在2023年的CES上，4D成像毫米波雷達（簡稱4D毫米波雷達、4D成像雷達或4D雷達）備受矚目。許多芯片公司推出或更新了他們的成像雷達解決方案，雷達系統(tǒng)制造商也帶來了他們的成像雷達產(chǎn)品。其中，Mobileye CEO Amnon Shashua在CES演講中表示，到2025年除了前置激光雷達之外，只想要4D雷達，引發(fā)業(yè)內(nèi)人士對4D毫米波雷達的關注。甚至有業(yè)內(nèi)專家猜測，4D成像雷達將在不久的將來取代激光雷達。

什么是4D毫米波雷達？

4D毫米波雷達，又稱成像雷達，除了原有功能外，還可以處理高度信息。可檢測物體的方位、距離、速度、高度等四維數(shù)據(jù)。同時，4D成像毫米波雷達具有像素級的角分辨率，可以分辨目標物體的輪廓，讓雷達實現(xiàn)類似激光雷達的成像功能。

在性能方面，4D雷達是傳統(tǒng)毫米波雷達的升級版。在成本方面，4D雷達的成本僅為激光雷達的10%-20% 。

4D毫米波雷達與傳統(tǒng)雷達有何區(qū)別？

(1) 由于缺乏高度信息，傳統(tǒng)雷達在視角上只有一個平面，無法區(qū)分目標物體是在“路上”還是“空中”。這使得毫米波雷達無法有效發(fā)揮其在自動駕駛感知，尤其是靜態(tài)物體識別方面的作用。4D雷達大大提高了毫米波在靜態(tài)物體識別中的置信度。

(2)具備提供目標高度信息的能力，4D毫米波雷達可以捕捉汽車周圍目標的空間坐標和速度信息，還可以計算出目標的俯仰角信息，進而提供周圍的環(huán)境信息車，并提供更多功能，如逼真的路徑規(guī)劃、可通行空間檢測。

(3) 傳統(tǒng)雷達存在分辨率低、噪聲大等缺點。4D雷達通過增加實際或虛擬天線的數(shù)量，可以有效提高角分辨率，生成更多的點云，進一步成像目標物體的基本輪廓、邊緣和形狀。傳統(tǒng)的也有點云，但是數(shù)量少，沒有俯仰角信息。4D成像毫米波雷達可以提供俯仰角信息和更多的點云數(shù)據(jù)。經(jīng)過深度學習，4D雷達還可以區(qū)分行人、自行車、汽車、卡車等不同目標。

4D毫米波雷達會取代激光雷達嗎？

未來激光雷達或4D成像雷達能否成為智能駕駛汽車的主要傳感器，可能還是要看具體場景。將根據(jù)不同的功能和需求開發(fā)不同的解決方案。4D毫米波雷達和激光雷達各有特點，可以發(fā)揮各自的長處。4D成像雷達無法替代遠距離高性能成像激光雷達，但預計在不久的將來，側面雷達將搭載在車輛上。

(1) 從技術角度來看，4D毫米波雷達的精度是傳統(tǒng)雷達的升級版，但與激光雷達不在一個數(shù)量級。此前有觀點認為，未來4D成像毫米波雷達或?qū)⑷〈饧す饫走_。在價格方面，部分4D雷達的價格并不比Flash LiDAR便宜，單芯片4D雷達還處于早期研發(fā)階段。估計可能需要3年甚至更長的時間才能建立起標準化、量產(chǎn)化的產(chǎn)品。未來4D成像雷達可能取代的應該是傳統(tǒng)的毫米波雷達，而不是激光雷達。

(2) 從點云效果來看，4D毫米波雷達雖然也具備成像功能，但在點云密度和質(zhì)量方面仍無法與激光雷達相媲美，難以滿足高清晰度的感知需求級自動駕駛?？紤]到當前時間節(jié)點，4D成像毫米波雷達與主傳感器激光雷達在點云密度和質(zhì)量方面還有較大差距，4D成像雷達無法替代遠距離激光雷達進行前向感知。

(3) 在自動駕駛場景中，對前向檢測精度的要求極高。車輛在向前行駛時，必須能夠準確檢測和識別前方物體的大小、距離、方位、速度等信息。任何誤報或漏報都可能直接導致事故發(fā)生。LiDAR 可以通過掃描周圍環(huán)境形成 3D 圖像模型，并且可以在水平視野中每秒生成數(shù)百萬個點云。其點云密度足以滿足各級別自動駕駛的感知需求。

LiDAR 和 4D 成像雷達可以互補。此前，業(yè)界一直在爭論毫米波雷達、攝像頭、激光雷達的優(yōu)缺點。最后大家發(fā)現(xiàn)，用單一的傳感器是不可能實現(xiàn)自動駕駛的，因為每個傳感器都有自己的優(yōu)缺點。只有將所有傳感器融合在一起，才能獲得自動駕駛所需的精度和準確度。

審核編輯：劉清