好一个回马枪：特斯拉HW 4.0的4D毫米波雷达

2023-03-01 11:35

最近特斯拉智能驾驶HW4．0电脑泄露的信息，表示特斯拉HW4．0竟然预留有毫米波雷达的百兆网接口，另外根据美国FCC雷达准入测试的公布信息，也表示特斯拉的毫米波雷达已经通过准入，而且特斯拉要求FCC保密到2月份其开始量产装车的时间，也就是说特斯拉在今年2月份开始生产的某些车型将装配此款雷达。

那么专注于人工智能视觉算法的特斯拉，这是要加毫米波雷达了？他的毫米波雷达有什么黑科技？主要用来做什么？供应商来自于哪家？会引发什么样的趋势？本文将根据FCC发布的特斯拉毫米波雷达信息结合自己经验尝试解析分享以上问题。

其实特斯拉雷达回归之前很多传言版本，但大多数消息指向特斯拉采用的毫米波雷达不是普通的雷达，而是4D毫米波雷达，不少人推测特斯拉会使用以色列公司Arbe的4D毫米波雷达，那到底是不是采用了Arbe的4D毫米波雷达呢？FCC公布的测试雷达外形图，天线PCB，信号处理控制PCB三个主要图片信息如下：外形图

天线板：采用两颗TI毫米波传感器芯片，每个芯片3发4收，两颗就是6TX／8RX，共48个通道。传统最新毫米波雷达一般就是采用一颗芯片也就是3发4收，特斯拉这个4D毫米波雷达也算是丐版了，不过也符合特斯拉的成本控制，够用就好。所以通过天线也能确认，这不是之前推测Arbe的2304通道的4D毫米波。

信号控制板：信号处理以及控制芯片采用赛灵思型号为Zynq XA7Z020的FPGA类芯片，FPGA芯片由于其高性能和灵活性，大量的并行结构，可以实现雷达大吞吐数据的计算，所以算法优化潜力很大。当然特斯拉很有可能就只用FPGA芯片做样件，毕竟FPGA开发灵活性高，但价格贵，马斯克算盘一打可能就不选了。另外按照之前网上披露HW4．0毫米波接口采用百兆以太网的信息，那么下图某块芯片应该还有以太网芯片。

以上就为特斯拉在FCC上申请的雷达信息的硬件推测分析，所以可以肯定的是特斯拉此款雷达为48通道的4D毫米波雷达。

那么特斯拉为什么要使用4D毫米波？

首先，当特斯拉说要取消毫米波雷达时候，很多特粉一顿吹，特斯拉牛逼，马斯克第一性原理等等，其实同志们too young too simple，naive了。人类万年进化都是多种器官冗余，百年的汽车工业难道开启人工智能时代就想靠单传感器打天下？

首先毫米波雷达在测距测速方面远比视觉系统准确可靠，是不可替代的存在，这个我在之前分享智能驾驶传感器系列的文章包括4D毫米波，激光雷达系列的文章都有讲过。

当时特斯拉取消毫米波可能是两个原因，第一是特斯拉各种幽灵刹车事件与其毫米波雷达＋视觉的方案有关联，另外一个可能是当时特斯拉毫米波雷达缺芯片。这次特斯拉启用4D毫米波雷达原因应该不会用其成像点云的概念，毕竟48通道丐版在那里，更多可能是通过4D的高度信息更好的识别静态物体，特别是桥类的场景，防止误刹等现象。

那么这个4D毫米波雷达怎么样？

显然根据我们之前文章《4D 成像毫米波雷达－ 101》这是典型的MIMO芯片级联方案的4D毫米波雷达，而且从通道数来讲48通道也是入门级，当然这个时候很有可能通过软件功底来补。特斯拉的魔性就在此，刚刚好的硬件做出体验差异化最大的产品。

这个毫米波雷达到底是谁做的？

之前通过相关软件代码phoenix信息不少人推测来自于以色列公司Arbe的4D毫米波雷达，但根据新透露的特斯拉4D毫米波雷达的信息，好像不是，毕竟没有采用Arbe的芯片，所以可能不是来自于Arbe。

但有人说Arbe 实际上并没有制造自己的雷达。他们拥有专利设计和算法，可以是他们提供算法运行在FPGA芯片上。但不管谁做的，这种4D毫米波的硬件却是非常简单，TI和NXP的毫米波雷达芯片和开发板提供是万无一失的，他们提供完整的底层软件，工具链也很容易上手，入行两三年的射频工程师基本可以搞定一个毫米波雷达单独设计。这也催生了国内一大批老将或者初创的毫米波雷达公司。

为什么特斯拉要自己做？

特斯拉技术牛逼所以他自己做？肯定不是，马斯克是个异常精明的生意人，他要自己做无非是成本问题，目前同类产品优秀的是大陆的ARS540以及博世的，但价格不便宜成本应该要600RMB左右，在特斯拉决定自己搞一个的时候估计更贵。还有另外一个原因是听说大陆的4D毫米波雷达ARS540比较厚，在特斯拉前保上布置不下，如果需要修改汽车设计和模具，显然不符合成本管理。

当然还有可能是功耗问题，目前市面上的4D毫米波的功耗都在20w左右或者以上，而特斯拉之前的毫米波雷达应该是毫瓦级别，功耗的改变都会影响电路PMIC的设计，所以特斯拉不得不自己动手制造自己的毫米波雷达。

4D毫米波是下一波上量的智驾传感器？

显然，如果之前文章《4D 成像毫米波雷达－ 101》讲到，2022年是4D毫米波上车的元年，而2023特斯拉的4D毫米波更会促进4D毫米波快速放量。4D毫米波向下会取代普通长距毫米波雷达，可以更好识别前方障碍物距离，速度以及运动状态，弥补好当红的视觉算法对距离和速度的弱势；另外4D毫米波雷达向上有潜力生成类似激光雷达的点云，从而有独当一面既能识别前方障碍物距离和速度还能向摄像头凭借AI算法识别物体。

但Jack认为短时间可能取代传统长距毫米波雷达比较靠谱，至于类似激光雷达点云方案，可能从算法，开发生态以及和其他传感器的优势来比的话还有一段路要走。

国内有哪些玩家和特斯拉4D毫米波类似方案？

通过上面信息总结来看，如果没有猜错的话，特斯拉用这款4D毫米波的原因，主要考虑了4D毫米波雷达确实在前方障碍物速度，距离，静止以及速度状态的探测作用和优势，Jack觉得马斯克对视觉AI的痴迷可能不太会考虑4D毫米波点云等，另外还有考虑到4D毫米波雷达安装尺寸，功耗，价格几个方面的因素。

目前看下来和特斯拉采用同样48通道类似方案的4D毫米波雷达方案应该主要自于国内供应商体系，传统大陆，博士等都倾向于更多通道例如192通道，国外的新势力们倾向于更高的通道实现点云效果例如mobileye方案。目前国内主要有福瑞泰克和森思泰克等采用了和特斯拉类似的48通道4D毫米波雷达，其中福瑞泰克的FVR40 4D毫米波雷达数据表现比较亮眼，最大距离达到300m，水平和垂直角分辨率都达到1° 而同类采用48通道基本都在2°左右。