미래 자율주행 기술 탐색: 4D 밀리미터파 레이더

현재 자율주행차 인지 구현은 차량에 장착된 라이다, 온보드 카메라, 밀리미터파 레이더 등 센싱 장비와 떼려야 뗄 수 없다. 인간의 눈을 갖거나 능가하여 주변 세계를 인식하고 의사결정 및 계획 모듈에 보다 정확하고 풍부한 환경 정보를 제공하여 자율주행차가 안전하게 주행할 수 있도록 합니다.

센서 하드웨어를 적층하면 자율주행차가 도로에서 더욱 안전하게 주행할 수 있지만, 단일 하드웨어 장치로는 필요한 모든 데이터를 얻을 수 없으며, 극단적인 경우도 많습니다. 환경, 하드웨어 장치도 문제가 있을 수 있습니다. 예를 들어, 짙은 안개나 폭우와 같은 악천후에서는 LiDAR의 측정 데이터에 큰 편차가 발생하며, 이는 고도를 측정할 수 있는 능력이 없습니다. 전방에 정지한 물체가 지상에 있는지 공중에 있는지 판단하기 어려움, 차량 탑재 카메라 2D 평면 이미지만 캡처 가능 따라서 자율주행차는 동시에 작동하기 위해 다양한 하드웨어 장치가 필요하므로 어떤 상황에서도 인지 정확도와 능력은 인간과 동등합니다. 4D 밀리미터파 레이더의 등장은 자율주행에 획기적인 변화를 가져올 것입니다.

4D 밀리미터파 레이더란

자율주행 인식에 있어서 밀리미터파 레이더는 자율주행에 있어서 가장 중요한 센서 중 하나로 중요한 연결고리입니다. 하지만 높이를 측정하는 능력이 없기 때문에 맨홀뚜껑, 과속방지턱, 고가도로, 교통표지판 등 지상이나 공중에 있는 물체를 만나면 앞에 정지해 있는 물체가 지상에 있는지 공중에 있는지 판단하기 어렵다. 등의 경우에는 물체의 높이 데이터를 정확하게 측정하는 것이 불가능합니다. 4차원 밀리미터파 레이더의 등장은 이러한 문제점을 보완하게 될 것이다. 4차원 밀리미터파 레이더는 영상 레이더라고도 불리며, 본래의 거리, 속도, 방향 데이터를 바탕으로 표적에 대한 높은 수준의 분석을 추가하며, 네 번째는 밀리미터파 레이더이다. 치수는 기존 밀리미터파 레이더에 통합되어 환경을 더 잘 이해하고 매핑하여 측정된 교통 데이터를 더욱 정확하게 만듭니다.

이르면 2020년 초 Tesla는 Tesla 차량에 4D 센서 기술을 추가하여 기존 작업 범위를 3배로 늘려 더 많은 여행 정보를 얻을 것이라고 발표했습니다. 4D 밀리미터파 레이더는 보다 복잡한 도로에 적응하고 더 많은 작은 물체, 막힌 물체를 식별하고 정지 또는 수평 물체를 모니터링하여 측정 대상의 윤곽, 동작 및 범주를 효과적으로 분석할 수 있으므로 차량의 요구 사항을 정확하게 이해할 수 있습니다. . 어떤 상황에서 브레이크를 적용해야 합니까? 방위각, 고도각, 속도의 세 가지 데이터만 측정할 수 있는 3D 밀리미터파 레이더에 비해 4D 밀리미터파 레이더는 더 많은 데이터를 얻을 수 있으므로 의사 결정 및 판단에 더 신뢰할 수 있는 정보를 제공합니다. 계획.

4D 밀리미터파 레이더 솔루션

4D 밀리미터파 레이더는 2019년 이스라엘 회사에서 처음 제안했습니다. 2020년 초 Waymo는 5세대 자율주행 인식 키트에 4D 밀리미터파 레이더 출시를 발표했습니다. 같은 해에 콘티넨탈은 최초의 4D 밀리미터파 레이더 대량 생산 솔루션을 출시했으며 BMW가 이를 구현하는 최초의 자동차 회사가 될 것이라고 밝혔습니다. 2021CES에서는 4D 밀리미터파 레이더도 탄력을 받고 있습니다. 많은 제조업체가 Texas Instruments, Mobileye 및 기타 회사에서 4D 밀리미터파 레이더 솔루션을 연속적으로 출시하거나 업데이트했습니다.

지난해 Aptiv는 자사의 센서 제품군에 4D 밀리미터파 레이더가 포함되어 있다고 주장하며 차세대 L1~L3 자율 주행 플랫폼을 공개했습니다. ZF는 SAIC 그룹으로부터 4D 밀리미터파 레이더 생산 주문을 획득했으며 공식 출시할 예정이라고 밝혔습니다. 2022년 공급; 보쉬가 5세대 레이더 익스트림 버전, 즉 4D 밀리미터파 레이더를 중국 시장에 최초로 출시합니다.

기존 레이더와 마찬가지로 4D 밀리미터파 레이더는 극한 기상 조건에서 작업할 때 큰 편차를 경험하지 않으며 앙각을 늘린 후에도 포인트 클라우드 이미지를 형성할 수 있습니다. 즉, 4D 밀리미터파 레이더는 거리를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 물체에 대한 상대 속도와 방위각은 물론, 앞에 있는 물체의 수직 높이뿐만 아니라 앞에 있는 고정 및 측면 이동 물체도 감지할 수 있습니다. 이는 정적 표적을 감지할 때 기존 레이더의 단점을 보완합니다. . 현재 4D 밀리미터파 레이더에는 두 가지 주요 기술 솔루션이 있습니다.

• One은 4D 밀리미터파 레이더 회사가 인공 지능을 기반으로 하는 다중 채널 배열 무선 주파수 칩셋, 레이더 프로세서 칩 및 후처리 소프트웨어 알고리즘을 독립적으로 연구 개발하는 회사입니다.
• 다른 하나는 멀티 칩 익스트림 연결 또는 소프트웨어 알고리즘을 사용하여 조밀한 포인트 클라우드 출력 및 인식을 달성하는 기존 레이더 칩 공급업체를 기반으로 하는 솔루션입니다. ​

4D 밀리미터파 레이더의 주요 특징은 각도 해상도가 매우 높다는 것입니다. 전면 4D 밀리미터파 레이더의 각도 해상도는 4D 밀리미터파일 때 방위각 1도, 앙각 2도에 도달할 수 있습니다. 자동 레이더가 탑재되어 도로 정보를 감지하는 차량 주행 시 차량 주변 사물의 윤곽을 직접 감지할 수 있습니다. 예를 들어 보행자와 차량이 뒤섞여 있는 등 도로 정보가 상대적으로 풍부한 경우 4D 밀리미터파 레이더는 보행자와 차량을 직접 식별하고 해당 물체의 움직임(움직이는지 여부와 이동 방향)을 판단할 수 있다. ).

4D 밀리미터파 레이더는 터널 장면에서 터널의 길이와 너비와 같은 기하학적 형태도 감지할 수 있습니다. 4D 밀리미터파 레이더의 출현은 기존 밀리미터파 레이더의 성능 단점을 목표 방식으로 보완했습니다. 3D의 차원을 높일 뿐만 아니라 탐지 정확도, 감도, 해상도 및 성능이 포괄적으로 업그레이드되어 다음과 같은 이점을 제공합니다. 자율주행 기능이 향상되면서 밀리미터파 레이더가 자율주행 시스템의 핵심 센서가 될 것으로 예상됩니다.

4D 밀리미터파 레이더의 향후 개발 동향

업계 관계자의 분석에 따르면 4D 밀리미터파 레이더의 대규모 구현이 곧 다가오고 있습니다. 시장화 측면에서는 현재의 기술이 성숙해지고 있으며, 많은 혁신적인 알고리즘이 제품화되고 있습니다. 많은 자동차 제조사들은 이미 새로운 차량을 장착하기 위한 요구 사항을 가지고 있습니다. 그 중 자동 주차와 L3 이상 자율 주행에는 4D 이미징이 필요합니다. 실제로 작년부터 도로 테스트를 위해 많은 4D 밀리미터파 레이더 제품이 차량에 설치되었습니다. 대량생산을 준비합니다.

예를 들어 NXP는 업계 최초의 전용 16nm 밀리미터파 레이더 프로세서 S32R45가 상반기부터 처음으로 고객 대량 생산에 사용될 것이라고 발표했습니다. 인텔 자회사인 모빌아이도 4D 밀리미터파 레이더 개발과 적용을 적극적으로 추진하고 있다. Mobileye CEO Amnon Shashua는 올해 CES 연설에서 자동차의 4D 이미징 밀리미터파 레이더 적용 시나리오를 강조했습니다.

그는 "2025년까지 자동차 전면을 제외하고 우리는 밀리미터파 레이더만 원하고 다른 곳에서는 라이더를 원하지 않습니다."라고 말했습니다. Mobileye의 계획에 따르면 밀리미터파 레이더/라이다 기반 시스템은 2025년까지 소비자급에서 출시될 것입니다. 자율주행차 솔루션인 이 차량에는 레이더-LiDAR 하위 시스템이 장착되어 있습니다. 자율주행 작업을 수행하려면 차량에 전방을 향한 라이더와 360도 완전 커버형 밀리미터파 레이더만 장착하면 됩니다.

자율주행 기술은 단일 센서에만 의존하여 세계를 장악하고 업계의 합의가 될 수 없습니다. 현재 자율주행에 대한 시장의 이해에 따르면, 시장에는 다양한 세그먼트와 다양한 수준의 자율주행이 존재하기 때문에 만능 센서는 존재하지 않습니다. 결국 카메라와 레이더가 공존할 가능성이 매우 높습니다. 그들의 장점과 단점은 매우 보완적입니다. 특별한 점은 라이더입니다. 저자는 4D 밀리미터파 레이더 솔루션이 라이더 사용을 줄이거나 대체할 수 있는 가능성이 크다고 믿습니다. 4D 밀리미터파 레이더는 아직 개발 초기 단계이지만 저자는 그 성능이 앞으로 크게 향상될 것이며 이상적인 상황에서는 결국 라이더를 대체할 수 있다고 믿습니다. ”

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