納雷科技周坤明 公釐波雷達的開發與應用技術

2021-07-15 14:57:20 字數 3496 閱讀 8564

汽車創新港微講座

(有刪減)。

周坤明,原華為 it 產品線高階營銷經理。2016 年 4 月負責納雷科技****整體運作,帶領納雷科技 3 個月完戰略制定和市場布局;在汽車領域公釐波雷達打造 1+4 方案,在民用雷達界被稱為一批新的「黑馬」。以下內容來自他的分享。

當前主流汽車採用國外公釐波雷達感測器,對自主可控的研究迫於眉睫。現在國內的現狀,國內稍微高階一點的汽車採用公釐波雷達,特別比如像紅旗、吉利等等都採用這種雷達,包括 24g 的雷達也有很多廠商在使用。

雷達目前被海外巨頭控制,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範疇,但這兩年起步的較快,各個雷達廠商統計不會低於 20 家。

公釐波雷達是智慧型汽車上不可缺少的關鍵部件。公釐波主要特點能夠穿透像煙霧、灰塵的能力,具有體積小、整合化程度高,感應靈敏等特點。第二個特點就是可以實現全天候、全天時應用,這也是其他感測器所不具備的。比如說在雨天、大雪天氣下,公釐波雷達是非常不錯的選擇。

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裡面。

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裝置,相關的產品。特別是廈門意行聚焦裡面的晶元設計,在 24g 上取得了不小的成功。

隨著雷達的發展,國內來看雷達又是下乙個風口,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,摸索週期比較長,需要長時間積累。

24g 和 77g 是目前相對研究重點投入的物件。24g 主要應用車後方應用,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 在應用範圍來看,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,從國家層面來講怎麼引導國內感測器的發展是重點也是難點。目前 77g 主要集中在國外的手裡面,包括 24g 很多技術也是集中在國外人的手裡面。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。

24g 應用於 bsd、lca、後向穿越車輛報警、開門輔助、後方碰撞預警、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。

說到應用,在 24g 海拉仍然是老大的位置。在 77g 主要應用於前向防碰撞、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 比較複雜。

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,工業和資訊化部將 24.25 和 26.6g 頻段劃為短距離車載雷達裝置的使用,滿足電子裝置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 標準什麼樣,可能要等到明年才能真正看到乙個結果。

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,公釐波雷達的發展主要面臨以下問題:

1、人才和經驗不足仍是很大的挑戰。比如說需要豐富的雷達系統和公釐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裡面,另外就是在國外廠商的手裡面,導致了這方面人才比較缺少。

2、投入相對比較高,裝置需要從國外購買,特別是測試裝置,還有一些生產裝置。比如一條 24g 生產線投入至少千萬以上,有時候可能更高。關鍵是投入以後能不能使用,能不能產生價值還未可知。

3、生產裝置需要定製。這些裝置生產的時候往往不像標準的器件有標準的生產裝置,生產裝置好多標準需要定製,花費高的原因在這裡。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。生產裝置是批量生產的試製、測試、校準,包括測試裝置,標定、材料分析等等都需要相關的裝置。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裡面。國內產業鏈環境還有待於提公升。

4、開發周期相對比較長。一般一款公釐波雷達開發周期要到 12 個月以上,是指從設計、演算法穩定到最後使用,12 個月有一定基礎去做,如果沒基礎,從剛開始去摸索,估計週期會更長。還要穩定週期,有的時候可能長達將近兩年。

公釐波雷達感測器的方案,從目前使用情況來看,我們推進的方案是主流的 1+4 方案,構成乙個高階輔助駕駛方案。後面兩個檢測後方,比如說 bsd、變道輔助等雷達使用。前向為什麼還要加兩個,前段時間特斯拉的事故,特斯拉在配備的時候只有乙個前向雷達,在這個事件當中如果前向配置兩個短距雷達,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。

在演算法控制這塊,業界有兩種,如果車廠不開放協議,國內有一些廠商在做機械性控制;如果車廠開放協議,電動車發展相對比較快,在這種情況下對車直接進行控制,也許以後的發展就是對車直接的底盤控制,可能是未來高階輔助駕駛重要的方案。

在納雷的戰略裡面聚焦六大行業,包括無人機、汽車、安防、工業、交通、智慧型照明。特別是在智慧型照明這塊,隨著中國推出「網際網路+」、「中國製造 2025」發展思路來看,特別是智慧型城市發展相對比較快,我們做過乙個實驗,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%,實際上對於一些應用兩年可能已經回本,現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,在工業領域的機械人,工業機械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 這款低功耗的感測器,最大作用距離能達到 30 公尺,是 1 發 1 收的,這款產品非常好,可以用到智慧型感應的比如城市的照明上,以及用到無人機、機械人、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階超聲波雷達,大家知道超聲波雷達目前一般的作用距離是 5 公尺,高一點的 10 公尺距離已經了不起了,但是在這款雷達能達到 30 公尺,所以 sp25 在這方面有乙個巨大的市場。

做公釐波雷達有個問題,這個成本到底高不高?——非常高。

首先看微波暗室這一套配備基礎的設施,目前雖然用的不多,但還是少不了的裝置,少則幾百萬,高則上千萬,數千萬的投入。為什麼國內在這塊有好多廠商在做,但是沒有做大,這也是一方面原因。

還有其他的測試導軌、反射器這類相對比較小的儀器。再比如說向量分析儀、頻譜分析儀、訊號發生器、高速示波器等等這類應該也是相對非常大的投入,更別說生產線了。

所以在公釐波雷達發展來講,還是希望大家團結起來共同開發市場。

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