主題：毫米波雷達的開發與應用技術

　　講師：周坤明 納雷科技總經理

　　周坤明

　　原華為IT產品線高級營銷經理。于2016年4月起負責納雷科技有限公司整體運作，帶領納雷科技3個月完戰略制定和市場布局；在汽車領域毫米波雷達打造1+4方案，在民用雷達界被稱為一批新的“黑馬”。

　　納雷科技

　　聚焦毫米波雷達，2012年1月18日，公司專注于從事毫米波智能傳感器和雷達系列產品的研發、生產和銷售，目前市場已經有10多個產品在售，客戶覆蓋汽車電子、無人機、智能交通、安防等領域。

　　引用中信汽車近日發布的智能網聯行業報告中的介紹來做個介紹：

　　毫米波雷達國產化即將實現，但目前較為成熟的產品僅有湖南納雷和廈門意行的24GHz中短距雷達。

　　周坤明：各位網友，大家好！今天我們講一下毫米波雷達，今天講24G，77G以后再安排專題進行講座。今天講一下納雷毫米波雷達ADAS方案，納雷科技成立于2012年到現在將近4年的歷史，在4年中從天線設計到整個產品化，過程當中也經歷了很多曲折，走過不少彎路。今天跟大家分享一下24G毫米波里面關鍵的產品進度、包括遇到的一些困難，再回答大家的一些問題。

　　主流汽車采用國外毫米波雷達傳感器，自主可控迫在眉睫

　　當前主流汽車采用國外毫米波雷達傳感器，對自主可控的研究迫于眉睫。從左圖可以看到現在國內的現狀，國內稍微高端一點的汽車采用毫米波雷達，特別比如像紅旗、吉利等等都采用這種雷達，包括24G的雷達也很多廠商在使用。從右圖可以看到，雷達目前整個是被海外的巨頭控制著，首先看到大陸，博世、海拉，海拉24G的出貨量估計超過600萬片，出貨量相對比較大。國內來看，國內還沒納入整個全球雷達統計的范疇，但這兩年起步的較快，各個雷達廠商統計不會低于20家。

　　為什么做毫米波雷達？毫米波雷達是智能汽車上不可缺少的關鍵部件，特別是在全天候的情況下，也是不可缺少的一個傳感器，包括能夠測試距離、速度、方位、角度的傳感器。另外核心的部件現在好多有些時候都買不來，國外雷達購買時很多是把其他的部件打包一起銷售，單獨的成本低，整體購買成本相對比較高。從技術角度來看，目前主要是掌握在國外的手里面。

　　國內廠商已經突破核心技術，國產化指日可待

　　從這里一張圖可以看到，國內廠商已經突破核心技術，國產化指日可待。從左上角的圖是中信證券的分析，從中可以看到，目前來講國內的一些廠商，如華域、廈門意行等等已經開始推出相關的設備，相關的產品。特別是廈門意行聚焦里面的芯片設計，在24G上取得了不小的成功。右邊的圖我想引用一句話，也是佐思和中信證券的分析結論，“國內廠商已經突破了核心技術，國產化指日可待，目前較為成熟的產品有納雷科技和廈門意行。”為什么說把納雷納到非常重要的位置來？實際上納雷在國內相對走的比較早一點，特別是24G的雷達已經出現批量的供貨，納雷目標市場主要還是在幾大領域，包括無人機領域應用，汽車領域，還有安防等其他領域的應用。納雷科技有將近4年的發展歷程，摸索過程中走了很多彎路，但在雷達這塊走的相對比較靠前，特別是在天線這塊推出了將近20多款的視頻天線在市場上進行銷售。

　　隨著雷達的發展，國內來看雷達又是下一個風口，可以預見到一些投資。從目前雷達的分布情況來看，往往分布在高校、研究所集中的地方，像深圳這類的地方核心技術相對比較少，分布也較少。主要原因是雷達是基礎性的研究，摸索周期比較長，需要長時間積累。

　　24G和77G的對比
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　　今天主體是24G，77G也是目前大家相對研究重點投入的對象。在24G上有幾點，主要應用車后方應用，在前方和側向也有使用。77G是汽車前向的主流方向，一般是相互搭配的。24G在應用范圍來看，全球超過150多個國家開放24G頻段。77G相對比較少，國內這兩年也在加速布局，在上個月車聯組織的會議上也在討論77G頻率的問題，到底定多少，77或者79、81等等這類的討論。國家的標準討論的結論有可能在明年年底結論會出來，在過程當中，從國家層面來講怎么引導國內傳感器的發展是重點也是難點。目前77G主要集中在國外的手里面，包括24G很多技術也是集中在國外人的手里面。國內在這塊來講，除了靠我們自主研發之外，國家通過標準層面也在做一些積極的引導，估計明年會有實際的動作，對77G促進有很大的幫助作用。

　　對比24G和77G的市場應用情況。

　　24G應用于BSD、LCA、后向穿越車輛報警、開門輔助、后方碰撞預警、前向車輛報警。特別是BSD，國內開始在一些十四五萬以上的中高檔的汽車上安裝BSD方案了。說到應用，在24G海拉仍然是老大的位置。在77G主要應用于前向防碰撞、自動巡航、制動AEB系統。使用情況來看，仍然是24G標定上比較容易，77G的比較復雜。

　　從24G應用場景來看，根據相關的標準和要求對24G的頻段劃分，可以提高國內車輛道路行車安全，工業和信息化部將24.25和26.6G頻段劃為短距離車載雷達設備的使用，滿足電子設備對無線電頻譜之間的要求。77G國內也在討論制定標準，目的是希望牽引我國在這方面的發展。77G標準什么樣，可能要等到明年才能真正看到一個結果。

　　毫米波雷達國內產業發展面臨的問題。

　　從產品和標準情況來看，目前國內的產業鏈尚未成熟，仍然有很多路要走，在國外雷達已經走了幾十年的歷史了，國內起步是近兩年，特別是2015年和今年投入的廠商較多。

　　從整體來看，人才和經驗不足仍然是很大的挑戰，比如說需要豐富的雷達系統和毫米波射頻設計的經驗和能力。一些集中在研究所和軍方的雷達里面，另外就是在國外廠商的手里面，導致了這方面人才比較缺少。

　　投入相對比較高，設備需要從國外購買，特別是測試設備，還有一些生產設備。我們做過一些經驗，可以供大家分享。比如說一條24G生產線投入至少千萬以上，有時候可能更高。關鍵是投入以后能不能使用，能不能產生價值還未可知。目前國內在這塊批量生產發揮生產線的價值還是有比較大的挑戰。

　　生產設備需要定制。這些設備生產的時候往往不像標準的器件有標準的生產設備，生產設備好多標準需要定制，花費高的原因在這里。生產線如果說全了，所有成本加起來更高，甚至幾千萬都有可能。生產設備是批量生產的試制、測試、校準，包括測試設備，標定、材料分析等等都需要相關的設備。目前缺少77G的生產和工藝，國內生產加工77G工藝相對比較少，只集中在很少的廠家手里面。國內產業鏈環境還有待于提升。

　　最后，開發周期相對比較長。一般一款毫米波雷達開發周期要到12個月以上，是指從設計、算法穩定到最后使用，12個月有一定基礎去做，如果沒基礎，從剛開始去摸索，估計周期會更長。還要穩定周期，有的時候可能長達將近兩年。為什么時間這么長？可能剛設計的時候，通過靜態的測試，動態的測試，上車測試，還有各種復雜的環境下測試，對一些廠商和企業來講是投資巨大的。

　　毫米波雷達傳感器的方案，從目前使用情況來看，我們推進的方案是主流的1+4方案，構成一個高級輔助駕駛一套比較好的方案。后面兩個檢測后方，比如說BSD、變道輔助等雷達使用。前向為什么還要加兩個，前段時間特斯拉出一個事件，特斯拉在配備的時候只有一個前向的雷達，在這個事件當中如果前向配置兩個短距的雷達，有一些短距雷達和長距雷達互補，有可能減少這種事件的發生甚至避免。

　　這是我們主推納雷輔助駕駛的方案，目前業界主流的高級輔助駕駛方案，首先是硬件配置，一個長距離雷達加四個短距的，構成整個基礎。還需要相關的視覺，加上超聲波雷達，多傳感器融合。對數據特征進行提取，比如說360環境感知，在100米范圍內的目標檢測位置、速度、角度這些信息，對信息的提取。提取以后要進行數據融合，比如說運動目標、跟隨算法、地圖融合，高精度地圖融合以后，最后一步就構成車輛控制，控制里面構成算法構成和汽車底盤的控制。

　　在算法控制這塊，一般業界有兩種，一是基于因為好多車廠協議是不開放的，控制要產生機械性的控制，對機械性控制國內也有一些廠商在做。二是如果車的協議開放了，電動車發展相對比較快的話，在這種情況下對車直接進行控制，這種情況可能更好，也許以后的發展就是對車直接的底盤控制，可能是未來高級輔助駕駛重要的方案。

　　重點介紹一個使用安裝位置BSD，目前使用量相對比較大，包括在國內很多車已經使用了，特別是后向防碰撞，因為超聲波的距離太短，需要更長的距離進行后向防碰撞、盲點檢測這類的應用。主要還是靠后端的雷達，一般使用和車身控制系統是相對獨立的系統，后端有車或者有人的時候，在左邊的后視鏡上面有提醒，比如說倒車或者開門的時候，這個燈會閃。

　　講到前面的方案，今天主體是講24G，24G也有一些雷達的配備方案，比如說前向和后向，前向在24G方案上也有相關比較成熟的方案，前向是基于CAR150的方案，最大的測試距離乘用車達到100米左右，在一些城市道路上的車已經夠用了。同時配置短距雷達CAR70。，目前CAR70采用主流的1發2收的方式，CAR150采用多發多收的方式，這個主要是考慮精度要求相對比較高，距離上進一步保障。采用這兩種方案，基本上能構成基礎的輔助駕駛方案，但這種方案使用的時候，要有一個底盤開放到協議上，能控制最好了，如果單獨作為機械控制，不是特別好的一個方案。

　　納雷毫米波雷達產品特點。

　　我們看到毫米波雷達批量化圖片，可以看出幾個特點，要求極致可靠，極致性能，極致簡化，實現算法和規格靈活定制。

　　極致可靠要符合IP67的標準，特別是寬溫的標準，第二測量距離，能夠達到0.5-200米，達到業界主流要求的標準。剛才看到24G的可能達不到200米的要求，但我們77G設計規格是達到的。另外目標數也是要求相對比較高，最高能達到32個目標。

　　第三，極致簡化，看到有一些天線設計，因為有一些廠商是不具備天線射頻設計能力，是從外面購的。納雷具備天線設計能力，從剛才的圖可以看到，天線和信號處理是一個板子上來處理的，有好多廠商是進行分離的，這樣對節省空間有非常大的幫助。

　　最后，國內在做毫米波雷達還有非常大的優勢，就是實現算法和規格靈活定制。在這方面我們在國內碰到比較多，特別是車使用標定的時候，每一種車輛每一個客戶可能就會存在定制的要求。像博世等海外一些廠商一樣存在這種定制，當然他們定制非常高昂的，但納雷這塊相對比較好控制。

　　我記得有一個客戶應用，對定制這塊要求非常高，而且客戶又急著想去測試使用，這種情況怎么辦？當時我們一個算法工程師連夜給他進行算法調試，在這種情況下，這種支持力度可能還只有國內廠商能夠實現，在海外的廠商可能實現不了的，當然這個也是國內競爭力提升的重要標準。特別是隨著國內電動車往無人駕駛發展的，比如說像BAT、樂視進入，對這一類的定制以后要求會更多。所以在這塊對于國內發展來講，這也是非常利好的條件，所以我認為國內發展前景還是非常好的。

　　在納雷的網站也看到毫米波雷達的布局和戰略，納雷毫米波雷達布局主要是基于毫米波聚焦24/60/77GHz，在毫米波雷達傳感器上有幾個獨立的射頻芯片具有設計能力和信號處理能力，當然這兩個是融合一起的，最后到自研的毫米波。目前特別在射頻天線這塊的能力，納雷因為推出的產品相對比較多，在國內具有領先的水平，當然在國際上來講也算是不錯的，我們做了一些對比測試。

　　毫米波雷達的行業應用。

　　在納雷的戰略里面聚焦六大行業，包括無人機、汽車、安防、工業、交通、智慧照明。特別是在智慧照明這塊，隨著中國推出“互聯網+”、“中國制造2025”發展思路來看，特別是智慧城市發展相對比較快，我們做過一個實驗，通過將雷達安裝在路燈上，這種節能效果是很顯著的，特別在一些路段，如冬天能效能降低53%，實際上對于一些應用兩年可能已經回本，現在在國內有一些城市已經開始布局。

　　在交通領域這塊相對比較成熟，像國外有測流量的，測速的，特別是卡口，國內在這塊也有一些廠商去做，目前國內有一定的積累。

　　在工業應用可能更廣泛，比如替代以前的紅外感應，包括液位計，在工業領域的機器人，工業機器人的應用納雷已經有比較多的案例。主要是全天候場景下的使用，整個雷達來講，國內市場非常大，但是需要長時間的積累。

　　特別重點講一下SP25，SP25這款低功耗的傳感器，最大作用距離能達到30米，是1發1收的，這款產品非常好，可以用到智能感應的比如城市的照明上，以及用到無人機、機器人、車輛。特別講一下車輛這塊，因為這款成本比較低，我們的目標是替換現有的高端超聲波雷達，大家知道超聲波雷達目前一般的作用距離是5米，高一點的10米距離已經了不起了，但是在這款雷達能達到30米，所以SP25在這方面有一個巨大的市場。

　　(本文來自汽車創新港微信號，非常感謝作者的付出，本文作為轉載分享。)