安霸领先业界发布用于自动驾驶的集中式 4D 成像毫米波雷达架构
Ambauxe的自适应AI毫米波雷达软件和节能的5纳米工艺CV3AI域控制器主芯片首次实现了4D成像毫米波雷达原始数据的集中处理和预融合。加利福尼亚州圣克拉拉，2022年12月6日--今天，该公司发布了一个集中式4D成像毫米波雷达架构，该架构允许对原始毫米波雷达数据进行集中处理，并与摄像机、激光雷达和超声波等其他传感器输入进行深度低级融合。这种革命性的架构为ADAS和L2+至L5自动驾驶系统以及智能机器人中的AI算法提供了更先进的环境感知和更安全的路径规划。AMBA专有的毫米波雷达技术使用人工智能算法动态地调整雷达波形以适应周围场景，提供高达0.5度的角分辨率，每帧输出多达数万个点的超高密度点云，有效工作距离超过500米。所有这些性能指标都意味着天线MIMO信道的数量少了一个数量级，因此不仅减少了数据带宽，而且还降低了功耗。采用Accool技术的ABA集中式4D成像毫米波雷达可提供更灵活、更高性能的传感系统，帮助系统集成商处于下一代雷达设计的前沿。
“到2021年，全球市场的汽车ADAS部分将生产约1亿个毫米波雷达。Yole Intelligence RF仪器和技术团队首席分析师Cédric Malaquin解释说，该团队是全球知名市场研究和战略咨询公司Yole Group的一部分。我们预计到2027年，这一数字将增长2.5倍，原因是对汽车安全的监管要求不断提高，以及更先进的自动驾驶系统的部署。事实上，大型机工厂已经从目前每辆车1-3毫米波雷达发展到每辆车至少5毫米波雷达。此外，对于毫米波雷达是否应该采用分布式模块处理，是否应该采用集中处理，以及如何进行相关开发，业界内部存在着相互矛盾的观点。一种方法是集中来自多个雷达的数据，使原始设备制造商能够获得用于新ADAS/AD功能的高性能成像毫米波雷达系统，并优化毫米波雷达模块的成本。这种独特且具有成本效益的新架构终于在Anba CV3AI域控制器的主芯片上实现。Amba优化了算法，并在CV3芯片中添加了一个针对毫米波雷达信号定制的硬件单元。CV3每瓦AI 性能的优势在业界逐渐得到更多客户的充分认可，其高计算性能和大内存容量使4D毫米波雷达算法得以充分发挥，获得高点云密度、长探测范围和高灵敏度雷达探测结果。这使得单个CV3自动驾驶汽车或机器人能够高效地集中实时多传感器处理、低级融合和路径规划。安巴总裁兼首席执行官王峰民表示：“业内没有其他半导体和软件公司能够同时在几个领域拥有尖端全栈能力，如毫米波雷达算法、相机视觉图像处理和AI加速引擎。凭借这些专业知识，我们可以构建一个前所未有的集中式域控制处理架构，利用CV3行业领先的功耗比性能，加强ACM在毫米波雷达算法方面的领导地位，有效地实现新的AI传感、传感器融合和路径规划，并帮助开发ADAS、自动驾驶和机器人市场的全部潜力。“我们的4D成像毫米波雷达技术需要太多的数据，很难进行有效的传输和集中处理。”为了提供4D成像毫米波雷达所需的高角度分辨率，每个模块需要数千个MIMO天线，每秒产生数万亿比特的数据，每个雷达模块消耗超过20瓦的功率。由于每辆车至少需要6个雷达模块，数据量翻了一番，因此在数千个天线上集中处理毫米波雷达数据在技术上具有挑战性。通过使用AI算法动态控制现有MMIC设备，并使用AI算法创建虚拟天线阵列，Akul Radar将这种新架构中每个MMIC头部的天线阵列减少到6个发射x8接收，而无需将雷达处理器连接到前端。因此，MMIC的数量大大减少，实现了0.5度的极高方位角和俯仰角分辨率。此外，在最大占空比的情况下，功耗大大降低，数据传输带宽减少6倍，并且无需在边缘端进行雷达处理，从而避免了信息过滤和传感器信息丢失。具有成本效益的集中式软件定义体系结构允许在不同传感器类型和相同类型传感器之间动态分配CV3处理资源，基于实时情况。例如，如果远程摄像机的有效数据在极端雨天减少，CV3可以转移部分资源以提高毫米波雷达数据处理性能。同样，如果你在下雨天在高速公路上行驶，CV3也可以专注于前方的毫米波雷达传感器数据，进一步扩大车辆的探测范围，提供更快的响应。这种场景的自适应优化在基于边缘处理的架构中无法实现，在这种架构中，毫米波雷达数据分布在每个模块中进行处理，并且处理性能为最坏的场景做好了准备。这两种不同的毫米波雷达处理方法总结如下表：
CV3标志着下一代CVflow架构的首次亮相，该架构包括神经网络矢量处理器和通用计算矢量处理器，具有专用毫米波雷达信号处理。这些处理器与AUCUL先进的雷达探测算法协同工作，可提供比传统边缘毫米波雷达处理器快100倍的性能。新的集中式架构的优势在于，OTA软件易于升级，以便在未来不断改进并适应新的需求。相比之下，每个边缘毫米波雷达模块的处理器在确定每个模块使用的处理器和操作系统后，必须单独进行更新。一个OTA更新可以直接推送到CV3主芯片上，并汇总到系统的所有雷达头上。这些雷达头只需要雷达收发器芯片，而不是雷达处理器，从而降低了前装成本和事故发生后更换材料的成本。（大多数毫米波雷达都在车辆的保险杠后面）与更新新一代集中式毫米波雷达软件的简便性形成鲜明对比，传统的分布式雷达更新软件很复杂，因此今天部署的许多毫米波雷达模块都没有更新软件。新型集中式毫米波雷达架构的目标应用包括ADAS和L2+至L5自动驾驶汽车，以及自主移动机器人（AMR）和自动制导车辆（AGV）机器人。这些设计通过AMBA集成灵活的软件开发环境得以简化，为汽车和机器人开发人员提供了一个具有ADAS和L2+到L5性能范围的可扩展软件平台。最新的集中式架构将在CES2023上展出，该展览仅对Amba的受邀者开放。如有需要，请联系您的销售代表。