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针对汽车行业的新型“4D成像雷达”正在研制中。这个名字准确吗?

2020年9月25日通过杰克赫兹

本周,Xilinx公司和大陆航空公司宣布了汽车行业首款“可投入生产”的4D成像雷达。但是4D雷达真的存在于理论之外吗?

一辆自动驾驶汽车的自主性通常是以“水平的自动化简而言之,这是一个从0到5 - 0的评分标准,0表示完全没有自动驾驶,5表示完全的无人驾驶功能。可供参考的是,如今大多数特斯拉汽车的得分都是3分,这被认为是一个很慷慨的分数。

自动化水平的解释

自动化水平的解释。图片由地理空间世界

在完全自动驾驶汽车问世之前,我们还需要做一些重大的改进。在这些必要的改进中,许多专家认为向4D雷达成像的转变将是一项至关重要的技术。

4D雷达:这是什么?

原来的雷达具有二维测量的能力。利用专门的旋转天线和侦听回波信号,2D雷达有能力获得两个坐标并确定目标的位置。

然后3D雷达出现了。3D雷达会像2D雷达一样旋转,但每次扫描旋转后,天线仰角会为下一次探测而改变。这种场景将在多个角度上重复,以扫描雷达周围最大范围内的所有空气体积。这样,一个三维雷达可以探测到三个维度:方位角、仰角和速度。

3 d雷达描述

3 d雷达描绘。图片由雷达教程

现在,4D成像雷达开始被引入。从理论物理学的角度来看,时间被认为是第四维度。当应用到雷达上时,这将是多普勒频率,它显示一个物体是向飞行器移动还是远离。

简单介绍一下行话

有些人认为4D雷达是一种用词不当和营销策略,因为这些雷达并不是真正地绘制时间,而是利用时间来理解3D环境。此外,他们认为现代侦察雷达已经具备了探测多普勒频移的能力,所以这项技术也并不新奇。

然而,这些要点归结为语义学。关键是4D雷达将第四维度的测量集成到3D雷达中,帮助更好地理解和绘制环境地图。即使特定的技术并不新颖,但它的集成是新的,值得研究。

Xilinx和大陆航空合作开发4D雷达硬件

希望将ADAS技术推向5级自动化,Xilinx和大陆航空已经合作开发4D雷达硬件

4D与当前雷达

4D与当前雷达。图片由Spar3D

就在本周,他们宣布Xilinx将为大陆航空的新产品提供动力先进雷达传感器(ARS与它的Zynq UltraScale+ MPSoC平台他们声称这是汽车行业首款可投入生产的4D成像雷达。据说这种新的雷达系统提供300米和±60°视野。

引擎盖下到底发生了什么?

该系统特别依赖于Xilinx Automotive Zynq UltraScale+ MPSoC为大陆成像雷达提供动力。MPSoC是一个适应性强的平台,允许雷达在多个传感器平台配置中操作,并适应OEM规范。

Zynq UltraScale+ EV的框图

Zynq UltraScale+ EV的框图。图片由赛灵思公司

这是通过设备可编程逻辑内的并行处理实现的,实现了完全独立但同时进行处理的管道,这对4D感知至关重要。此外,拥有多个DSP线程可以实现实时雷达传感器输入的硬件加速。

离自动驾驶又近了一步?

该新系统由Xilinx和Continental开发,旨在将4D雷达灵活、动态地应用到自动驾驶汽车中。这是重要的,因为四维雷达被认为提供更大的范围,视野,知觉,和恶劣天气条件的耐受性。

虽然Xilinx公司声称的第一个“生产就绪”的4D雷达似乎有点不可靠——该雷达目前还没有上市销售——但其影响仍然是相关的。Xilinx的硅专业技术与大陆先进的雷达技术相结合,在不久的将来可能会开发出更复杂的车辆。