汽车，需要怎样的雷达？

今天的汽车配备了大量的传感器系统，包括摄像头、雷达和超声波传感器，其中激光雷达开始受到关注。这些系统中没有一个在本质上优于其他系统。每个人都以不同的方式闪耀（没有双关语），并且都有自己的优点和缺点。例如，雷达在读取路标时毫无用处，而基于摄像头的视觉系统的功效在雾、雨夹雪和雪的条件下会降低。

NXP ADAS高级主管 Matthias 首先指出，在安全要求的推动下，过去几年的大多数新车都配备了三个雷达传感器，如下图所示。

大约 2023 年的典型 3 传感器汽车雷达环境

（来源：恩智浦）

Matthias 继续说，到 2025 年，我们可以期待看到我们的汽车配备更多各种类型的传感器。就雷达而言，典型的中档汽车可能需要多达五个传感器（四个在角落，一个在前面）。相比之下，高档汽车可能配备十个或更多雷达传感器，以提供 360° 覆盖范围，恩智浦称之为“radar cocoon”。

到 2025 年，汽车可能拥有 10 个或更多雷达传感器（来源：恩智浦）

Matthias 提出的一个有趣观点是，原始设备制造商越来越希望通过引入基于服务/订阅的模型来摆脱一次性销售，这种模型可以在车辆的整个生命周期内产生额外的收入流。一种可能性是越来越多的车辆在交付时满载传感器，无论您（客户）是否需要它们。关键是并非所有这些传感器都会从一开始就启用，但随着时间的推移它们可能会被激活。这将是原始设备制造商进行的前期投资，期望他们能够在未来销售附加特性、功能和服务。

除了搭载更多雷达传感器的汽车外，这些传感器还需要具有更大的范围。例如，今天的前向雷达传感器通常具有 200 米的范围，但很快就会增加到 300 米或更远。同样，今天的角雷达传感器通常具有 70m 的范围，但这将增加到 140m 或更远。

除了更多的传感器，这些传感器还将具有更大的范围（来源：恩智浦）

除了更大的范围之外，这些传感器还需要提供更高的分辨率。这一要求最初是在前雷达传感器的背景下开始的，但现在已扩展到角落传感器和其他传感器。

除了更大的范围之外，雷达传感器还将具有更高的分辨率（来源：恩智浦）

您可能想知道上图中为什么只有两个侧面雷达（灰色区域）。我问Matthias ，这是否意味着我们将来只能左转。他回答说，确实应该有四个灰色区域重叠以提供 360° 覆盖，但为了简单起见，他省略了两个。老实说，考虑到这张照片中发生的所有其他事情，除了疑惑地扬起眉毛之外，我仍然无法想出一个快速的回归。

拥有大量高分辨率、扩展范围的雷达传感器将为各种可能性打开大门。让我们从所谓的弱目标、易受伤害的道路使用者 (VRU) 识别和分离开始，这意味着能够在存在较大物体的情况下检测和区分较小的物体，例如站在汽车旁边的行人或摩托车骑手在一辆卡车旁边行驶。其中一个关键是具有较低的相位噪声，因为噪声可以掩盖较小的物体，从而产生较弱的反射。

更好的雷达传感器解锁了一系列可能性，包括弱目标/VRU 识别和分离（左上）和先进的 4D 仰角和多模式传感（中下），所有这些都产生了 360° radar cocoon（右上）（来源：恩智浦）

除了水平方向的扫描，还需要具备垂直方向的扫描能力，才能确定物体的高度。此外，所需的分辨率取决于范围和操作模式。在 300 米的范围内，能够将物体的高度解析到 10 厘米以内可能是可以接受的，但例如，在驶过道路颠簸或进入有盖停车场时，有必要实现 1 厘米至 2 厘米的分辨率。