隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)加速向高級(jí)別自動(dòng)駕駛階段轉(zhuǎn)型升級(jí),深度整合多模態(tài)傳感器融合技術(shù)已成為保障高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)功能安全性、可靠性和提升社會(huì)公眾接受度的關(guān)鍵性技術(shù)支撐。

高速公路的感知挑戰(zhàn)

高速公路為ADAS及自動(dòng)駕駛車輛帶來(lái)諸多獨(dú)特挑戰(zhàn)。高速行駛特性要求車輛兼具更遠(yuǎn)探測(cè)距離與瞬時(shí)高置信度決策能力,需在200米外精準(zhǔn)識(shí)別快速變化的場(chǎng)景并即時(shí)作出反應(yīng),同時(shí)兼顧安全性、舒適性與系統(tǒng)可擴(kuò)展性。

現(xiàn)實(shí)路況的不可預(yù)測(cè)性進(jìn)一步加劇了挑戰(zhàn):雨雪霧等惡劣天氣導(dǎo)致能見度驟降;被遮擋的靜止車輛、路面雜物等復(fù)雜邊緣場(chǎng)景頻現(xiàn);攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器在隧道等特殊區(qū)域性能受限。因此,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)若想在高速公路安全可靠運(yùn)行,必須依賴兼具遠(yuǎn)距離探測(cè)與高分辨率的全天候感知技術(shù)。

雷達(dá)革命:4D成像雷達(dá)崛起

傳統(tǒng)雷達(dá)憑借在惡劣天氣與弱光環(huán)境下的穩(wěn)定性,一直占據(jù)一定的市場(chǎng)地位。然而,在復(fù)雜高速公路場(chǎng)景中,尤其是遠(yuǎn)距離高分辨率探測(cè)這一核心環(huán)節(jié),傳統(tǒng)雷達(dá)的分辨率與精度表現(xiàn)欠佳,難以達(dá)到要求。在此背景下,4D成像雷達(dá)橫空出世,帶來(lái)了一場(chǎng)具有里程碑意義的變革。它大幅提升了分辨率與目標(biāo)分離能力,實(shí)現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的跨越。

Arbe研發(fā)的超高分辨率4D成像雷達(dá)系統(tǒng),正是為突破傳統(tǒng)雷達(dá)的固有局限、彌補(bǔ)光學(xué)傳感器的不足而打造。該雷達(dá)系統(tǒng)具備卓越性能,能夠在300米距離內(nèi)精準(zhǔn)探測(cè)并清晰區(qū)分被部分遮擋的小型物體。即便在惡劣天氣肆虐,或是處于隧道等強(qiáng)反射干擾的復(fù)雜環(huán)境中,它依然能保持穩(wěn)定、可靠的工作狀態(tài)。

分辨率與探測(cè)距離為何不可妥協(xié)?

在高速公路場(chǎng)景下,車輛探測(cè)距離的要求極為嚴(yán)格:當(dāng)車速達(dá)到120-130公里/小時(shí),每秒行駛距離超過(guò)30米。即便在理想條件下,緊急制動(dòng)也需要近100米的制動(dòng)距離。而急剎車不僅存在較高風(fēng)險(xiǎn),若未能提前預(yù)判路況,更容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

可靠的遠(yuǎn)距離感知能力可為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供更多響應(yīng)選擇:

采用漸進(jìn)制動(dòng)而非緊急剎車

提前完成變道規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)

及時(shí)發(fā)出警示信號(hào)并減速,為后方車輛預(yù)留反應(yīng)時(shí)間

為確保這些安全功能的實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)需具備明確的感知能力:

散落物檢測(cè):有效檢測(cè)距離至少150米,理想情況下200米以上

行人識(shí)別:有效識(shí)別距離200米,最佳性能接近300米

擁堵識(shí)別:有效探測(cè)范圍300米

激光雷達(dá)和攝像頭傳感器雖然各有優(yōu)勢(shì),但在探測(cè)距離上存在明顯局限;傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)雖然探測(cè)距離較遠(yuǎn),卻受制于分辨率和動(dòng)態(tài)感知能力,難以準(zhǔn)確區(qū)分輪胎與行人、護(hù)欄與車輛等關(guān)鍵目標(biāo)。現(xiàn)有系統(tǒng)往往只能在危險(xiǎn)迫在眉睫時(shí)——甚至已經(jīng)來(lái)不及反應(yīng)時(shí)——才能識(shí)別到威脅。

4D成像雷達(dá)憑借其遠(yuǎn)距離探測(cè)能力與高分辨率環(huán)境建模特性,恰好彌補(bǔ)了這一關(guān)鍵技術(shù)缺口,同時(shí)具備全天候工作的優(yōu)勢(shì)。

高速公路核心應(yīng)用案例

高分辨率4D成像雷達(dá)賦能的多項(xiàng)ADAS/AV功能,對(duì)高速公路駕駛尤為關(guān)鍵:

1.自由空間檢測(cè)與路徑規(guī)劃:準(zhǔn)確識(shí)別可行駛區(qū)域是規(guī)劃安全路徑的關(guān)鍵。雷達(dá)憑借其在霧天、雨天及低能見度條件下的穩(wěn)定探測(cè)能力,可確保車輛持續(xù)感知周邊環(huán)境并規(guī)劃安全行駛軌跡。

2.精準(zhǔn)變道控制:高速公路上的車道變換需要精確的車輛方位數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)鄰車追蹤。Arbe雷達(dá)即使在匯流或超車過(guò)程中遇到部分遮擋的車輛,仍能提供包括轉(zhuǎn)向率在內(nèi)的精準(zhǔn)目標(biāo)數(shù)據(jù)。

3.前瞻性智能決策系統(tǒng):平穩(wěn)安全的駕駛體驗(yàn)依賴于及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)判決策。高分辨率雷達(dá)使自動(dòng)駕駛車輛能夠提前預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇,避免急剎急轉(zhuǎn)等操作,從而實(shí)現(xiàn)更舒適、更接近人類駕駛的行駛表現(xiàn)。

4.隧道工況下的可靠運(yùn)行:即使在照明條件復(fù)雜、信號(hào)反射嚴(yán)重的隧道環(huán)境中,自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)和自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)也必須保持正常工作。傳統(tǒng)光學(xué)傳感器常因光線不均和探測(cè)距離受限而失效,普通雷達(dá)系統(tǒng)也因多重反射干擾導(dǎo)致誤報(bào)頻發(fā)、性能下降。Arbe雷達(dá)憑借先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù),可有效過(guò)濾誤報(bào)信號(hào),在隧道中持續(xù)穩(wěn)定地支持路徑規(guī)劃和變道等核心功能。

全天氣全場(chǎng)景競(jìng)爭(zhēng)力

在重慶市,全年降雨日數(shù)超過(guò)170天,且常年多霧、能見度低,僅依靠光學(xué)傳感器顯然不足。4D成像雷達(dá)憑借其出色的環(huán)境適應(yīng)性,可確保感知系統(tǒng)在任何天氣和光照條件下都能穩(wěn)定運(yùn)行、精準(zhǔn)感知。

這種不受環(huán)境變化影響的特性,使其不僅是一個(gè)備用傳感器,更是實(shí)現(xiàn)高速公路級(jí)可靠感知的核心器件。基于此,高速公路自動(dòng)駕駛、車道保持和緊急響應(yīng)等關(guān)鍵功能,都能獲得持續(xù)穩(wěn)定的性能保障。

結(jié)語(yǔ):以雷達(dá)為核心推進(jìn)自動(dòng)駕駛規(guī)模化

為實(shí)現(xiàn)ADAS和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在高速公路場(chǎng)景的安全規(guī)模化應(yīng)用,汽車行業(yè)必須突破傳統(tǒng)傳感器方案的局限。Arbe高分辨率4D成像雷達(dá)賦予車輛更遠(yuǎn)的探測(cè)距離、更快的響應(yīng)速度和更智能的決策能力,即使在嚴(yán)苛的真實(shí)路況下也能穩(wěn)定發(fā)揮。這項(xiàng)技術(shù)將雷達(dá)從輔助角色升級(jí)為自動(dòng)駕駛感知的核心支柱——不僅實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能,更帶來(lái)值得信賴的自動(dòng)駕駛體驗(yàn)。

審核編輯 黃宇