本周，Xilinx和美國大陸航空宣布了汽車行業(yè)的第一臺“可投入生產(chǎn)的” 4D成像雷達。但是4D雷達實際上是否超出了理論范圍？

無人駕駛汽車的自主性通常以“自動化水平”的尺度來衡量。簡而言之，這是從0到5的比例，這意味著絕對沒有自治，而5則表示完整的無人駕駛功能。作為參考，當今大多數(shù)特斯拉汽車的得分為3，這被認為是很大的得分。

自動化級別的說明。圖片由GeoSpatial World提供

在獲得完全自動駕駛的車輛之前，需要進行一些重大的改進。在這些必要的改進中，許多專家認為，向4D雷達成像的轉(zhuǎn)變將是一項至關(guān)重要的技術(shù)。

4D雷達：什么？

在原來的雷達有能力來衡量兩個維度。通過使用專用的旋轉(zhuǎn)天線并偵聽回波信號，二維雷達可以獲取兩個坐標并確定對象的位置。

然后出現(xiàn)了3D雷達。3D雷達將像2D雷達一樣旋轉(zhuǎn)，但是在每次掃描旋轉(zhuǎn)之后，都會更改天線仰角以進行下一次探測。將以多種角度重復(fù)此方案，以掃描最大范圍內(nèi)雷達周圍的所有空氣量。通過這種方式，3D雷達可以檢測三個維度：方位角，仰角和速度。

3D雷達描繪。圖片由Radar Tutorial提供

現(xiàn)在，開始引入4D成像雷達。從理論物理學(xué)的角度來看，時間被視為第四維度。當應(yīng)用于雷達時，這將是多普勒頻率，該頻率表示物體是朝著車輛移動還是朝著車輛移動。

行話快速注解

有人認為4D雷達是用詞不當和行銷策略，因為這些雷達并不是真正繪制時間，而是利用時間來了解3D環(huán)境。此外，他們認為現(xiàn)代偵察雷達已經(jīng)具有檢測多普勒頻移的能力，因此該技術(shù)也不是新穎的。

但是，這些要點歸結(jié)為語義。關(guān)鍵是4D雷達將測量的第四維度集成到3D雷達中，以幫助更好地理解和繪制環(huán)境圖。即使特定的技術(shù)不是新穎的，但它的集成還是新的，值得研究。

Xilinx與美國大陸航空聯(lián)手開發(fā)4D雷達硬件

為了使ADAS技術(shù)更接近5級自動化，Xilinx和美國大陸航空已聯(lián)手開發(fā)4D雷達硬件。

4D與目前的雷達。圖片由Spar3D提供

就在本周，他們宣布賽靈思將通過其Zynq UltraScale + MPSoC平臺為美國大陸航空的新型高級雷達傳感器（ARS）540提供動力，從而打造出他們所謂的汽車行業(yè)首款可用于生產(chǎn)的4D成像雷達。據(jù)說這種新的雷達系統(tǒng)可提供300米和±60°的視場。

到底是怎么回事？

該系統(tǒng)特別依靠Xilinx汽車Zynq UltraScale + MPSoC來為Continental的成像雷達提供動力。MPSoC是一個適應(yīng)性強的平臺，允許雷達在多種傳感器平臺配置下運行并符合OEM規(guī)范。

Zynq UltraScale + EV的框圖。圖片由Xilinx提供

通過在設(shè)備的可編程邏輯中進行并行處理，可以實現(xiàn)完全獨立但同時進行的處理流水線，這對于4D感測至關(guān)重要。此外，具有多個DSP線程可實現(xiàn)實時雷達傳感器輸入的硬件加速。

更接近自動駕駛？

賽靈思和美國大陸航空正在開發(fā)的新系統(tǒng)旨在將4D雷達靈活動態(tài)地應(yīng)用于自動駕駛汽車。這很重要，因為4D雷達應(yīng)該在惡劣的天氣條件下提供更大的范圍，視野，感知力和承受能力。

盡管Xilinx聲稱第一臺“可投入生產(chǎn)”的4D雷達似乎沒有什么根據(jù)（該雷達目前無法銷售），但其含義仍然有意義。將Xilinx的硅技術(shù)專長與Continentals先進的雷達技術(shù)相結(jié)合，似乎是在不久的將來開發(fā)更先進的車輛的理想之選。