自动驾驶技术的进阶,本质是机器对世界“感知能力”的进化。作为汽车系统的“眼睛”,感知技术是自动驾驶突破环境认知边界、实现安全决策的核心支撑。从摄像头到激光雷达,从传统毫米波雷达到4D成像雷达,感知技术的每一次迭代,都在重新定义自动驾驶对复杂世界的理解能力。
三大感知技术各有优劣又协同与互补
自动驾驶技术的三大关键感知技术包括激光雷达(LiDAR)、摄像头,以及毫米波。它们形成的“感知矩阵”,让汽车在对环境的感知更精确、更及时。它们在精度、成本、适应性上各有侧重,却又缺一不可。
摄像头
摄像头可捕捉色彩、纹理等高层语义信息,辅助决策系统理解复杂路况(如识别红绿灯状态、道路标志文字)。它在与激光雷达、毫米波雷达组合使用时,能提升系统对复杂环境的感知能力。另外,它具有显著的成本优势。
但摄像头的缺点也非常显著,它依赖双目或多目测距,远距离(30米以上)深度估算误差较大,夜间、逆光或恶劣天气下性能下降明显。其纯视觉方案依赖光流技术或目标跟踪推断速度,精度易受图像模糊、采样间隔变动影响;还有它的深度学习模型需大量标注数据,泛化能力弱,难以应对新出现的复杂场景。
激光雷达(LiDAR)
激光雷达通过发射激光束构建三维点云地图,可在200米距离内实现厘米级障碍物定位,即便在黑夜或暴雨中,对异形物体的识别准确率仍超95%。随着固态激光雷达技术成熟,国产设备成本已从2020年的1.5万元降至1500元,国产化率超70%。
但其局限性同样显著:点云数据量庞大,对车载芯片算力要求极高;雨雪天气中激光易被散射,探测距离可能缩短,且硬件成本仍高于摄像头与毫米波雷达的组合。
毫米波雷达
毫米波雷达通过多普勒效应准确测量目标速度,适合动态场景监测。它不受雨雪雾等恶劣天气干扰,可穿透恶劣环境。
传统毫米波雷达长期作为自动驾驶的“安全冗余”存在,可精准测量目标速度,但角分辨率不足,难以区分相邻车辆与护栏。而4D成像雷达的出现,正在颠覆这一局面。
4D成像雷达:感知技术的“下一代革命”
汽车行业正经历深刻变革,而4D成像雷达正是这场技术转型的核心。如果说传统传感器是“平面感知”,4D成像雷达则实现了“立体认知”。它在传统雷达仅测量距离、速度、方位角三维信息的基础上,新增“仰角”维度,对驾驶环境的理解更加立体、全面。其方位分辨率低于1度,探测距离超过300米,即便在复杂天气或各种照明条件下,依然能为高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)提供所需的高精度。

成像雷达为实现自动驾驶提供了必要的传感
4D成像雷达的重要性
高速公路场景和城市道路场景两大关键用例彰显了4D成像雷达的重要作用。
高速公路场景要求汽车能够在远距离精准探测高速移动的物体,以确保高速行驶时的安全操控。
而城市道路场景则需在充满静止与移动障碍物的复杂环境中导航,对同时精准识别多个目标提出了更高要求。
为应对这些挑战,4D成像雷达提供了全面的空间感知、精确的环境感测以及远程探测能力,并能在恶劣条件下稳定运行。相较于传统雷达、摄像头或激光雷达(LiDAR),4D成像雷达以全谱感知能力满足更高等级自动驾驶的需求。

ADAS/AD传感技术
4D成像雷达全球趋势与市场差异
4D成像雷达的全球部署正在迅速推进,但各地区的战略路径却不尽相同。中国在落地速度上较为领先,通过将入门级成像雷达整合至整车产品线,积极抢占市场先机;而欧洲和美国则专注于高性能系统的开发,主要应用于高端车型,因此整体采用速度相对温和。
预计到2028年,L2+至L5级自动驾驶车辆的全球渗透率将超过40%,其中中国市场有望突破50%。这一差异不仅体现了各地区监管环境和消费者行为的不同,也反映出成本效率与性能优先之间的战略取舍。
未来机遇与挑战
4D成像雷达的发展释放出广泛机遇。可扩展性是其核心优势之一,例如6T8R和8T8R等配置能够实现对更多车型的经济高效部署,而高端系统如24T24R则支持先进的L3和L4级自动驾驶功能,不断拓展自主能力的边界。
此外,集成化设计也是一项重要优势。更小巧、更高效的传感器有助于降低功耗并简化整车设计。然而,应用中仍存在热管理等挑战,特别是在电动汽车中,由于保险杠后方的气流受限,冷却难度加大。系统复杂性也需谨慎管理,以在性能、成本、尺寸及功耗之间取得平衡。随着汽车架构从边缘向中央处理转变,数据带宽与延迟问题也成为新的技术瓶颈,亟需强大的基础设施升级。
展望未来:成像雷达的作用日益重要
从“看清”到“看懂”,从“平面”到“立体”,4D成像雷达正在重构自动驾驶的感知逻辑。它不仅是单一传感器的升级,更是“车-路-云”协同生态的关键节点。
随着汽车架构不断演进,4D成像雷达正日益展现其高适应性的传感技术优势。它兼容边缘和中央处理模型,为OEM在向集成度更高的软件定义汽车平台转型过程中,提供了关键的灵活性。这种高适应性对于汽车行业而言尤为重要——在寻求简化传感器集成流程的同时,也必须确保性能与可靠性的高标准。
凭借卓越的空间分辨率、在各种气候条件下稳定运行的能力,以及跨车型的可扩展性,成像雷达适合广泛部署。随着OEM持续推动更高级别的自动化,对稳健、经济高效且低能耗的传感解决方案的需求将日益增长。而4D成像雷达恰能满足这些需求,助力行业加快迈向更安全、更智能的未来出行模式。