ew的小天地 汽车 Uhnder的数字雷达即将上车

Uhnder的数字雷达即将上车

并非所有的ADAS都是等同的。特别是AEB系统,众所周知,它在夜间经常会失效,撞到行人和骑车的人。德州的Uhnder认为他们的雷达才是正解。

在完全自动驾驶还未临近的情况下,车厂将AEB等ADAS功能视为以安全为名抬高售价的下一个最佳选择。

不幸的是,这些功能并不是在所有情况下都能完美地工作。更糟的是,今天的监管机构和汽车评级只在有利于车厂的条件下测试这些功能,而不是在消费者日常驾驶的场景下进行。

NCAP就是一个很好的例子。Under的CEO兼联合创始人Manju Hegde说:“美国和欧洲的NCAP项目迄今为止都没有在夜间测试搭载AEB的车辆,尽管统计数据显示夜间的死亡人数增加了90%,作为一个做雷达的人,我特别恼火,因为雷达是在夜间真正好用的传感器。”

在这种背景下,2015年成立于德州奥斯汀的雷达初创公司Under发布了其首个数字雷达芯片S80,通过了车规认证,并通过了TÜV SÜD的ISO26262 ASIL-B评级。

Hegde的说法可能多少会让人觉得自我中心,但现实世界的统计数据确实是站在他这一边的。

2020年NHTSA的一项研究发现,美国72%的行人死亡事故发生在夜间。

在今年早些时候发布的一份报告中,IIHS指出,AEB系统“能够检测到行人,但只能在白天或光线充足的道路上防止行人碰撞”。

同样,自2018年以来一直在评估主动驾驶辅助(ADA)系统的AAA,上个月发布了一份报告,提醒消费者:

“目前可用的ADA系统不能在没有驾驶员持续监督的情况下进行持续的车辆操作;驾驶员必须始终保持对状况的意识。”

这传达给消费者的信息很清楚:ADAS并不像你认为的那样先进或自动。

审视L2的安全性

L2车辆(搭载部分驾驶自动驾驶技术的车辆)中ADAS的不稳定表现已经得到证明。这样的车辆已经在道路上行驶好几年了。

例如,Hegde指出了AAA在2019年10月的测试。所有4辆测试车在一个十字路口以每小时15英里的速度右转时,都撞上了一个过马路的成人假人,100%的几率。此外,所有4辆车每次都以30英里/小时的速度行驶,都撞到了出现在两台相距5英尺的汽车之间的儿童假人。这个场景复制了我们熟悉的10岁儿童在街上追赶皮球的例子。

Hegde引用了AAA夜间测试的另一个数据。他说:“太阳落山后一小时,在一个十字路口,一辆测试车以每小时30英里的速度行驶,一个假人穿过十字路口。汽车100%地撞上了假人。”

Hegde强调说:“如果你花了几千美元,而且各大品牌的车厂都说有行人AEB,你有权利期望它发挥作用。但显然,在这些用例中并没有。”

自2019年AAA测试以来,一些ADAS技术得到了改进,但在Hegde看来还不够。他说:“我认为,现在的车厂没有资格为这些功能收费。”

什么是数字雷达?

在推出S80雷达芯片的同时,Uhnder回应了NHTSA发出的关于NCAP升级建议的公众意见征求。评论期于上周结束。

Uhnder认为,监管机构和汽车OEM应该知道,恢复消费者对AEB信心的技术已经存在。Hegde说:“监管机构没有理由避免在夜间测试搭载AEB的车辆。”他声称,Uhnder的解决方案,即S80数字雷达芯片,“现在已准备就绪,并正在生产”。

在给NHTSA的RFC中,Uhnder写道:

“Uhnder通过使用通信和军事行业的类似的现有技术,将汽车雷达带入数字领域,增强了传统汽车模拟雷达的优势,并解决了模拟雷达的一些缺点。”

Uhnder为何能把他们的雷达专门称为“数字”雷达呢?所有具有发射/接收功能的雷达都有模数转换器。一旦接收到信号,所有雷达都以数字方式处理这些信号。

正如Hegde解释的那样,区别在于“我们甚至在空中也是数字的”。

Uhnder将DCM(digital code modulation)应用于空中的信号。他说:“我们的代码与Qualcomm在CDMA中使用的代码相同。这是一种扩频通信系统,包括军方在内的许多领域都很熟悉。”

这种DCM方法与汽车雷达常用的模拟调频连续波结构明显不同。根据Uhnder的白皮书,DCM仅限于军事应用,因为它对于大批量生产的汽车来说成本太高。然而,Uhnder声称,CMOS技术和信号处理的进步已经使“符合成本效益的DCM雷达系统满足了汽车工业日益增长的性能要求”。

Uhnder的数字雷达即将上车

Uhnder提供了一个完全集成的77GHz、4D成像雷达芯片与DCM

那么,数字雷达有什么优势呢?它有无干扰的发射器,可以把更多的功率放在目标上,具有高对比度的分辨率。这使数字雷达能够更好地区分彼此相邻的物体。

DCM架构允许Uhnder使用更多的发射器。例如,Uhnder使用12个发射器,竞争对手通常是3个。Hegde解释说:“这个问题不仅仅是发射器数量的问题。Uhnder的竞争对手没有密码,他们一次只能激活一个发射器,因为每个发射器都会干扰其他发射器。相比之下,我们的每个发射器都有一个密码,它是无干扰的。因此,我们的所有发射器同时开启,这给了我们更多的功率。”

凭借其数字雷达的准确性和辨别力,Uhnder声称它可以识别在十字路口转弯后横穿马路的行人,或从路边车辆后面突然蹦出来的孩子。它可以发现隧道或桥下的静止车辆,以及汽车或护栏旁骑自行车的人。Hegde说:“这些都是模拟雷达的已知问题。”

竞争格局

在最近的一份汽车雷达市场报告中,Yole预测,“成像雷达将推动下一波增长,到2027年市场规模将达到43亿美元,相当于整个雷达市场的30%。”

与其他传感器相比,汽车雷达吸引了更多投资界的注意。这使得它成为一个挤满了新老玩家的充满活力的市场。

Uhnder的数字雷达即将上车

Yole认为市场领导者是6个主要的Tier 1:Continental、Bosch、Hella、Denso、Aptiv和Veoneer。

在芯片层面,NXP和Infineon占据了大部分市场份额。报告说:”尽管雷达市场已成熟多年,但我们看到多个新玩家定位于系统层面(Magna、Mobis、威孚等)或芯片层面(Arbe、Uhnder、Vayyar),并获得了订单。还有更多的竞争对手即将出现。报告称,巨大的科技公司,特别是华为、Qualcomm和Intel,正在投资雷达开发。

低级别的传感器融合

Uhnder在4月宣布,它“已经成功地完成了S80的第一个PPAP(Production Part Approval Process),主要用于一家Tier 1的ADS功能”。该公司补充说,S80将安装在计划于今年在美国发布的车型上。

在Uhnder的路线图上有多款雷达芯片,该公司将未来的希望放在了一种新的雷达芯片上(计划于2025年推出),该芯片将集成传感器融合IP。

传感器融合应该在哪里进行一直是个无休止的辩论。Uhnder的Hegde提出了在边缘进行低级别融合的理由。

Hegde解释说,正在开发的新雷达芯片将附带使融合变得容易的IP。根据该计划,摄像头数据将通过MIPI流入Uhnder的雷达芯片,使该公司的雷达芯片在边缘实现低级别融合。

Hegde认为低级别融合是至关重要的。例如,车厂经常使用来自两个传感器模式的数据来做决策。他解释说,这种“决策融合”往往是有问题的,因为摄像头堆栈和雷达堆栈使用不同的阈值,做出不同的假设。当摄像头看到什么,而雷达显示那里什么都没有时,车辆就有可能发生碰撞。

相比之下,低级别融合“使我们能够在车辆做出不可逆的决定之前拦截融合的数据”。

Hegde建议,对于低级别的融合,“你会倾向于有更多数据的一方”。

然而,问题在于雷达所能产生的数据的大小。Uhnder的4D数字成像雷达的ADC输出(所有ADC加起来)是32gb/s。Hegde说:“我们不是在车内几英尺的地方传输数据。没人会这么做……顺便说一下,32gb是很难融合的。”

Hegde说:“Uhnder的芯片加上一些融合IP,减少了数据,所以最终我们是通过以太网传输出来的,每秒几百兆比特。”

他补充说:“一旦发生低级别融合,我们就去找域控制器(或中央大脑),如Nvidia的Jetson或Qualcomm的Snapdragon。最终,他们将从多个摄像头、雷达和一个LiDAR中获取数据,并将其融合。”

数字雷达的成本

Uhnder的雷达芯片基于两个die,采用晶圆级封装,实现了高速互连。模拟芯片使用TSMC的28nm的bulk CMOS工艺。数字芯片采用TSMC的16nm bulk CMOS,由Amkor封装。

Hegde强调,与竞争对手不同,Uhnder提供的是单芯片雷达。要建立一个雷达传感器,当然需要内存和电源,但不需要其他雷达部件。相比之下,竞争对手的解决方案通常是一个雷达需要三个芯片,或者需要增加一个单独的信号处理器。

Uhnder的芯片副总裁Max Liberman拒绝置评,他说:“我们的雷达芯片将在价格上非常有竞争力。我们的成本更低。”

Uhnder的数字雷达计划搭载于今年晚些时候推出的Fisker Ocean。考虑到该车型售价仅为37,000美元,它确实不适合部署一个高端、高成本的雷达。

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