傳統汽車毫米波雷達系統的局限性眾所周知。分辨率低，無法分辨鄰近目標，誤報漏檢，以及在高速場景下的大數據信息處理能力受限。
但在目前激光雷達價格居高不下，技術路線（機械式無法過車規，MEMS、FLASH、相控陣技術路線不確定）待定的狀況下， 毫米波雷達本身獨有的全天候條件適應能力，依然被很多研發人員視為L1-L3級別自動駕駛下與視覺傳感器的融合首選。
德州儀器(TI)近日宣布，其高集成度超寬帶AWR1642 及IWR1642 毫米波傳感器實現批量生產。按照目前的前裝量產車時間點，搭載上述芯片方案的毫米波雷達的新車將在今年年底到2019年中期批量上市。
一年前，TI正式推出了單芯片CMOS毫米波方案，分為AWR和IWR兩個體系。A代表Automotive（汽車），I代表Industrial（工業）。AWR又分為12xx、14xx、16xx。后面的兩位數字代表收發天線數，比如AWR1243代表3發4收。采用FMCW（調頻連續波）來做波形的發射與接收。
其中，AWR1243適用于中長程雷達，可用于緊急制動、自適應巡航控制和高速公路高度自動駕駛。AWR1443中集成了MCU，適用于接近感測，比如用于乘員檢測、車身傳感器、駕駛室內手勢識別和駕駛員監控。
AWR1642則是再增加了DSP在其中，適用于超短和短程雷達，比如盲點檢測、防后方碰撞/警告、車道變更輔助、行人/自行車檢測、防碰撞、路口交通警報、360度視角以及停車輔助。
此前，TI公司透露，這款雷達芯片提供了“小于5厘米分辨率的精度、幾百米范圍的探測速度、高達300公里/小時的速度”。
對于無人駕駛汽車來說，其行駛場景會從高速公路切換到低速密集區域，因此整個探測場景也要不斷進行切換。這就需要實現動態多模式操作支持。而AWR12xx、14xx、16xx則可以從中遠程到近距離實現完整覆蓋。
這得益于TI的方案將單片微控制器（MCU）和數字信號處理器（DSP）核心集成在一個芯片上。
更高的集成度可以減少占地面積、功耗和雷達芯片的成本，但同時無性能損失。此前，另一家主流毫米波雷達芯片供應商NXP也將MCU集成在其RF-CMOS收發器中。
有消息稱，24GHz毫米波雷達全球龍頭企業海拉，其即將量產的77 GHz雷達傳感器的核心射頻芯片就是基于NXP的RF-CMOS技術工藝。不僅具有射頻收發模塊，還高度集成了具有連續數字信號處理的帶有自診斷的單片微波集成電路。
此前，另一家毫米波雷達芯片主要供應商英飛凌在2016年宣布，和比利時微電子研究中心（IMEC）合作開發基于28nm CMOS技術的芯片方案。去年，英飛凌宣布已經能夠為早期用戶提供一款完整的雷達芯片組。這款芯片組包含一款77/79 GHz單片微波集成電路（MMIC）。
國內一家采用TI方案的毫米波雷達初創公司莫吉娜智能相關負責人介紹到，77Ghz雷達的主流市場此大多是采用多芯片的方案、開發難度、測試設備等都需要長時間線的驗證。
TI的單芯片解決方案的量產改變了這種格局。
單芯片一方面降低了整個77Ghz雷達的研發難度，產品合格率與成本都會發生很大變化；另一方面，單芯片的高度集成使得系統識別、速率等都能多信號融合判斷，這也加速了毫米波雷達商用的進程。
另一家采納TI方案的初創公司傲酷雷達（Oculii），則在全球首創了車載4D雷達及高清點云成像雷達?，F在研發中的高清點云雷達，成像效果將可與16線激光雷達媲美。下一步隨著點的密度增加，甚至可以達到64線激光雷達的效果 。
由于采用了TI的CMOS單芯片解決方案，其77G 4D雷達可以做到火柴盒大小，是ABCD雷達的一半大小。長距雷達測距能達到250米，角度分辨率小于3度，行人和自行車檢測性能突出。
此外，由于用了TI的CMOS單芯片解決方案，其量產價格可以做到比ABCD（Autoliv、Bosch、Continental、Delphi）的現有77GHz毫米波雷達價格更低。其完全開放的接口，容易的數據融合等使許多Tier1和主機廠愿意用其雷達做AEB/ACC等L2功能。
這也得益于DSP的集成，同時DSP還是“檢測和分類對象的信號處理”的中心。“TI的毫米波傳感器內的DSP使得有可能對物體進行分類和跟蹤，從而實現邊緣深度學習計算。“
在TI的毫米波雷達內部使用的DSP是一個600 MHz用戶可編程C67X DSP。相同的雷達芯片包含200 MHz用戶可編程ARM CORTEX-R4F處理器。
同時，DSP與MCU、收發器的集成，也帶來了較少的互連損耗和更快的數據處理能力。在沒有激光雷達配置，同時攝像頭場景受限的情況，研發人員希望毫米波雷達能夠提供前方障礙物的大小、高度判斷識別，甚至基于深度學習能夠識別障礙物屬性。
按照TI相關人士的信息，TI是目前唯一一家提供將收發前端、DSP和MCU集成到單個芯片上的雷達解決方案。“至少目前我們還沒有看到競爭對手的量產消息。”
而在高分辨率方面，目前廣泛采用的成像雷達技術解決辦法是采用合成孔徑技術，在不增加天線物理尺寸的基礎上，得到大孔徑的陣列。
與合成孔徑的思想不同，MIMO 雷達是利用多發多收的天線結構等效形成虛擬的大孔徑陣列，獲得方位上的高分辨力。而這種虛擬陣的形成是實時的，能夠避免傳統的ISAR成像中存在的運動補償問題。
此前，TI測試的多片級聯雷達（MIMO）的FFT輸出圖，很明顯通道數越多，精細程度就越高。比如，4個AWR1243級聯后雷達的參數，遠距離分辨力大大提高，40米處可以做到1度的方位角分辨率，也就是4.5厘米的精度和大約9厘米的物體分離精度。
德州儀器使用4個3發4收的AWR1243雷達，就是192個虛擬通道（天線或者叫陣列）。這更適合于79GHz毫米波雷達，從而通過車身四周角的配置，為自動泊車、高速場景360度監測提供解決方案。
而傳統的SAR雷達，主要優勢在于靜態目標識別，同向或逆向勻速運動目標的識別。但對于非勻速運動物體識別，存在一定的缺陷。
目前，76-81GHz毫米波雷達已經成為自動泊車、高速自動駕駛的標配。而在與攝像頭甚至是未來激光雷達的融合上，也能夠做到出色的匹配。
在雷達芯片上集成能夠進行模式識別和機器學習的算法，意味著雷達同樣能夠通過微多普勒特征識別并辨別出行人、自行車和其他機動車輛。
如果將這些具備機器學習能力的雷達和其他攝像頭、激光雷達等傳感器進行融合，相當于為自動駕駛汽車增加了另一層安全保障。
目前，國內76-81GHz毫米波雷達市場處于市場啟動期，隨著國內汽車主動安全相關政策的逐步實施，以及汽車智能化向中低端車型的快速滲透，未來三年毫米波雷達的滲透率將快速提升。
高工智能產業研究院（GGAI）此前發布數據稱，僅中國2018年毫米波雷達市場規模將達60億元，同比增長44%。到2025年，市場規模有望達到270億元人民幣。
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