车东西(公众号:chedongxi)
文 | Origin

导语:自动驾驶时代来临,对车载感知技术需求剧增。毫米波雷达以较低的成本、较早上车的发展历程和ADAS系统标配的身份迎来新的技术发展浪潮,成为各国企业追逐的产业新高地。

即日起,车东西推出自动驾驶产业系列报道之毫米波雷达专辑,将以行业趋势拆解分析、行业大咖深度对话、创业公司追踪报道等角度,全景扫描产业现状,解读未来大势,本文为毫米波雷达专辑之一。

上周,车东西总结了国内的毫米波雷达创业热潮,列下12家热门初创公司。在毫米波雷达的未来竞赛中,他们可能改变行业格局。

就在本周末,车东西与美国毫米波雷达创业公司中的中国力量——傲酷取得联系,与其CMO郄建军进行了一番深度交流。在两个小时的专访之后,车东西对傲酷的技术、人才、产品规划和商业打法都有了详细的了解。

这家华人主导的美国初创公司,试图用4D点云成像毫米波雷达技术来挑战时下热门的激光雷达,改写自动驾驶传感器的行业格局。

一、华人主导美国毫米波雷达初创

美国俄亥俄州代顿市,航空航天之城,尖端科技的聚集地。2014年,华人教授洪琅在此创办了一家毫米波雷达创业公司oculii(中文名傲酷),逐浪商海。

1984年,福州大学讲师洪琅前往美国求学、谋教职。一路升任,洪琅最后当上了莱特州立大学工程学院的院长。

在为期三十余年的教学生涯中,洪琅不断探索着最先进的雷达技术,发表上百篇论文,并有6项美国专利。2014年,洪琅在莱特州立大学的所在地——代顿市创业,以新型毫米波雷达作为突破口,傲酷宣告诞生。

中美华人联手打造4D雷达!成像性能提升百倍叫板激光雷达

▲图中华人为洪琅教授

由于在雷达领域任教多年,“桃李满天下”,洪琅很容易就集结起了一支以雷达人才为主的技术团队。洪琅的儿子Steven,2012年从斯坦福大学毕业——在校期间曾经为Uber CEO卡兰尼克做了一年助理——也暂时从自己联合创办的Kumu Networks中抽身,于2015年加入Oculii,出任COO。

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▲傲酷COO Steven Hong

发展到现在,傲酷以代顿市为总部,在美国有一支30余人的团队。并且,在2015年时,傲酷就研发出了首款24Ghz 4D毫米波雷达。

在傲酷创业之时,大洋彼岸,前高德副总裁郄建军正在做天使投资人,但他对投资人“只能在一旁看着,不能亲自冲锋陷阵”的定位感到有些厌烦。郄建军是一名身份横跨通信、地图、汽车、移动互联网的“技术推手”,有着近三十年的先进技术推广经验。

郄建军在1993年加入摩托罗拉,推广了2G(GSM)/CDMA、WiFi等当时的先进通信技术。2007年,他又加入四维图新与Here的合资子公司Nav2,与车厂和地图打起了交道,负责让导航地图数据进驻更多车辆的车机中。

2010年,他又加入高德,直接负责了高德公司的移动化转型。高德导航地图免费举措以及请到林志玲录下导航语音包,都出自他手。在高德的四年中,郄建军帮助公司顺利地实现了对导航地图C端市场的拓展,使高德地图APP从0增长到3亿用户。

阿里收购高德后,财务自由的郄建军做了两年天使投资人。但郄建军告诉车东西,他对冲在新技术推广的一线更感兴趣。

2017年,经投资人介绍,郄建军结识了洪琅与Steven,并了解到他们的4D毫米波雷达技术。此时,傲酷正在研发自动驾驶所用的77Ghz车载毫米波雷达,对中国庞大的潜在市场有强烈的开拓意愿。而郄建军近三十年的经历,在通信、地图、汽车、移动互联网几大行业中积累了大量的经验与人脉,以上的每个行业都有重要玩家参与到自动驾驶领域,这让郄建军成为了推广傲酷技术的绝佳人选。

中美华人联手打造4D雷达!成像性能提升百倍叫板激光雷达

▲傲酷CMO 郄建军

最终,2017年5月,郄建军正式加入傲酷,出任其CMO兼亚太区总裁,全面负责傲酷在中国的业务。傲酷以华人为主导的高管团队也由此成型。郄建军告诉车东西,傲酷在中国先期会有一支约20人的队伍,主要负责市场以及现场技术支持工作。

二、打造4D毫米波雷达 性能叫板激光雷达

在如今的毫米波雷达市场上,汽车零部件巨头已经牢牢掌握了市场,对初创公司来说,最大的机会是在全新的技术方向上。傲酷的机会,便是4D点云成像毫米波雷达。

传统的民用毫米波雷达,由于其信号天线只在二维方向上排布,因此其对目标的探测只有二维水平坐标,没有高度信息。而毫米波雷达能够通过多普勒效应探测物体速度信息,加上二维坐标,这种雷达被称为3D雷达。

傲酷的4D毫米波雷达,则在水平与垂直方向上,都布置了天线,因此能够额外实现对物体高度的探测,谓之4D。

原理看上去很简单,但传统雷达巨头们为何没有做出来?郄建军解释,在有体积要求的毫米波雷达上,垂直与水平方向天线紧密排布会相互产生严重的信号干扰,这需要长期的经验积累开发的算法予以解决。另外,在自动驾驶兴盛之前,行业对毫米波雷达的高度感知丰富度并没有很强烈的需求。

在团队科研背景的加持下,傲酷的首款4D毫米波雷达,在2015年便已经问世,工作在24Ghz频段。傲酷将其应用在ITS智能交通领域,并且已经创造了百万美元级的年营收。

首代4D毫米波雷达成功试水之后,傲酷相当于完成了技术验证,实现了在探测维度上对传统毫米波雷达的超越。随后,傲酷将目标市场放在了更火热的自动驾驶领域,研发探测精度更高的77Ghz点云车载毫米波雷达,不仅在分辨率上甩开传统3D毫米波雷达,还要叫板激光雷达。

郄建军告诉车东西,毫米波雷达的探测性能受制于波束角,波束角越窄,则毫米波雷达的能量越集中、探测距离越远,抗干扰能力越强,同时角分辨率也越高。而波束角又由毫米波雷达芯片上的天线数量所决定,天线越多,波束角越窄,雷达性能越强。

但郄建军表示,某些重要毫米波雷达玩家虽然采用了MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多入多出技术,在发射与接收端使用多个发射与接收天线)加多芯片级联的方式来增加天线数量,但硬件体积限制下,仍只有少数能做到3发4收与四芯片级联,由此能布置的天线数只能达到3X4X4=48个,毫米波雷达的角分辨率很难突破到1°以下。而64线的激光雷达的水平角分辨率最高能够达到0.08°,点云每秒出点数220万个。

硬件难以突破,傲酷独辟蹊径,采用了虚拟孔径技术,让每根实体天线模拟五根天线,让总天线数量倍增,从而使其4D毫米波雷达的角分辨率能够达到乃至超越1°,点云密度大大提升。技术原理听上去同样简单,但郄建军称,使用该方法会产生严重的多径干扰,需要精妙的算法处理,而这也是傲酷的雷达团队所长。

目前,傲酷已经打造出点云数5万点的77Ghz 4D毫米波雷达,在点云数量上,它不仅超过了传统成像毫米波雷达百倍(传统毫米波雷达现在最佳点云数能做到300点),也已经明显超过了一些低线束的激光雷达。

在傲酷的实车演示视频中,5万点的毫米波雷达已经可以较好地还原出周围物体的轮廓,如果不加以说明 ,很可能会被认作激光雷达的点云图像。

中美华人联手打造4D雷达!成像性能提升百倍叫板激光雷达

▲傲酷4D毫米波点云雷达实车测试演示

傲酷的目标,正是要用毫米波雷达与激光雷达抢市场。郄建军认为4D点云成像毫米波雷达,有足够的实力和激光雷达掰一掰手腕:

在探测距离上,激光雷达容易受阳光影响,实际探测距离目前很难超过100米,而傲酷的毫米波雷达对轿车的实测探测距离,已经可以达到170米,下一代则要升级至250米。

在工作环境适应性上,激光雷达在雨雾天气探测性能会直线下降,而毫米波雷达穿透力很强,可全天候工作,受天气影响很小;

在产品经济性上,16线激光雷达的价格普遍在数千美金量级,而毫米波雷达的量产成本,目前就能够压缩到一、二百美金。

而在探测精度上,毫米波雷达虽然在点云密度/角分辨率上相对弱势,但仍有很大进步空间,傲酷计划在明年年初推出点云数达到10万点的产品。

三、产品明年量产 将在中国代工生产

郄建军向车东西透露,傲酷的5万点云数毫米波雷达已经走过了A样、B样的阶段,再过一到两个月,解决几个电路板上的技术问题后,这款产品就可以上市。

为了方便下游客户的自动驾驶研发需求,傲酷团队还研发了基于毫米波雷达点云的聚类跟踪算法,封装在雷达的ECU内。

傲酷将其77Ghz 4D点云毫米波雷达的量产时间规划在2019年。时间表看上去很激进,但郄建军认为可以实现,因为其4D点云毫米波雷达的硬件产业链已经比较成熟,最关键的MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit,单片微波集成电路)芯片傲酷是基于TI的CMOS芯片二次开发,可以节省开发时间。

并且,由于毫米波雷达内主要器件为半导体,无机械部件,传统毫米波雷达的车用经验丰富,因此其通过温度、震动、电磁干扰等车规也会更加容易。而要满足部件的功能安全等级,业内也有成熟的辅助软件和开发流程来予以保证。

此外,毫米波雷达的代工产业链也比较成熟,能够快速形成产能。郄建军向车东西透露,傲酷计划在中国寻找合作伙伴,进行其4D毫米波雷达的代工生产。

在产品的升级规划上,傲酷的4D毫米波雷达以点云数量的增加为主,其产品需要面临的几个关键问题是:

1、雷达信号接收量大大增加,对模数转换器(ADC)的性能要求将会增加。

2、毫米波雷达信号处理算法的可靠性、实时性需要保证,传统的毫米波雷达ECU可能无法胜任大规模点云的处理。

3、数据存储需求将会加大,需要额外添置存储单元。

对于问题1,需求量足够大的情况下,产业链上游的半导体公司会帮助解决这一问题;对于问题2、3,傲酷一方面会对算法进行调优,另一方面则计划更改数据处理架构,直接将计算任务交予自动驾驶汽车的域控制器解决。

四、获联想三星投资 做自动驾驶Tier-2

目前,傲酷正在美国、中国双线开拓市场,对其产品感兴趣的公司,包括车厂、自动驾驶初创公司、新造车公司以及对自动驾驶在进行研发的互联网巨头们。对傲酷的4D毫米波雷达表示了兴趣的公司包括吉利宇通百度、蔚来、小马智行福特电装、森萨塔、三星、英伟达等等。

郄建军告诉车东西,由于其产品尚未进入量产阶段,因此没有大量产品供应,许多公司都在等着测试。而国内一家整车厂向傲酷表示,他们是头一家敢将成像产品拿到车厂实地进行测试演示的毫米波雷达创业公司。三星则表示他们的毫米波雷达已经超越了一部分低线束激光雷达的性能。

中美华人联手打造4D雷达!成像性能提升百倍叫板激光雷达

▲傲酷装载在实车上的的4D毫米波雷达

在融资进度上,傲酷已经进行了三轮融资,总共融资数千万美元。其中联想旗下的创投基金联想之星参与了傲酷的首轮融资,三星、信中利集团等也在后续融资中投了傲酷。

郄建军还表示,其实在融资中,已经有顶级Tier-1向傲酷表示了投资意愿,但傲酷暂时未接受。傲酷团队认为,自动驾驶的整体形势尚不明朗,因此不该急于“站队”,这也是傲酷的资金来源广泛的重要原因之一。

不过,傲酷也并不像许多毫米波雷达初创公司的定位那样,试图一上来就成为自动驾驶的Tier-1,“颠覆”传统汽车零部件巨头,那条路径过于困难。

傲酷选择的道路是,在先期直接与车厂、初创公司接触,拿下其毫米波雷达订单,扩大自身体量,增强自身话语权。在成为关键供应商、有一定实力后,傲酷在量产上会选择与顶级Tier-1合作,成为Tier-2,借用他们的力量进一步打入汽车行业,而不是在供应链中沦为附庸或者被收购。

结语:自动驾驶的“错位竞争者”

传统上,自动驾驶行业认为毫米波雷达与激光雷达是互补的两类传感器,井水不犯河水。

而傲酷试图使用4D的技术,在性能上追逐激光雷达的同时,用价格和容易过车规的优势形成“降维打击”。尤其是和摄像头在点云级别的数据融合后,能够进一步提升与激光雷达抢市场的资本,这在目前一片看好激光雷达的自动驾驶业界确实不多见。

在明确自身最终的Tier-2定位后,以先进技术为依托,傲酷的毫米波雷达上车之路已经渐渐清晰。而自动驾驶行业认为,激光雷达的降价还需要数年时间才能初步达到上车的需求。傲酷独辟蹊径与激光雷达进行竞争,有望在自动驾驶的成长期内,为这家华人主导公司的独特优势。