毫米波雷达系统基本结构大公开 毫米波雷达3.0时代来临

毫米波雷达的进阶战正在激烈上演，大陆集团、采埃孚、安波福等国外巨头以及国内一众玩家都在主攻4D成像雷达，带动了传统3D毫米波雷达加速向4D点云成像雷达升级。

当前，4D成像雷达已经开始了小规模的量产。根据高工智能汽车研究院预测，2023年将是4D成像雷达进入规模化前装量产的大年，预计2025年4D成像雷达占全部前向毫米波雷达的比重有望超过40%。

与此同时，4D成像雷达的市场竞争也在全面升级，各大厂商不再仅限于通过增加收发天线等方式来提升分辨率等性能，而是开始从软件算法、数据处理等方面来进一步提升雷达的性能。

作为全球最早研发、发布和定点合作4D点云成像雷达的厂商，木牛科技的4D点云成像雷达已经历经了多次升级，并且在特种车辆、高尔夫、乘用车等不同应用领域都有着出色的表现。

不仅如此，木牛科技还在4D维度上增加了微动（micro-doppler）维度，率先开创了全球首个5D雷达技术。木牛科技相关负责人表示，5D雷达技术在目标跟踪和目标分类上拥有更精准、稳定的识别能力，解决了不少4D成像雷达在智能驾驶系统应用的痛点难题，比如慢速车辆被识别成静止目标、大货车被误报成多辆汽车、行人横穿漏报等。

可以预见，伴随着4D点云雷达技术的逐步成熟与量产，毫米波雷达3.0时代也开始加速来临。

不可否认，木牛科技率先推出全球首个5D雷达技术，与其不断打破4D成像雷达技术应用的天花板，有着密不可分的关系。

众所周知，4D点云/成像雷达已经成为了高阶自动驾驶系统不可或缺的传感器之一，但其大规模量产应用还面临着诸多的技术挑战及难题。尤其是在实际的智能驾驶/自动驾驶应用当中，不同场景下的Corner Case不同，对于4D成像雷达的分辨率、探测距离等要求也不一样。

业内人士一致认为，谁能够更好地解决自动驾驶不同场景下的Corner Case，谁就有机会在4D成像雷达战争中赢得最终的胜利。

木牛科技一直专注于毫米波雷达技术的创新以及在无人系统、智能系统中的应用，也是最早一批研发成像雷达的厂商。早在2017年，木牛科技就开始研发成像雷达，并且于2019年发布了全球首款4D成像雷达——0-79 4D。发布同年，木牛科技就与全球排名第一的紧凑型机械车辆制造商Bobcat（斗山山猫）达成了定点合作和批量供货，通过高性能雷达感知技术，实现建筑车辆行业的智驾突破。

据了解，特种车辆在建筑施工场景和车辆的低速运行环境下，事故率高达80%，由于建筑施工环境复杂等因素影响，特种车辆对于智能驾驶感知拥有极高的要求。比如，特种车辆不仅对于方位轻微变动的感知要求高，还需要识别到更多类别的目标，并且对于目标轨迹一致性保持的要求也较高。这对于4D成像雷达的高分辨率、全天候、全工况等要求极高。

木牛科技不仅提供4D成像雷达方案，还提供一整套完整的智能驾驶方案，包含点云雷达、目标识别、目标分类、场景识别、路径规划等，完成了基于4D雷达从点云成像到环境感知的智能驾驶全栈集成和应用，可以帮助主机厂快速进行ADAS和自动驾驶相关功能的开发和验证工作。

一方面，木牛科技基于此前积累的阵列技术、实时分辨技术、天线技术等4D成像雷达的核心底层技术，打造了“木牛Radar OS”高清4D点云技术架构，突破了传统雷达技术在分辨率和规模部署成本上的局限性，可以用毫米波雷达的成本和可靠性获得高分辨率和高密度点云信息。

另一方面，木牛科技还不断创新算法处理、云数据处理、目标轨迹还原、动态信息处理等相关技术，并且借助微多普勒技术，帮助Bobcat解决了特种车辆在建筑施工场景下的智能驾驶痛点。

在项目合作过程中，Bobcat对木牛科技成像雷达技术的先进性和产品的高度匹配性给予了高度认可，并且还投资了木牛科技，这也是Bobcat首次对外进行投资。同时，Bobcat还确认木牛科技为其全球唯一的雷达供应商，代表了高性能毫米波雷达对整个智驾行业的战略意义。

在这些技术积累及持续迭代的基础上，木牛科技于2022年重磅发布了第三代成像雷达I-79 4D，采用了虚、实孔径结合的成像方法和76-81GHz RFCMOS射频技术，在孔径变换、收发通道数量、算法架构和运算效率等方向进行了全面优化，从而实现了更高的点云密度、更强的目标分辨和识别能力。

木牛科技表示，第三代成像雷达I-79 4D的检测距离可达350米，具备高分辨率和高密度点云信息，可实时清晰呈现不同目标的轮廓，主要面向的是L3级以上自动驾驶系统。

与此同时，木牛科技第三代成像雷达I-79 4D还用了大量的AI算法和目标识别算法，并且采用了全新的阵列技术、FLASH雷达技术，可以实现同时且实时发送，确保中短距离和远距离场景下，4D成像雷达均能够保持较高的分辨率。

现阶段，4D成像雷达市场的竞争已经愈来愈激烈，但木牛科技已经先人一步，率先进入了毫米波雷达的5D时代。

木牛科技基于4D成像雷达的技术积累与创新，在距离、速度、方位和角度的4D维度探测上，又增加了“微动”（micro-doppler）维度的测量，将原来的4D信息升维到5D，充分发挥微多普勒信息在场景识别上的分类和感知能力，通过目标识别和AI算法的性能强化，得以快速提升木牛雷达的数据质量、成像效果及场景识别能力。

资料显示，所谓的微多普勒，是指物体除了整体运动之外，还存在微动的动力学，其特征是运动或附加运动部件的振动。比如，人行走过程中，躯干运动所反射的雷达回波，包含的就是传统意义上的多普勒信息，而腿脚手臂摆动的雷达回波就包含了微多普勒信息。

“不同类型目标之间的微多普勒是独一无二的，这也是目标分类的有力特征。” 木牛科技介绍，木牛科技的雷达基于微多普勒信息的运用，可以拥有更加精准和稳定的目标识别能力，并且还具备目标跟踪和目标分类的能力，如针对车轮转速来进行车辆识别和分类、是慢速车辆还是静止车辆，针对行人摆臂来判断是否横穿等，大幅降低了误报率和漏报率。

事实上，木牛科技的5D雷达技术早已在高尔夫领域实现大规模应用，并且打磨了雷达对于远距离的小目标识别到十多项参数的能力，也使得木牛科技的5D雷达技术不断在大规模应用中得到验证与升级。

据了解，早在多年前，木牛科技就将5D雷达轨迹跟踪技术应用到高尔夫雷达Full Swing KIT产品上。针对高尔夫球如此小的目标，木牛科技的5D雷达轨迹跟踪技术依然可以实现300码远距离的16项数据全程追踪，包含飞行距离、总距离、倒旋、旋转轴、球速、杆头速度、击球效率、挥杆路径、杆面角度等。

截止目前，木牛科技的5D雷达技术已经被老虎伍兹、琼-拉姆等众多国际体育明星使用，更是得到了全球高尔夫球场、练习场、高尔夫赛事举办方和教练员的青睐。

单纯从物体的体积及运动轨迹复杂度来说，高尔夫的运动轨迹以及动作的全程跟踪，远比汽车等其他物体要复杂得多。如果木牛科技将自身在高尔夫领域的5D雷达技术积累，反哺应用到车载领域甚至是高端飞行器、飞行汽车等领域，将具备极大的竞争优势。

事实证明亦是如此。木牛科技目前已经将5D雷达技术应用到了L2到L3 的车载雷达产品上，并成功前装在国内新能源汽车上。不仅可以实现更精准的目标分类，还可以大幅降低误报或漏报，不少客户都给予了高度的评价。

更重要的是，木牛科技不仅在全球市场拿到了多个头部车企的量产定点，还与全球200多家高端飞行器公司达成合作，抢先占据了eVTOL飞行汽车和高端飞行器市场的头部地位。

实际上，木牛科技第三代成像雷达I-79 4D之所以能够做到较高分辨率、且对于微小物体具备实时探测能力，其中的一大关键也是应用了5D雷达技术。

木牛科技之所以能够推出全球首个5D雷达技术，这背后的主要原因在于木牛科技全球领先的技术实力和多领域的市场经验，在雷达本身积累了大量场景数据，并在落地应用中强化了目标识别和AI算法。

为了促进智能驾驶行业发展，早在2019年，木牛科技宣布在Github上开源了由其美国团队开发的基于ROS平台的雷达测试代码，几乎被所有雷达和智驾公司引用。同期还发布了包含T-79汽车角雷达、摄像头、安装支架和NVIDIA® TX2平台在内的开发套件，帮助客户进一步简化基于T-79进行ADAS和自动驾驶相关功能的开发和验证工作。

很显然，从毫米波雷达升级到4D成像雷达，再到如今的5D雷达技术，木牛科技在雷达技术的创新与开拓一直未停止过。如今，木牛科技率先推出全球首个5D雷达技术，也进一步证明了这个华人团队的技术实力。

可以预见，在下一轮的毫米波雷达进阶战当中，木牛科技已经快速抢占了毫米波雷达3.0时代的市场先机。