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wave CEO Maha Achour:替代激光雷达的毫米波雷达如何做?

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2017-12-13
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摘要 : CEO Maha Achour 将出席本次峰会,详细阐述如何打造取代激光雷达的毫米波雷达。

2018 年 1 月 16 日,新智驾将在旧金山湾区举办 GAIR 硅谷智能驾驶峰会,这是一场来自自动驾驶领域的大聚会——嘉宾们来自学界、互联网大公司、汽车行业以及新技术公司,集聚了中美两地顶尖的自动驾驶研发力量。本次峰会,邀请到硅谷毫米波雷达创新公司 wave 作为代表,其 CEO Maha Achour 将出席本次峰会,详细阐述如何打造取代激光雷达的毫米波雷达。Maptek,3D激光扫描仪,采空区测量,溜井测量,滑坡监测预警,地形测,矿山VR,天河道云

 wave CEO Maha Achour:替代激光雷达的毫米波雷达如何做?

  前不久,雷锋网新智驾探访了 wave 位于硅谷施乐帕克研究中心(Xerox PARC Research Center)的办公室,和 Maha 进行了交流,并初步了解了她正在研发的新型毫米波雷达产品。如果大家想更深入了解 wave 的毫米波雷达技术,可以来 GAIR 硅谷智能驾驶峰会听她的现场分享。

 wave CEO Maha Achour:替代激光雷达的毫米波雷达如何做?

  Maha Achour 是 MIT 物理学博士,后来又在加州圣迭戈分校攻读电子工程以及通信系统理论。从 1996 年开始就在射频及光学行业工作,曾经在美国国防高级研究计划局(DARPA)领导过一些无线电相关的研究项目,在传感器、高速信号传输领域颇有造诣。

  2006 年,她创立超材料( materials)研发公司 Rayspan 并担任 CTO ,该公司主要研究的是超材料天线( materials Antenna)——一种用超材料操纵天线系统使其增加效率的天线,Maha 算是非常早期的将该技术带向市场的先驱。也许是机遇不对,这家公司后来没有再运营。

  大约在两年前,Maha 和现在公司的 CTO Bernard Casse、工程 VP George Daniel 一起在 PARC 研究中心工作,从事的研究内容中依然有超材料,同时还有 5G 通信技术。或许是一种执念,Maha 还是想将这些新技术带向商业市场,她认为这个时候是很好的时机。

  今年早些时候,Maha 开始为 wave 找钱,一开始的创业方向实际上包括了 5G 通信网络以及车载毫米波雷达。但之后随着对市场的分析更加成熟,看到 ADAS、无人驾驶领域的机会,还是决定将公司 90% 的重心放在车载雷达领域。

   wave 今年 9 月完成了 700 万美元种子轮融资,其中上汽资本进行了投资。Maha 透露,明年 CES、MWC 之后,将会开始寻找一笔大额的 A 轮融资,主要用于毫米波雷达的量产。

  2018 年 CES , wave 将发布其首款毫米波雷达产品——WARLORD,而在 GAIR 硅谷智能驾驶峰会上,她还将针对这款产品分享更多。

  毫米波雷达产品——WARLORD

 wave CEO Maha Achour:替代激光雷达的毫米波雷达如何做?

  超材料、类 SAR

  Maha 为其新一代的毫米波雷达产品取了一个非常“炫酷”的名字——WARLORD(简写自 W-Band Advanced Radar for Long-Range Recognition and Detection)。其频段在 76-81 GHz。

   wave 方面称,WARLORD 采用了超材料天线,能发射可操控的高度定向的电磁波束,精准探测目标物的位置、速度,且不惧怕恶劣天气以及环境。而且,因为这款毫米波雷达内置了 wave 自研的 AI Engine ,其中嵌入了各类物体识别和分类算法,可以分辨出道路参与者的属性(行人、自行车、摩托或者巴士等等),能够提供如人眼一般的感知能力,被称为“Digital Eye”。这是因为这样的特性,WARLORD 还能采集 3D 雷达图像。

  在车载毫米波雷达领域,目前大家的趋势都在往更高的分辨率上靠,其中带宽的增加便是其中一种方式,从 24GHz 到 77GHz,4 个 G 带宽的增加,成为了很多创业公司的发展方向。追求更高的分辨率,还有一种方法就是扩展天线的尺寸或者增加天线的数量,但是囿于主机厂对于毫米波雷达整体尺寸的车规级限制,这里的发挥空间并不大。

  Maha 采用的方法是把电磁波束紧紧地聚拢起来,让其能量集中在一处。而要实现这样的效果,在数字空间(Digital Space)是办不到的,只有在模拟空间(Analog Space)里才能做到。实际上,WARLORD 可以说是一款模拟波束雷达产品(Analog Beam Forming Radar)。

  当然,SAR (Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达技术)技术也是毫米波雷达提升分辨率的一大重要杀器,但是用在车载雷达上还不是很成熟,国内厂商行易到正在进行相关的研发。WARLORD 同样也内置了 SAR 的性能,分辨率能做得很高。

  Maha 进一步阐释了 WARLORD 的技术特性:

  其一,采用可操控的天线。 wave 采用的是单天线,而非天线阵列,同时接收也是单线的。这种天线由复合超材料结构而成,每一个超材料单元(Unit Cell)都有活跃组件能够参与波束成形,还能调整波束角度。这相较于如今大部分雷达用的多天线结构有很大的优势。Maha 欣喜地表示该技术已经拿下了专利。

  其二,信号收发端进行了整合。 wave 采用了英飞凌、NXP 和 TI 等 Tier 2 的芯片,并与他们进行合作,将天线和芯片组进行了整合。

  其三,优越的微控制技术。比如要控制天线探测前方的物体,追踪其距离、角度、速度以及运动的方式,同时还要判断这些物体的类别,最后还要把这些经过处理的信息传送给(自动驾驶汽车)的传感器融合单元,这对于微控制技术的要求非常高。 wave 在该技术上有很深的积累。

  前文所述的 WARLORD 要做障碍物的识别和分类,必然离不开 AI 技术。 wave 便在其雷达产品中嵌入了 AI 引擎。

  AI Engine

  WARLORD 采用的 AI Engine 内置了多种算法,包括杂波干扰抑制算法、目标检测和跟踪算法等等,可以优化毫米波雷达的整体性能以及让其具备物体识别和分类能力。Maha 表示,对于毫米波雷达来说,和外界空间直接接触的是天线,如果可以在这个层面就进行前置分析,显然要优于将原始数据直接传到传感器融合单元再进行分析,因为可以大大降低传输的延迟。这一点对于自动驾驶来说尤为重要。

  取代 LiDAR?

  拥有远距离(250-300米)的探测能力,同时具备优越的分辨率和高效的数据处理速度。毫米波雷达是否会削弱甚至取代 LiDAR 在自动驾驶汽车上的地位?

  从一个物理学博士的视角,Maha 认为 LiDAR 对于自动驾驶汽车来说并非不可或缺。她表示,如果地图精度足够高,未来自动驾驶汽车上装配 4 个毫米波雷达、4 个摄像头便就足够了。其中,毫米波雷达负责车身 360 度范围以及上下角度的探测,摄像头则观察周围环境,再配合 AI Engine 一起使用。Maha 认为这样的方案 2030 年是有可能实现的。

  目前,WARLORD 的整个基础硬件的性能可以满足 L2 的需求,再往更高级别(L4)走,内置的软件(算法)能力将会起到决定性作用。

  Maha 称,现在,已经有很多主机厂在等待他们的雷达产品,希望尽快拿到自家平台上进行测试。而且也在和一些自动驾驶企业进行合作的商谈,她表示 wave 原意探索一切的可能性。

  这一点也体现在她对 Tier 1 的态度上,尽管这些供应商已经在毫米波雷达领域实力雄厚,但他们并不止出售雷达,而是提供 ADAS 整体解决方案,而 wave 期待的是未来将自家高性能的毫米波雷达提供给 Tier 1 作为其 ADAS 系统方案的一个传感器选项。毕竟主机厂才掌握话语权,主机厂不会拒绝高性能的毫米波雷达。Maha 正在谨慎地和 Tier 1 进行接触。

  提及量产,Maha 确定地表示, wave 不会自建工厂,“永远也不会”,而且也不采取 License 的方式,因为这样收益周期太长。他们将找第三方工厂代工,规模仅次于富士康的代工厂伟创力(Flextronics)是选项之一,正密切接触。

               来源:雷锋网

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