Metawave CEO Maha Achour：替代激光雷達(dá)的毫米波雷達(dá)如何做？ | GAIR硅谷智能駕駛峰會

Metawave CEO Maha Achour（中）

雷鋒網(wǎng)新智駕按：2018 年 1 月 16 日，雷鋒網(wǎng)新智駕將在舊金山灣區(qū)舉辦 GAIR 硅谷智能駕駛峰會（更多峰會信息請?jiān)L問：https://gair.leiphone.com/gair/gairsv2018），這是一場來自自動駕駛領(lǐng)域的大聚會——嘉賓們來自學(xué)界、互聯(lián)網(wǎng)大公司、汽車行業(yè)以及新技術(shù)公司，集聚了中美兩地頂尖的自動駕駛研發(fā)力量。本次峰會，我們邀請到硅谷毫米波雷達(dá)創(chuàng)新公司 Metawave 作為代表，其 CEO Maha Achour 將出席本次峰會，詳細(xì)闡述如何打造取代激光雷達(dá)的毫米波雷達(dá)。

前不久，雷鋒網(wǎng)新智駕探訪了 Metawave 位于硅谷施樂帕克研究中心（Xerox PARC Research Center）的辦公室，和 Maha 進(jìn)行了交流，并初步了解了她正在研發(fā)的新型毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。如果大家想更深入了解 Metawave 的毫米波雷達(dá)技術(shù)，可以來 GAIR 硅谷智能駕駛峰會聽她的現(xiàn)場分享。

Maha Achour 是 MIT 物理學(xué)博士，后來又在加州圣迭戈分校攻讀電子工程以及通信系統(tǒng)理論。從 1996 年開始就在射頻及光學(xué)行業(yè)工作，曾經(jīng)在美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）領(lǐng)導(dǎo)過一些無線電相關(guān)的研究項(xiàng)目，在傳感器、高速信號傳輸領(lǐng)域頗有造詣。

2006 年，她創(chuàng)立超材料（Metamaterials）研發(fā)公司 Rayspan 并擔(dān)任 CTO ，該公司主要研究的是超材料天線（Metamaterials Antenna）——一種用超材料操縱天線系統(tǒng)使其增加效率的天線，Maha 算是非常早期的將該技術(shù)帶向市場的先驅(qū)。也許是機(jī)遇不對，這家公司后來沒有再運(yùn)營。

大約在兩年前，Maha 和現(xiàn)在公司的 CTO Bernard Casse、工程 VP George Daniel 一起在 PARC 研究中心工作，從事的研究內(nèi)容中依然有超材料，同時(shí)還有 5G 通信技術(shù)?；蛟S是一種執(zhí)念，Maha 還是想將這些新技術(shù)帶向商業(yè)市場，她認(rèn)為這個(gè)時(shí)候是很好的時(shí)機(jī)。

今年早些時(shí)候，Maha 開始為 Metawave 找錢，一開始的創(chuàng)業(yè)方向?qū)嶋H上包括了 5G 通信網(wǎng)絡(luò)以及車載毫米波雷達(dá)。但之后隨著對市場的分析更加成熟，看到 ADAS、無人駕駛領(lǐng)域的機(jī)會，還是決定將公司 90% 的重心放在車載雷達(dá)領(lǐng)域。 

Metawave 今年 9 月完成了 700 萬美元種子輪融資，其中上汽資本進(jìn)行了投資。Maha 透露，明年 CES、MWC 之后，將會開始尋找一筆大額的 A 輪融資，主要用于毫米波雷達(dá)的量產(chǎn)。

2018 年 CES ，Metawave 將發(fā)布其首款毫米波雷達(dá)產(chǎn)品——WARLORD，而在 GAIR 硅谷智能駕駛峰會上，她還將針對這款產(chǎn)品分享更多。

毫米波雷達(dá)產(chǎn)品——WARLORD

超材料、類 SAR

Maha 為其新一代的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品取了一個(gè)非?！办趴帷钡拿帧猈ARLORD（簡寫自 W-Band Advanced Radar for Long-Range Object Recognition and Detection）。其頻段在 76-81 GHz。

Metawave 方面稱，WARLORD 采用了超材料天線，能發(fā)射可操控的高度定向的電磁波束，精準(zhǔn)探測目標(biāo)物的位置、速度，且不懼怕惡劣天氣以及環(huán)境。而且，因?yàn)檫@款毫米波雷達(dá)內(nèi)置了 Metawave 自研的 AI Engine ，其中嵌入了各類物體識別和分類算法，可以分辨出道路參與者的屬性（行人、自行車、摩托或者巴士等等），能夠提供如人眼一般的感知能力，被稱為“Digital Eye”。這是因?yàn)檫@樣的特性，WARLORD 還能采集 3D 雷達(dá)圖像。

在車載毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，目前大家的趨勢都在往更高的分辨率上靠，其中帶寬的增加便是其中一種方式，從 24GHz 到 77GHz，4 個(gè) G 帶寬的增加，成為了很多創(chuàng)業(yè)公司的發(fā)展方向。追求更高的分辨率，還有一種方法就是擴(kuò)展天線的尺寸或者增加天線的數(shù)量，但是囿于主機(jī)廠對于毫米波雷達(dá)整體尺寸的車規(guī)級限制，這里的發(fā)揮空間并不大。

Maha 采用的方法是把電磁波束緊緊地聚攏起來，讓其能量集中在一處。而要實(shí)現(xiàn)這樣的效果，在數(shù)字空間（Digital Space）是辦不到的，只有在模擬空間（Analog Space）里才能做到。實(shí)際上，WARLORD 可以說是一款模擬波束雷達(dá)產(chǎn)品（Analog Beam Forming Radar）。

當(dāng)然，SAR （Synthetic Aperture Radar，合成孔徑雷達(dá)技術(shù)）技術(shù)也是毫米波雷達(dá)提升分辨率的一大重要?dú)⑵?，但是用在車載雷達(dá)上還不是很成熟，國內(nèi)廠商行易到正在進(jìn)行相關(guān)的研發(fā)。WARLORD 同樣也內(nèi)置了 SAR 的性能，分辨率能做得很高。

Maha 進(jìn)一步闡釋了 WARLORD 的技術(shù)特性：

其一，采用可操控的天線。Metawave 采用的是單天線，而非天線陣列，同時(shí)接收也是單線的。這種天線由復(fù)合超材料結(jié)構(gòu)而成，每一個(gè)超材料單元（Unit Cell）都有活躍組件能夠參與波束成形，還能調(diào)整波束角度。這相較于如今大部分雷達(dá)用的多天線結(jié)構(gòu)有很大的優(yōu)勢。Maha 欣喜地表示該技術(shù)已經(jīng)拿下了專利。

其二，信號收發(fā)端進(jìn)行了整合。Metawave 采用了英飛凌、NXP 和 TI 等 Tier 2 的芯片，并與他們進(jìn)行合作，將天線和芯片組進(jìn)行了整合。

其三，優(yōu)越的微控制技術(shù)。比如要控制天線探測前方的物體，追蹤其距離、角度、速度以及運(yùn)動的方式，同時(shí)還要判斷這些物體的類別，最后還要把這些經(jīng)過處理的信息傳送給（自動駕駛汽車）的傳感器融合單元，這對于微控制技術(shù)的要求非常高。Metawave 在該技術(shù)上有很深的積累。

前文所述的 WARLORD 要做障礙物的識別和分類，必然離不開 AI 技術(shù)。Metawave 便在其雷達(dá)產(chǎn)品中嵌入了 AI 引擎。

AI Engine

WARLORD 采用的 AI Engine 內(nèi)置了多種算法，包括雜波干擾抑制算法、目標(biāo)檢測和跟蹤算法等等，可以優(yōu)化毫米波雷達(dá)的整體性能以及讓其具備物體識別和分類能力。Maha 表示，對于毫米波雷達(dá)來說，和外界空間直接接觸的是天線，如果可以在這個(gè)層面就進(jìn)行前置分析，顯然要優(yōu)于將原始數(shù)據(jù)直接傳到傳感器融合單元再進(jìn)行分析，因?yàn)榭梢源蟠蠼档蛡鬏數(shù)难舆t。這一點(diǎn)對于自動駕駛來說尤為重要。

取代 LiDAR？

擁有遠(yuǎn)距離（250-300米）的探測能力，同時(shí)具備優(yōu)越的分辨率和高效的數(shù)據(jù)處理速度。毫米波雷達(dá)是否會削弱甚至取代 LiDAR 在自動駕駛汽車上的地位？

從一個(gè)物理學(xué)博士的視角，Maha 認(rèn)為 LiDAR 對于自動駕駛汽車來說并非不可或缺。她表示，如果地圖精度足夠高，未來自動駕駛汽車上裝配 4 個(gè)毫米波雷達(dá)、4 個(gè)攝像頭便就足夠了。其中，毫米波雷達(dá)負(fù)責(zé)車身 360 度范圍以及上下角度的探測，攝像頭則觀察周圍環(huán)境，再配合 AI Engine 一起使用。Maha 認(rèn)為這樣的方案 2030 年是有可能實(shí)現(xiàn)的。

目前，WARLORD 的整個(gè)基礎(chǔ)硬件的性能可以滿足 L2 的需求，再往更高級別（L4）走，內(nèi)置的軟件（算法）能力將會起到?jīng)Q定性作用。

Maha 稱，現(xiàn)在，已經(jīng)有很多主機(jī)廠在等待他們的雷達(dá)產(chǎn)品，希望盡快拿到自家平臺上進(jìn)行測試。而且也在和一些自動駕駛企業(yè)進(jìn)行合作的商談，她表示 Metawave 原意探索一切的可能性。

這一點(diǎn)也體現(xiàn)在她對 Tier 1 的態(tài)度上，盡管這些供應(yīng)商已經(jīng)在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域?qū)嵙π酆?，但他們并不止出售雷達(dá)，而是提供 ADAS 整體解決方案，而 Metawave 期待的是未來將自家高性能的毫米波雷達(dá)提供給 Tier 1 作為其 ADAS 系統(tǒng)方案的一個(gè)傳感器選項(xiàng)。畢竟主機(jī)廠才掌握話語權(quán)，主機(jī)廠不會拒絕高性能的毫米波雷達(dá)。Maha 正在謹(jǐn)慎地和 Tier 1 進(jìn)行接觸。

提及量產(chǎn)，Maha 確定地表示，Metawave 不會自建工廠，“永遠(yuǎn)也不會”，而且也不采取 License 的方式，因?yàn)檫@樣收益周期太長。他們將找第三方工廠代工，規(guī)模僅次于富士康的代工廠偉創(chuàng)力（Flextronics）是選項(xiàng)之一，正密切接觸。

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