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4D雷达是什么?

来源: 时间:2020-09-29
本周,Xilinx和美国大陆航空宣布了汽车行业的第一台可投入生产的 4D成像雷达。
 
但是4D雷达实际上是否超出了理论范围?
 
无人驾驶汽车的自主性通常以“ 自动化水平 ”的尺度来衡量。简而言之,这是从0到5的比例,这意味着没有自治,而5则表示完整的无人驾驶功能。作为参考,当今大多数特斯拉汽车的得分为3,这被认为是很大的得分。
 

 

自动化级别的说明。图片由GeoSpatial World提供
 
在获得完全自动驾驶的车辆之前,需要进行一些重大的改进。在这些必要的改进中,许多专家认为,向4D雷达成像的转变将是一项至关重要的技术。
 
4D雷达是什么?
最初的雷达具有二维测量的能力。利用专门的旋转天线和监听回波信号,二维雷达具有获取两个坐标并确定物体位置的能力。
 
后来三维雷达出现了。三维雷达会像二维雷达一样旋转,但每次扫描旋转后,都会改变天线的仰角,以便下一次探空。这种情况会在很多角度上重复,在较大范围内扫描雷达周围所有的空气体积。这样一来,三维雷达就可以检测三个维度:方位角、仰角和速度。

 

3D雷达描绘。图片由  Radar Tutorial提供
 
现在,开始引入4D成像雷达。从理论物理学的角度来看,时间被视为第四维度。当应用于雷达时,这将是多普勒频率,该频率表示物体是朝着车辆移动还是朝着车辆移动。
 
有人认为4D雷达是用词不当和行销策略,因为这些雷达并不是真正绘制时间,而是利用时间来了解3D环境。此外,他们认为现代侦察雷达已经具有检测多普勒频移的能力,因此该技术也不是新颖的。
 
但是,这仅是语义上的解读。
 
实际上,4D雷达将测量的第四维度集成到3D雷达中,可以帮助更好地理解和绘制环境图。即使特定的技术不是新颖的,但它的集成还是新的,值得研究。
 
Xilinx与美国大陆航空联手开发4D雷达硬件
为了使ADAS技术更接近5级自动化,Xilinx和美国大陆航空已联手开发4D雷达硬件。
 

 

4D与目前的雷达。图片由Spar3D提供
 
就在本周,他们宣布赛灵思将通过其Zynq UltraScale + MPSoC平台为美国大陆航空的新型高级雷达传感器(ARS)540提供动力,从而打造出他们所谓的汽车行业首款可用于生产的4D成像雷达。据说这种新的雷达系统可提供300米和±60°的视场。
 
该系统特别依靠Xilinx汽车Zynq UltraScale + MPSoC来为Continental的成像雷达提供动力。MPSoC是一个适应性强的平台,允许雷达在多种传感器平台配置下运行并符合OEM规范。

 

Zynq UltraScale + EV的框图。图片由Xilinx提供
 
通过在设备的可编程逻辑中进行并行处理,可以实现完全独立但同时进行的处理流水线,这对于4D感测至关重要。此外,具有多个DSP线程可实现实时雷达传感器输入的硬件加速。
 
4D雷达能让我们更接近自动驾驶吗?
赛灵思和美国大陆航空正在开发的新系统旨在将4D雷达灵活动态地应用于自动驾驶汽车。这很重要,因为4D雷达应该在恶劣的天气条件下提供更大的范围,视野,感知力和承受能力。
 
尽管Xilinx声称第一台“可投入生产”的4D雷达似乎没有什么根据(该雷达目前无法销售),但其含义仍然有意义。
 
将Xilinx的硅技术专长与Continentals先进的雷达技术相结合,似乎是在不久的将来开发更先进的车辆的理想之选。
 
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