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[译] [转]用于汽车行业的新型“ 4D成像雷达”正在开发中

40°研究院 2020-09-29 19:02 次阅读

本周,Xilinx和美国大陆航空宣布了汽车行业的第一台“可投入生产的” 4D成像雷达。但是4D雷达实际上是否超出了理论范围?

无人驾驶汽车的自主性通常以“自动化水平”的尺度来衡量简而言之,这是从0到5的比例,这意味着绝对没有自治,而5则表示完整的无人驾驶功能。作为参考,当今大多数特斯拉汽车的得分为3,这被认为是很大的得分。

自动化级别的说明。图片由GeoSpatial World提供

在获得完全自动驾驶的车辆之前,需要进行一些重大的改进。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:什么?

原来的雷达有能力来衡量两个维度通过使用专用的旋转天线并侦听回波信号,二维雷达可以获取两个坐标并确定对象的位置。

然后出现了3D雷达。3D雷达将像2D雷达一样旋转,但是在每次扫描旋转之后,都会更改天线仰角以进行下一次探测。将以多种角度重复此方案,以扫描最大范围内雷达周围的所有空气量。通过这种方式,3D雷达可以检测三个维度:方位角,仰角和速度。

3D雷达描绘。图片由Radar Tutorial提供

现在,开始引入4D成像雷达。从理论物理学的角度来看,时间被视为第四维度。当应用于雷达时,这将是多普勒频率,该频率表示物体是朝着车辆移动还是朝着车辆移动。

行话快速注解

有人认为4D雷达是用词不当和行销策略,因为这些雷达并不是真正绘制时间,而是利用时间来了解3D环境。此外,他们认为现代侦察雷达已经具有检测多普勒频移的能力,因此该技术也不是新颖的。

但是,这些要点归结为语义。关键是4D雷达将测量的第四维度集成到3D雷达中,以帮助更好地理解和绘制环境图。即使特定的技术不是新颖的,但它的集成还是新的,值得研究。

Xilinx与美国大陆航空联手开发4D雷达硬件

为了使ADAS技术更接近5级自动化,Xilinx和美国大陆航空已联手开发4D雷达硬件

4D与目前的雷达。图片由Spar3D提供

就在本周,他们宣布赛灵思通过其Zynq UltraScale + MPSoC平台为美国大陆航空的新型高级雷达传感器(ARS)540提供动力,从而打造出他们所谓的汽车行业首款可用于生产的4D成像雷达。据说这种新的雷达系统可提供300米和±60°的视场。

到底是怎么回事?

该系统特别依靠Xilinx汽车Zynq UltraScale + MPSoC来为Continental的成像雷达提供动力。MPSoC是一个适应性强的平台,允许雷达在多种传感器平台配置下运行并符合OEM规范。

Zynq UltraScale + EV的框图。图片由Xilinx提供

通过在设备的可编程逻辑中进行并行处理,可以实现完全独立但同时进行的处理流水线,这对于4D感测至关重要。此外,具有多个DSP线程可实现实时雷达传感器输入的硬件加速。

更接近自动驾驶?

赛灵思和美国大陆航空正在开发的新系统旨在将4D雷达灵活动态地应用于自动驾驶汽车。这很重要,因为4D雷达应该在恶劣的天气条件下提供更大的范围,视野,感知力和承受能力。

尽管Xilinx声称第一台“可投入生产”的4D雷达似乎没有什么根据(该雷达目前无法销售),但其含义仍然有意义。将Xilinx的硅技术专长与Continentals先进的雷达技术相结合,似乎是在不久的将来开发更先进的车辆的理想之选。

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