毕欣：车载毫米波雷达探测和识别关键技术

我今天的主题是无人系统和环境感知，是做自主决策的核心部件。因为只有对当前环境有准确的判断，才能做出一个更稳定的决策，所以我今天的演讲主要是针对车载毫米波雷达探测和识别功能，现在大家对雷达的功能要求越来越高了，不像传统的只是要求简单的探测，特别对行人的识别，我觉得未来对毫米波雷达的要求也是逐步要提到这上面来。

我们先看一下汽车雷达的发展历史。70年代的时候国外就开始尝试把雷达装到车上，当时的雷达体积非常大。随着雷达技术，包括芯片技术的发展，雷达的体积和成本不断降低，对雷达的探测性能要求在逐渐的提升。从2005年到2010年，国外已经发展了大部分的主动安全雷达。从2010年到2015年，大部分车厂已经将主动安全技术作为主要的卖点。今天主要的国产车也搭载了主要安全部件，雷达应该是无可替代的一个传感器。

这是谷歌眼中的世界，谷歌是最早推出无人驾驶测试，用了四个毫米波雷达。当然也有激光雷达和视觉，包括超声波、高精度地图。

这是一个统计，麦肯锡统计，到2025年，自动驾驶汽车这一块可以驱动大概两万亿市场。到2050年，将会有75%的车具备自动驾驶的功能。

这是目前主机厂和IT企业也纷纷的推出自己的自动驾驶的策略。2015年的时候，德尔福在美国的西海岸用了大概九天的时间，穿越了15个州，从美国西部到纽约，95%以上是通过自动驾驶的功能完成的。这个应该也是全球的一个自动驾驶的标志。包括今年长安汽车也推出了。

特斯拉，大家都提到特斯拉的问题，也是目前大家比较关注的。特斯拉最近还发布，未来将用雷达解决主要的功能，对雷达的需求也提出了更高的要求。关于它的具体的事故原因，我们不再细分了，觉得肯定是雷达，我觉得可能还是存在一定的问题，像白老师说的，无论是在跟踪方面还是识别方面，肯定是有它需要提升的空间。

毫米波雷达搭载的数量包括功能，都是我们更加需要关注的主要的问题。大家比较关注的雷达频段的使用上，刚才黄老师也讲了，24GHz和77GHz未来一段时间内肯定是并存的。WRC在2015年的大会上由将77.5GHz和78GHz作为未来的扩展，在超宽带、高精度雷达识别方面，又预留了空间。

目前国内各个主机厂，包括合资厂，用的雷达大部分还是以国外的为主，这就面临一个问题，国产化这一块还是面临很大的压力。怎么能推出我们自主的国产化的自主品牌，真正搭载在我们自主的车上。这也是我加入白老师团队的原因。因为有一些积累，也非常希望借助一个好的平台，能把我们自主化的雷达真正的推向市场。这是我们一直努力的一个主要的目标。

雷达这一块，在ACC和AEB这一块是无可替代，今天不可能完全用图像的方式来解决这个问题。所以雷达应该是不可替代的这么一个传感器。同时在FCW、CTA，包括盲点探测，包括DOW、RCTA、Parking这一块，都会有它的应用。甚至雷达的成本再降低，后期也可能会代替超声波的大部分的功能。

下面说一下雷达系统这一块，雷达实际上就是无线电探测和测距的缩写，通过电磁波的发射，通过目标的回波，接收之后进行一些运算，然后实现目标距离、方位、速度，甚至说我们做一个高精度的超宽带的识别的雷达，对目标类型可以进行分类识别。

雷达方程是整个在计算过程中的一个基本的定理，这也是我们在做后期信号处理的核心公式。我们所有的运算和算法都会基于这么一个公式来进行。实际上我们在车载雷达，涉及到近程短距离谈，军用的脉冲雷达存在有盲区、模糊等问题。所以我们会用新的方法进行多目标的探测。这是一个变周期的调频波的方式，可以进行简单的多目标的识别，包括距离和速度耦合的识别。但是多目标的识别性能相对会差一些。这里我们提出MFSK，组合的方式，解决了距离速度耦合的问题。

谈到识别雷达处理也有一些方法，简单介绍一下，我们可以通过一些频谱的特征，因为行人的频谱实际上相对来说距离会宽一些。速度这一块，相对车来说相对窄一些。通过这些特征，通过组合，可以对行人进行初步的识别。这是做一个区分。行人和汽车，实际上是有这么一个频域上的特征，我们可以进行分类。

还有一种方法，人在行走过程中，除了躯干的运动，腿部和小臂的摆动也存在一个速度的分类。我们躯干的速度和摆臂的速度存在一个差异，我们通过这个信息也可以进行行人和车辆的区分。

这是一个二维的成像示意图，这是一个车的信息，这个摆动的实际上是一个人的特征，后期也可以通过这些方法进行雷达的目标识别。

这个是我们雷达的演示，这是对行人的跟踪，目前可以做到五十米，对车这一块可以做到140到150米。值得说一下，这是一个24GHz的雷达，也可以给大家解释一下，不光77GHz可以做远距离，24GHz也可以实现远距离探测。

这是我们做的一款样机，可以对车的盲区进行连续稳定的跟踪，从75米做到LCA的功能，同时覆盖两侧的盲区。

提问：我想了解一下现在多目标识别，能识别多少目标？

毕欣：我们现在做的是64和32，这个可以根据波形的设计做很多。但是实际上真正在道路上运行过程中，没有必要做那么多，平面上运行没有那么多目标。

提问：还有一个问题，24GHz也可以远距离的探测，那么怎么样规避一些，我的认知应该是它的波形会比较发散，它会不会照到地面上一些东西？

毕欣：这个不会，刚才黄老师也介绍了，它的波形实际上是由它的天线决定的，天线可以设计得有指向性，24GHz和77GHz是不存在差别的。

提问：老师你好，我是个外行，我问一下，你刚才说的75米、150米，这些是基于什么原因受到限制的？

毕欣：这个实际上定到75米，是因为有一个ISO的标准，实际上我们更远。

提问：这个标准更多的是从，比如说辐射方面考虑还是从其他方面考虑？

毕欣：是从功能的角度。

提问：也就是并不考虑对周围人的影响是吧？

毕欣：这是一个基本的要求，就是说无线电在辐射功率这一块有一个统一的标准，在这个统一标准下，我们再根据汽车的ISO国家标准，去制定相应的功能和性能指标。

提问：也就是在这个标准下，它发射的能探测的距离，根据不同的厂家会有很大的区别是吧？

毕欣：更多的还是从功能的角度有区分，因为不同的厂家实际上针对某一个功能，应该是相近的。像LCA有一个功能，ABB等等。

提问：像你们刚才说的汽车上的毫米波雷达，一般还不只装一个，装很多个，道路上全是车，这个东西对周围的人的影响是不是要考虑一下？

毕欣：这个应该是和手机一样，在一个标准的范围内，甚至比手机的辐射还要小。