隨著全球汽車產業加速向高級別自動駕駛階段轉型升級,深度整合多模態傳感器融合技術已成為保障高級駕駛輔助系統(ADAS)及自動駕駛系統功能安全性、可靠性和提升社會公眾接受度的關鍵性技術支撐。

高速公路的感知挑戰

高速公路為ADAS及自動駕駛車輛帶來諸多獨特挑戰。高速行駛特性要求車輛兼具更遠探測距離與瞬時高置信度決策能力,需在200米外精準識別快速變化的場景并即時作出反應,同時兼顧安全性、舒適性與系統可擴展性。

現實路況的不可預測性進一步加劇了挑戰:雨雪霧等惡劣天氣導致能見度驟降;被遮擋的靜止車輛、路面雜物等復雜邊緣場景頻現;攝像頭、激光雷達等傳感器在隧道等特殊區域性能受限。因此,自動駕駛系統若想在高速公路安全可靠運行,必須依賴兼具遠距離探測與高分辨率的全天候感知技術。

雷達革命:4D成像雷達崛起

傳統雷達憑借在惡劣天氣與弱光環境下的穩定性,一直占據一定的市場地位。然而,在復雜高速公路場景中,尤其是遠距離高分辨率探測這一核心環節,傳統雷達的分辨率與精度表現欠佳,難以達到要求。在此背景下,4D成像雷達橫空出世,帶來了一場具有里程碑意義的變革。它大幅提升了分辨率與目標分離能力,實現了從量變到質變的跨越。

Arbe研發的超高分辨率4D成像雷達系統,正是為突破傳統雷達的固有局限、彌補光學傳感器的不足而打造。該雷達系統具備卓越性能,能夠在300米距離內精準探測并清晰區分被部分遮擋的小型物體。即便在惡劣天氣肆虐,或是處于隧道等強反射干擾的復雜環境中,它依然能保持穩定、可靠的工作狀態。

分辨率與探測距離為何不可妥協?

在高速公路場景下,車輛探測距離的要求極為嚴格:當車速達到120-130公里/小時,每秒行駛距離超過30米。即便在理想條件下,緊急制動也需要近100米的制動距離。而急剎車不僅存在較高風險,若未能提前預判路況,更容易導致交通事故的發生。

可靠的遠距離感知能力可為自動駕駛系統提供更多響應選擇:

采用漸進制動而非緊急剎車

提前完成變道規避潛在風險

及時發出警示信號并減速,為后方車輛預留反應時間

為確保這些安全功能的實現,系統需具備明確的感知能力:

散落物檢測:有效檢測距離至少150米,理想情況下200米以上

行人識別:有效識別距離200米,最佳性能接近300米

擁堵識別:有效探測范圍300米

激光雷達和攝像頭傳感器雖然各有優勢,但在探測距離上存在明顯局限;傳統毫米波雷達雖然探測距離較遠,卻受制于分辨率和動態感知能力,難以準確區分輪胎與行人、護欄與車輛等關鍵目標。現有系統往往只能在危險迫在眉睫時——甚至已經來不及反應時——才能識別到威脅。

4D成像雷達憑借其遠距離探測能力與高分辨率環境建模特性,恰好彌補了這一關鍵技術缺口,同時具備全天候工作的優勢。

高速公路核心應用案例

高分辨率4D成像雷達賦能的多項ADAS/AV功能,對高速公路駕駛尤為關鍵:

1.自由空間檢測與路徑規劃:準確識別可行駛區域是規劃安全路徑的關鍵。雷達憑借其在霧天、雨天及低能見度條件下的穩定探測能力,可確保車輛持續感知周邊環境并規劃安全行駛軌跡。

2.精準變道控制:高速公路上的車道變換需要精確的車輛方位數據和實時鄰車追蹤。Arbe雷達即使在匯流或超車過程中遇到部分遮擋的車輛,仍能提供包括轉向率在內的精準目標數據。

3.前瞻性智能決策系統:平穩安全的駕駛體驗依賴于及時準確的預判決策。高分辨率雷達使自動駕駛車輛能夠提前預判風險與機遇,避免急剎急轉等操作,從而實現更舒適、更接近人類駕駛的行駛表現。

4.隧道工況下的可靠運行:即使在照明條件復雜、信號反射嚴重的隧道環境中,自動緊急制動(AEB)和自適應巡航控制系統也必須保持正常工作。傳統光學傳感器常因光線不均和探測距離受限而失效,普通雷達系統也因多重反射干擾導致誤報頻發、性能下降。Arbe雷達憑借先進的信號處理技術,可有效過濾誤報信號,在隧道中持續穩定地支持路徑規劃和變道等核心功能。

全天氣全場景競爭力

在重慶市,全年降雨日數超過170天,且常年多霧、能見度低,僅依靠光學傳感器顯然不足。4D成像雷達憑借其出色的環境適應性,可確保感知系統在任何天氣和光照條件下都能穩定運行、精準感知。

這種不受環境變化影響的特性,使其不僅是一個備用傳感器,更是實現高速公路級可靠感知的核心器件。基于此,高速公路自動駕駛、車道保持和緊急響應等關鍵功能,都能獲得持續穩定的性能保障。

結語:以雷達為核心推進自動駕駛規模化

為實現ADAS和自動駕駛系統在高速公路場景的安全規模化應用,汽車行業必須突破傳統傳感器方案的局限。Arbe高分辨率4D成像雷達賦予車輛更遠的探測距離、更快的響應速度和更智能的決策能力,即使在嚴苛的真實路況下也能穩定發揮。這項技術將雷達從輔助角色升級為自動駕駛感知的核心支柱——不僅實現自動駕駛功能,更帶來值得信賴的自動駕駛體驗。

審核編輯 黃宇