%，而4D成像雷达CARG将达到109%。中国市场方面，根据高工智能汽车研究院预测，2023年中国乘用车前装市场4D成像雷达的搭载量有望突破百万颗，到2025年4D成像雷达占全部前向毫米波雷达的比重有望超过40%。