特斯拉为何要选择4D毫米波雷达?

近日，Twitter博主Greetheonly曝光了特斯拉全新HW4.0硬件，预计将接入4D毫米波雷达。同时，特斯拉近日也向欧洲监管机构提交的车辆变更申请，证实最新自动驾驶硬件HW4.0即将量产上车。据悉，在即将到来的HW 4.0硬件系统中，特斯拉配置了一枚高精度4D毫米波雷达。

一直以来，“幽灵刹车”现象成为特斯拉被诟病的主要问题之一，也确实带来了很多安全问题。在“幽灵刹车”现象中，特斯拉曾配置的性能较差的ARS-4B毫米波雷达是造成该现象的重要促成因素。这也导致了特斯拉在2021年放弃了毫米波雷达之后，又提出“100%视觉方案”，一度还引起业界对其“纯视觉方案”的广泛关注。

不过，此前也很多业内人士分析，特斯拉并非真的放弃毫米波雷达，而是暂时放弃低性能版本的毫米波雷达。那么，特斯拉重新启用毫米波雷达，特别是从3D毫米波雷达升级到4D毫米波雷达，也是一个很合理的解释。实际上，从特斯拉一贯综合平衡成本和功能的做法，我们也可以看出，特斯拉可能也在试图采用一颗4D毫米波雷达，以最低限度的成本来改观当前存在的一些行车安全问题。

为何要选择4D毫米波雷达？

在智能汽车视觉技术发展路径上，主要有“摄像头+雷达”和“摄像头+算法”两种方案，而特斯拉特立独行选择了“摄像头+算法”这种纯视觉的方案。

2022年10月，特斯拉还突然宣布：即将采用100%纯视觉方案，即采用摄像头+算法的方案，装配摄像头在车上，包括主视野摄像头、鱼眼镜头（视野120度、拍摄交通信号灯、和较近的障碍物，适合低速场景）、长焦距镜头、侧方前视摄像头、侧方后视摄像头。

但特斯拉于2022年12月提交的一份材料显示，2023年将有一款新的雷达将重新上车。当时的相关文件显示，这款重新上车的雷达为非脉冲汽车毫米波雷达，业界推测其或为一颗4D成像雷达。实际上，特斯拉还曾于2022年6月7日向美国联邦通信委员会（FCC）注册了一种新型高分辨率雷达（High Resolution Radar， HD Radar），也就是毫米波成像雷达。这也代表特斯拉在纯视觉方案上仍然没有坚定的立场。

那么，特斯拉为何要选择4D毫米波雷达呢？

据悉，4D毫米波雷达的“4D”是指在原有距离、方位、速度的基础上增加了对目标的高度维数据解析，能够实现“3D+高度”四个维度的信息感知。

相对传统毫米波雷达，4D毫米波雷达广视角、高分辨、能探测静物等优势，具体体现如下：一是传统毫米波雷达无法获取高度信息，4D毫米波雷达有效地弥补了这一点，部分产品垂直视场角可达30度，能够有效侦测立交桥、限高杆、路牌等障碍物;二是4D雷达探测更加精准，分辨率可以做到小于1度，精度小于0.1度;三是4D雷达可以识别静止障碍物。4D雷达由于点云密集，可以对静止点进行识别。

也就这是说，4D成像雷达使用多输入多输出（MIMO）天线阵列对周围环境进行高分辨率感知，在距离、速度、方位的三维信息基础上增加了高度信息，并在角度、速度分辨率均有所提升，可初步判定静止物体与车辆的位置关系，弥补了传统毫米波雷达的性能短板。据悉，通过前置1颗4D毫米波雷达能够基本涵盖毫米波&激光雷达的功能，满足L2+层级的安全需求。

这有可能是特斯拉对其新能源汽车存在的安全问题的一种技术功能弥补措施，比如最近特斯拉就召回多达362758辆配备了全自动驾驶测试版软件或尚未安装的汽车。

当然，特斯拉采用4D毫米波雷达，在实现更安全智能驾驶的同时，还不用大幅提升整车成本。据悉，4D毫米波雷达价格在1500-2000元左右，短期内远低于激光雷达，也不会对特斯拉各大车型的成本产生很大的影响。

“4D毫米波雷达”概念被带火

最近，有媒体报道，特斯拉上海工厂的部分生产线将停产到 2 月底。而据彭博社新闻透露，特斯拉上海工厂部分生产线停产并非销量问题，而是对全新Model 3调整生产线，预计3月1日特斯拉投资者活动日会宣布新款Model 3的全新改款车型。

根据Twitter博主Greetheonly的爆料，本次新款Model 3可能将从自动驾驶能力上进行升级，即特斯拉第四代自动驾驶硬件在感知、算力方面都会有重大升级。其中，在感知方面，新款Model 3摄像头数量将增加3颗，从原来的9颗摄像头增加至11颗摄像头，分辨率也提升至最高800万像素，具备360环视功能，同时新增4D毫米波雷达。

据悉，这款雷达很可能就是由以色列初创公司Arbe-Robotics提供的代号“Phoenix（凤凰）”的雷达，探测距离可达300米，是特斯拉原有毫米波雷达探测距离的2倍。同时，新雷达可探测高度，这意味着可以分辨物体形状，作用与激光雷达类似，但价格更低，并且该毫米波雷达具备加热接口，更有利于应对恶劣天气。

实际上，早在2020年，就有黑客破解特斯拉的软件更新发现其软件代码中添加了名为“凤凰（Phoenix）”的新雷达选项。而Phoenix是Arbe-Robotics的雷达芯片组解决方案。2022年特斯拉在向FCC提交的测试报告中的测试软件也叫Phoenix。因此，这也证明特斯拉在4D毫米波雷达上与Arbe-Robotics有很长时间的合作。

在感知方面，新款Model 3算力方面提升2-3倍，预计将达到400-500TOPS，从行业角度看，已经具备支撑L4级自动驾驶的潜力。

那么，以上信息印证了特斯拉采用4D毫米波雷达的可能性。

目前，特斯拉采用4D毫米波雷达已经带动了“4D毫米波雷达”概念涨停，预计将利好射频前端、信息处理系统以及后端算法。据盖世汽车研究院，射频部分占比约40%，其中MMIC（25%）、PCB（10%）、其他（5%）。信息处理系统DSP占比10%，后端算法占比最高达50%。

申万宏源认为，4D毫米波雷达未来可能代替短距激光雷达，做到感知成本的降低，促进高阶智驾渗透率提升带来行业的规模效应。同时，据高工智能汽车研究院预计，2023年中国乘用车市场前装4D毫米波雷达将突破百万颗，到2025年4D成像雷达占全部前向毫米波雷达的比重有望超过40%。而国信证券预计到2025年全球毫米波雷达市场规模将达到384亿元，复合增长率为25.5%。

“纯视觉方案”是一种商业选择

尽管特斯拉在新款车型上采用4D毫米波雷达，但要实现智能驾驶往L3以上智能硬件配置方案仍然有升级安全冗余必要性。一直以来，特斯拉都比较重视成本，比如一体化压铸技术、纯视觉方案都是其压低整车成本的重要手段，也是其敢于向竞争厂商举起“价格屠刀”的底气。

而此次特斯拉采用4D毫米波雷达绝非完全旨在提升车辆安全性，更大可能是平衡了成本和功能需求，做出的最佳化的选择。这也是为什么特斯拉一直不愿采用高成本的激光雷达，而用摄像头+算法替代的根本原因。

中信建投表示，相对传统毫米波雷达，4D毫米波雷达有望成为高阶自动驾驶的优质传感器选项。不过，未来，特斯拉或者其他厂商要实现高阶的自动驾驶，摄像头+雷达的方式还是非常有必要的。特斯拉“重拾”雷达方案也表明，当前纯视觉方案还难以满足安全冗余需求。

在自动驾驶技术上，目前业界基本上形成共识，即无法依靠单一的传感器件一统天下。那么，毫无疑问，4D毫米波雷达可能会在部分功能替代昂贵的激光雷达，但多传感器融合仍是未来大势所趋，特别是在未来高阶智能驾驶上。未来，随着高阶ADAS渗透率不断攀升，激光雷达、4D成像雷达等传感器市场将保持高速成长。

目前，越来越多厂商已经进入4D毫米波雷达领域，比如大陆、采埃孚、博世、安波福等传统Tier 1;Waymo、Mobileye、华为等自动驾驶方案公司;傲酷、Arbe、几何伙伴、楚航科技、森思泰克等初创公司。而在特斯拉之前，4D毫米波雷达也已经在飞凡R7以及深蓝SL03上量产搭载。

不过，从技术进度来看，目前4D毫米波雷达现在还位于发展的早期，还存在诸多问题，比如技术及工程层面的难题、缺乏国家标准、性价比还不够高。有业内人士指出，4D毫米波80%难点在算法，20%在硬件，并且从线阵到面阵的天线布局、雷达工作波形、硬件PCB板的设计等均是设计难点。

3月1日是特斯拉2023年投资者日。在此次投资者日上，特斯拉大概率会发布标配4D毫米波雷达的新款车型。如果4D毫米波雷达真的出现在新款车型上，那么也意味着，特斯拉彻底放弃了纯视觉路线。

因此，综合以上内容，我们也可以这样理解，特斯拉从来都不是一个技术拥趸者，而自始至终都是一个极力平衡成本与功能的“高度商业化”的企业。那么，此前出现的安全问题，我们可以从其一贯极度控制成本的角度来理解，或者从来都不存在什么“纯视觉方案”，纯粹是一个商业行为的选择。

编辑：黄飞