本周，Xilinx和美國大陸航空宣布了汽車行業(yè)的第一臺(tái)“可投入生產(chǎn)的” 4D成像雷達(dá)。但是4D雷達(dá)實(shí)際上是否超出了理論范圍？

無人駕駛汽車的自主性通常以“自動(dòng)化水平”的尺度來衡量。簡而言之，這是從0到5的比例，這意味著絕對(duì)沒有自治，而5則表示完整的無人駕駛功能。作為參考，當(dāng)今大多數(shù)特斯拉汽車的得分為3，這被認(rèn)為是很大的得分。

自動(dòng)化級(jí)別的說明。圖片由GeoSpatial World提供

在獲得完全自動(dòng)駕駛的車輛之前，需要進(jìn)行一些重大的改進(jìn)。在這些必要的改進(jìn)中，許多專家認(rèn)為，向4D雷達(dá)成像的轉(zhuǎn)變將是一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)。

4D雷達(dá)：什么？

在原來的雷達(dá)有能力來衡量兩個(gè)維度。通過使用專用的旋轉(zhuǎn)天線并偵聽回波信號(hào)，二維雷達(dá)可以獲取兩個(gè)坐標(biāo)并確定對(duì)象的位置。

然后出現(xiàn)了3D雷達(dá)。3D雷達(dá)將像2D雷達(dá)一樣旋轉(zhuǎn)，但是在每次掃描旋轉(zhuǎn)之后，都會(huì)更改天線仰角以進(jìn)行下一次探測。將以多種角度重復(fù)此方案，以掃描最大范圍內(nèi)雷達(dá)周圍的所有空氣量。通過這種方式，3D雷達(dá)可以檢測三個(gè)維度：方位角，仰角和速度。

3D雷達(dá)描繪。圖片由Radar Tutorial提供

現(xiàn)在，開始引入4D成像雷達(dá)。從理論物理學(xué)的角度來看，時(shí)間被視為第四維度。當(dāng)應(yīng)用于雷達(dá)時(shí)，這將是多普勒頻率，該頻率表示物體是朝著車輛移動(dòng)還是朝著車輛移動(dòng)。

行話快速注解

有人認(rèn)為4D雷達(dá)是用詞不當(dāng)和行銷策略，因?yàn)檫@些雷達(dá)并不是真正繪制時(shí)間，而是利用時(shí)間來了解3D環(huán)境。此外，他們認(rèn)為現(xiàn)代偵察雷達(dá)已經(jīng)具有檢測多普勒頻移的能力，因此該技術(shù)也不是新穎的。

但是，這些要點(diǎn)歸結(jié)為語義。關(guān)鍵是4D雷達(dá)將測量的第四維度集成到3D雷達(dá)中，以幫助更好地理解和繪制環(huán)境圖。即使特定的技術(shù)不是新穎的，但它的集成還是新的，值得研究。

Xilinx與美國大陸航空聯(lián)手開發(fā)4D雷達(dá)硬件

為了使ADAS技術(shù)更接近5級(jí)自動(dòng)化，Xilinx和美國大陸航空已聯(lián)手開發(fā)4D雷達(dá)硬件。

4D與目前的雷達(dá)。圖片由Spar3D提供

就在本周，他們宣布賽靈思將通過其Zynq UltraScale + MPSoC平臺(tái)為美國大陸航空的新型高級(jí)雷達(dá)傳感器（ARS）540提供動(dòng)力，從而打造出他們所謂的汽車行業(yè)首款可用于生產(chǎn)的4D成像雷達(dá)。據(jù)說這種新的雷達(dá)系統(tǒng)可提供300米和±60°的視場。

到底是怎么回事？

該系統(tǒng)特別依靠Xilinx汽車Zynq UltraScale + MPSoC來為Continental的成像雷達(dá)提供動(dòng)力。MPSoC是一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)的平臺(tái)，允許雷達(dá)在多種傳感器平臺(tái)配置下運(yùn)行并符合OEM規(guī)范。

Zynq UltraScale + EV的框圖。圖片由Xilinx提供

通過在設(shè)備的可編程邏輯中進(jìn)行并行處理，可以實(shí)現(xiàn)完全獨(dú)立但同時(shí)進(jìn)行的處理流水線，這對(duì)于4D感測至關(guān)重要。此外，具有多個(gè)DSP線程可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)雷達(dá)傳感器輸入的硬件加速。

更接近自動(dòng)駕駛？

賽靈思和美國大陸航空正在開發(fā)的新系統(tǒng)旨在將4D雷達(dá)靈活動(dòng)態(tài)地應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車。這很重要，因?yàn)?D雷達(dá)應(yīng)該在惡劣的天氣條件下提供更大的范圍，視野，感知力和承受能力。

盡管Xilinx聲稱第一臺(tái)“可投入生產(chǎn)”的4D雷達(dá)似乎沒有什么根據(jù)（該雷達(dá)目前無法銷售），但其含義仍然有意義。將Xilinx的硅技術(shù)專長與Continentals先進(jìn)的雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合，似乎是在不久的將來開發(fā)更先進(jìn)的車輛的理想之選。