芝能智芯出品
在考虑安全的角度来看,毫米波雷达目前还是被大量采用来保证智能驾驶NOA的基本安全,从我们的视角来看,软件定义雷达作为软件定义汽车(SDV)发展路径上的关键起点,汽车行业从硬件主导向软件驱动的深刻转型。
软件定义雷达通过将感知能力从硬件中解耦,为车企提供了灵活、可扩展且成本效益高的解决方案。
这种技术不仅能够满足全球法规中的自动紧急制动(AEB)和行人自动紧急制动(P-AEB)法规要求,还为高速NOA的安全场景提供了冗余和保护。
我们将从技术特性与行业影响两个维度,分析软件定义雷达如何推动SDV的发展,并探讨其对芯片设计与生态合作的深远意义。
Part 1
软件定义雷达的技术特性与优势
● 技术特性:从硬件依赖到软件赋能
软件定义雷达的核心在于其与硬件无关的特性,这使其从传统的固定功能雷达系统中脱颖而出,软件定义雷达的技术特性主要体现在以下几个方面:
◎ 算法驱动的感知能力:软件定义雷达通过先进的信号处理算法实现目标检测与环境感知,而非依赖硬件的物理性能。例如,通过点云分割、多普勒速率测量等技术,软件定义雷达能够从原始数据中提取高质量的特征信息,从而提升分辨率和探测精度。这种算法驱动的模式使得雷达系统的性能可以通过软件优化持续提升,而无需更换硬件。◎ 灵活的适应性:软件定义雷达能够根据不同的应用场景动态调整功能。在低速城市环境中,软件可以优化雷达对近距离行人和障碍物的检测;在高速场景中,则可以调整参数以增强远距离目标的探测能力,这种灵活性不仅提高了系统的适用性,还为芯片设计提出了更高的实时计算需求。◎ 数据处理的高效性:软件定义雷达通过软件层面对原始数据进行过滤和分析,有效减少了误报和虚影问题。例如,通过识别噪声或反射干扰,软件可以生成更清晰的输出数据。这种高效的数据处理能力依赖于高性能芯片的支持,计算平台正是在此背景下为软件定义雷达提供强有力的技术保障。
● 技术优势:成本与性能的平衡
软件定义雷达在技术和经济层面的优势,使其成为SDV发展中的重要推动力,从芯片设计的视角分析,其主要优势包括:
◎ 成本优化:传统方法通过增加传感器(如热成像仪)或升级硬件(如高性能成像雷达)来提升感知能力,但这往往伴随着高昂的成本。
软件定义雷达则通过软件升级实现性能提升,显著降低了硬件依赖和生产成本。对于覆盖从低端到高端车型的车队,软件定义雷达能够在现有硬件基础上实现法规合规性,使入门级车型也能以较低成本获得高性能感知能力。
◎ 性能提升:通过算法优化,能够在恶劣天气或低能见度条件下提供比传统雷达更高的分辨率和更快的响应速度。
例如,在雨雾天气中,软件定义雷达能够准确探测到远处的行人或车辆,并及时触发制动系统。这种性能提升使其成为满足AEB和P-AEB要求的关键技术。 ◎ 生命周期延长:可升级性使其能够适应未来的技术需求和法规变化。
随着自动驾驶技术的进步,软件定义雷达可以通过OTA(空中下载)更新支持更复杂的场景感知功能,延长了雷达系统的使用寿命,还为车企提供了技术迭代的灵活性。
这条技术路线具有显著优势,发展仍面临一些技术瓶颈,算法复杂度要求芯片具备强大的实时计算能力。点云处理和AI驱动的特征提取需要每秒处理数千亿次运算(TOPS)。
行业正在研发的高性能芯片平台,通过并行计算和AI加速器解决这一瓶颈,为软件定义雷达提供充足的算力支持。
雷达生成的大量原始数据需要高速传输到处理单元,这对车内网络带宽提出了挑战。当前的数据传输速度已从兆位级提升至千兆位级,未来可能需要更先进的通信协议。芯片设计需与高速接口技术协同发展,以确保数据流的顺畅性。
Part 2
软件定义雷达
对SDV与芯片行业的推动作用
软件定义雷达作为SDV的第一步,提升了车辆的感知能力,还为整个SDV架构的实现铺平了道路。
所有乘用车和轻型卡车需在2029年前配备全天候AEB和P-AEB功能,通过低成本、高性能的特性,能够帮助车企快速实现合规。在夜间或恶劣天气下的精准感知能力,确保了系统在各种条件下的可靠性。
芯片解决方案通过支持实时数据处理,进一步增强了软件定义雷达的安全性能。在SDV架构中,软件定义雷达将成为多传感器融合的关键组件。
通过与摄像头、激光雷达等传感器协同工作,软件定义雷达能够生成更全面的环境模型。例如,在高速公路自动驾驶中,雷达可以提供远距离目标的动态信息,而摄像头则补充细节识别,芯片平台通过高算力和低延迟支持这种融合,推动了更高级别自动驾驶的实现。
软件化将是SDV发展的核心趋势。这种趋势将促使车企重新审视传统的硬件驱动模式,转向以软件为核心的开发流程。软件定义雷达的模块化设计和可升级性,为SDV的全面实现提供了技术范例。
软件定义雷达的兴起对芯片设计和生态合作提出了新的要求,需要芯片具备更高的计算密度和灵活性。例如,支持AI算法的并行处理单元(PPU)和高速数据接口将成为芯片设计的新重点,企业正在研发的下一代芯片,将集成专用AI加速器和高带宽存储器,以满足软件定义雷达的计算需求,转型将推动芯片行业从通用硬件向定制化、智能化方向发展。
开发需要芯片供应商、软件开发商和车企之间的紧密协作。传统供应链中,芯片供应商仅作为二级角色,而在软件定义雷达的生态中,芯片供应商需要直接参与系统设计和算法优化,合作模式的深化将打破垂直供应链的壁垒,形成更加开放的生态系统。
普及将为芯片行业带来新的市场机会。从低端车型到高端自动驾驶车辆,不同层级的市场需求将推动芯片供应商开发多样化的产品线。
小结
软件定义雷达作为SDV道路上的第一步,为汽车行业带来了技术革新的契机,也为芯片行业开辟了新的发展空间,灵活性、可扩展性和成本效益,使其成为满足安全法规和推动智能化的理想选择。
原文标题 : 技术解析|软件定义毫米波雷达