Explorer la future technologie de conduite autonome : radar à ondes millimétriques 4D

La réalisation actuelle de la perception des voitures autonomes est indissociable des équipements de détection tels que le lidar, les caméras embarquées et le radar à ondes millimétriques installés sur le véhicule. En collectant des données sur l'environnement de circulation autour du véhicule, les voitures autonomes peuvent. avoir, voire surpasser, les yeux humains, pour percevoir le monde environnant et fournir des informations environnementales plus précises et plus riches pour le module de prise de décision et de planification, afin que les véhicules autonomes puissent conduire en toute sécurité.

L'empilement de matériel de capteurs peut, d'une part, permettre aux voitures autonomes de conduire de manière plus sûre sur la route, mais d'autre part, un seul dispositif matériel ne peut pas obtenir toutes les données requises, et dans de nombreux cas extrêmes environnements, dispositifs matériels Il y aura également des problèmes. Par exemple, dans des conditions météorologiques extrêmes telles qu'un brouillard épais et de fortes pluies, les données mesurées du lidar auront de grands écarts ; le radar à ondes millimétriques n'a pas la capacité de mesurer l'altitude, et c'est le cas. difficile de déterminer si l'objet stationnaire devant est au sol ou dans les airs ; caméras montées sur véhicule Seules des images planes 2D peuvent être capturées Même avec l'aide de l'apprentissage profond, il est toujours impossible de mesurer avec précision la distance entre les objets environnants et. Par conséquent, les voitures autonomes nécessitent différents dispositifs matériels pour fonctionner en même temps, de sorte que les voitures autonomes puissent en toutes circonstances, la précision et la capacité de perception ne soient pas inférieures à celles des humains. L’émergence du radar à ondes millimétriques 4D apportera des changements révolutionnaires à la conduite autonome.

Qu'est-ce que le radar à ondes millimétriques 4D

Dans la perception de la conduite autonome, le radar à ondes millimétriques, en tant que l'un des capteurs les plus importants dans la conduite autonome, est un maillon crucial. Cependant, comme il n'a pas la capacité de mesurer la hauteur, il est difficile de déterminer si l'objet stationnaire qui se trouve devant est au sol ou dans les airs lorsqu'il rencontre des objets terrestres ou aériens tels que des plaques d'égout, des ralentisseurs, des passages supérieurs, des panneaux de signalisation. , etc., il est impossible de mesurer avec précision les données de hauteur de l'objet. L'émergence du radar à ondes millimétriques 4D compensera ce problème. Le radar à ondes millimétriques 4D est également appelé radar d'imagerie. Basé sur les données originales de distance, de vitesse et de direction, il ajoute un degré élevé d'analyse de la cible, et le quatrième. Les dimensions sont intégrées dans le radar à ondes millimétriques traditionnel pour mieux comprendre et cartographier l'environnement, rendant ainsi les données de trafic mesurées plus précises.

Dès 2020, Tesla a annoncé qu'elle ajouterait une technologie de capteur 4D aux véhicules Tesla. Grâce à la technologie de capteur 4D, elle triplerait la plage de travail existante pour obtenir plus d'informations sur le trafic. Le radar à ondes millimétriques 4D peut analyser efficacement les contours, les comportements et les catégories de cibles mesurées. Il peut s'adapter à des routes plus complexes et identifier davantage d'objets petits, d'objets bloqués et surveiller des objets fixes ou horizontaux, afin de pouvoir comprendre avec précision les besoins des véhicules. . Dans quelles circonstances devez-vous freiner ? Par rapport au radar à ondes millimétriques 3D, qui ne peut mesurer que trois données : l'angle d'azimut, l'angle d'élévation et la vitesse, le radar à ondes millimétriques 4D peut obtenir plus de données, fournissant ainsi des informations plus fiables pour la prise de décision et la planification. .

Solution radar à ondes millimétriques 4D

Le radar à ondes millimétriques 4D a été proposé pour la première fois par une société israélienne en 2019. Début 2020, Waymo a annoncé le lancement du radar à ondes millimétriques 4D dans le kit de perception de conduite autonome de cinquième génération. La même année, Continental a lancé la première solution de production en série de radars à ondes millimétriques 4D et a déclaré que BMW serait le premier constructeur automobile à la mettre en œuvre. Au CES 2021, le radar à ondes millimétriques 4D prend également de l'ampleur. De nombreux fabricants ont dévoilé leurs produits, Texas Instruments, Mobileye et d'autres sociétés ont successivement lancé ou mis à jour des solutions radar à ondes millimétriques 4D.

L'année dernière, Aptiv a dévoilé sa plate-forme de conduite autonome L1 ~ L3 de nouvelle génération, affirmant que sa suite de capteurs comprend un radar à ondes millimétriques 4D ; ZF a déclaré avoir obtenu une commande de production pour un radar à ondes millimétriques 4D du groupe SAIC et lancera officiellement en 2022, Bosch lance pour la première fois sur le marché chinois la version extrême du radar de 5e génération, à savoir le radar à ondes millimétriques 4D.

Comme le radar traditionnel, le radar à ondes millimétriques 4D ne connaîtra pas de grandes déviations lorsqu'il travaille dans des conditions météorologiques extrêmes, et après avoir augmenté l'angle d'élévation, il peut former des images de nuages ​​de points, ce qui signifie que le radar à ondes millimétriques 4D peut non seulement détecter la distance, la vitesse relative et l'angle d'azimut par rapport à l'objet peuvent également être détectés, ainsi que la hauteur verticale de l'objet devant, ainsi que les objets stationnaires et en mouvement latéral devant, ce qui compensera les lacunes du radar traditionnel dans la détection de cibles statiques . Actuellement, il existe deux solutions techniques principales pour le radar à ondes millimétriques 4D :

• L'un est la recherche et le développement indépendants de chipsets radiofréquences multicanaux, de puces de processeur radar et d'algorithmes logiciels de post-traitement basés sur l'intelligence artificielle par des sociétés de radars à ondes millimétriques 4D.
• L'autre est une solution basée sur les fournisseurs de puces radar traditionnels, qui utilise une connexion extrême multi-puces ou des algorithmes logiciels pour obtenir une sortie et une reconnaissance de nuages ​​de points denses. ​

La principale caractéristique du radar à ondes millimétriques 4D est que la résolution angulaire est très élevée. La résolution angulaire du radar à ondes millimétriques 4D avant peut atteindre un angle d'azimut de 1 degré et un angle d'élévation de 2 degrés lorsque l'onde millimétrique 4D. Le radar est équipé d'un système automatique Lorsque vous conduisez une voiture pour détecter les informations routières, vous pouvez détecter directement les contours des objets autour du véhicule. Par exemple, lorsque les informations routières sont relativement riches, comme lorsque les piétons et les véhicules sont mélangés, le radar à ondes millimétriques 4D peut identifier directement les piétons et les véhicules, et peut déterminer le mouvement des objets correspondants (s'ils se déplacent et la direction du mouvement). ).

Le radar à ondes millimétriques 4D peut également détecter des formes géométriques, telles que la longueur et la largeur des tunnels dans les scènes de tunnels. L'émergence du radar à ondes millimétriques 4D a compensé de manière ciblée les défauts de performances du radar à ondes millimétriques traditionnel. Il augmente non seulement la dimension de la 3D, mais entraîne également des améliorations complètes de la précision de détection, de la sensibilité, de la résolution et des performances, ce qui donne. la conduite autonome plus de capacités. Une sécurité élevée devrait faire du radar à ondes millimétriques l'un des principaux capteurs des systèmes de conduite autonome.

La tendance de développement future du radar à ondes millimétriques 4D

Selon l'analyse effectuée par des initiés de l'industrie, la mise en œuvre à grande échelle du radar à ondes millimétriques 4D est imminente. En termes de commercialisation, la technologie actuelle devient mature et de nombreux algorithmes innovants sont en cours de production. De nombreux constructeurs automobiles ont déjà des exigences pour équiper de nouveaux véhicules. Parmi eux, le stationnement automatique et la conduite autonome L3 et supérieure nécessitent une imagerie 4D. En fait, depuis l'année dernière, de nombreux produits radar à ondes millimétriques 4D ont été installés dans les véhicules pour les essais routiers. préparer la production de masse.

Par exemple, NXP a annoncé que le premier processeur radar à ondes millimétriques 16 nm dédié du secteur, le S32R45, sera utilisé pour la première fois pour la production de masse des clients à partir du premier semestre. Mobileye, une filiale d'Intel, promeut également activement le développement et l'application du radar à ondes millimétriques 4D. Le PDG de Mobileye, Amnon Shashua, a souligné les scénarios d'application du radar à ondes millimétriques d'imagerie 4D dans les automobiles lors du discours du CES de cette année.

Il a déclaré : « D’ici 2025, sauf à l’avant de la voiture, nous ne voulons que des radars à ondes millimétriques et pas de lidar ailleurs. » Dans le plan de Mobileye, des systèmes basés sur des radars/lidar à ondes millimétriques seront lancés d’ici 2025 dans le secteur grand public. Solution de véhicule autonome, la voiture est équipée d'un sous-système radar-LiDAR. Le véhicule n'aura besoin que d'être équipé d'un lidar orienté vers l'avant et d'un radar à ondes millimétriques entièrement couvert à 360 degrés pour réaliser des tâches de conduite autonome.

La technologie de conduite autonome ne peut pas s'appuyer sur un seul capteur pour dominer le monde et devenir un consensus industriel. Selon la compréhension actuelle du marché de la conduite autonome, il n'existe pas de capteur unique, car le marché comporte de nombreux segments et différents niveaux de conduite autonome. En fin de compte, il est très probable que les caméras et les radars coexisteront. leurs avantages et inconvénients sont très complémentaires. Ce qui est spécial, c'est le lidar. L'auteur estime qu'il existe une grande possibilité que les solutions radar à ondes millimétriques 4D puissent réduire ou remplacer l'utilisation du lidar. Le radar à ondes millimétriques 4D en est encore aux premiers stades de développement, mais l'auteur estime que ses performances seront considérablement améliorées à l'avenir et, dans des circonstances idéales, il pourra éventuellement remplacer le lidar. »

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