Vayyar：更智能的传感器，更丰富的数据

以色列初创公司Vayyar联合创始人及CEO Raviv Melamed认为：“数据收集依赖于传感器——任何智能设备的‘眼睛和耳朵’，但处理信息和指挥动作需要一个‘大脑’——人工智能。设计满足不断变化的人类需求的产品需要创建根据业务逻辑智能利用数据的机器学习算法。这意味着不仅要选择最有效的传感器技术，还要选择最强大的数据处理平台。”

Vayyar成立于2011年，旨在通过“全方位”4D传感器彻底改善车辆安全性和成本。利用其芯片上雷达（Radar－on－Chip，RoC）平台，Vayyar创造了一个突破性的车辆安全解决方案，用一个芯片可以取代十几个其他传感器，且不需要昂贵的激光雷达和摄像头。

4D成像雷达可以提供替代技术的所有好处，同时克服其局限性。与2D雷达不同，它利用多输入多输出（MIMO）46个天线阵列实现高分辨率实时跟踪。用这么多天线扫描环境可以精确地同时检测和跟踪多个目标，以极高的准确性识别存在物体，并提供丰富的数据，先进的分类算法使设备能够及时作出反应。

据介绍，在批量定价方面，4D成像雷达芯片不仅价格合理，而且还提供了显著的附加值：更丰富的数据、更高的精度和更强大的功能。在性价比平衡方面，它有助于降低开发成本，缩短上市时间。由于不涉及光学器件，该技术在所有照明和天气条件下都非常强大，性能始终如一，同时确保用户隐私。

雷达中的高性能射频IC支持多达72个收发器，跨3－81GHz的超宽带（UWB）和毫米波频率；同时搭载内部数字信号处理器（DSP）和实时信号处理微控制器单元（MCU）。RoC可支持多种系统，包括入侵警报、儿童存在检测、增强型安全带提醒和eCall，在发生碰撞时向紧急服务部门报警。它能“看穿”物体，并能在所有天气条件下有效工作。

嵌入DSP及MCU的单片RFIC和大型MIMO阵列

过去五年，Vayyar汽车部门负责人Ian Podkamien领导RoC开发团队一直在调整和发展其车用技术。他认为，传感器都有配线、连接器，并且需要耗电，这些都会增加车辆重量，这对电动车的续航里程是一个重大挑战。传感器整合可以提供多种功能，节省布线、重量和成本。

Vayyar信用卡尺寸的传感器采用4D高分辨率点云，可将整个车厢映射成5cm像素，看到每个乘客的外形及坐姿、移动方式等。实时4D点云解决方案可以在任何环境条件下工作，实时跟踪座舱内外，无需摄像头。

为了帮助客户利用芯片开发底层射频管理、算法、滤波等，Vayyar提供完整的参考设计，包括天线和阵列设计，客户不必去找多家供应商。Vayyar的数据集平台还可以快速响应任何新的立法，实现OTA软件更新，节省集成、测试和验证时间和成本。

开发模块

Vayyar经过验证的传感器芯片及其所有组件满足汽车级标准，因此，将其融入新车型意味着不会因遇到不可预见的问题而推迟上市。此外，它有助于最小化整体生产成本，这也是主机厂考虑的一个重要因素。

Arbe：超高分辨率评估距离、高度、深度和速度

Arbe Robotics同样是一家以色列公司，成立于2015年，利用突破性技术从头开始构建新型4D成像雷达，特别针对汽车应用。它结合了当前传感器组的优点并消除了一些缺点，使其在所有环境条件下都具有出色的分辨率和目标检测能力。该公司CEO Kobi Marenko说：“为主机厂和Tier 1提供比市场上任何其他雷达精度高100倍的传感解决方案，满足L1－L5各种级别车辆要求，这就是Arbe的4D成像雷达对自动驾驶汽车产生深远影响的地方。”

基于Arbe专有芯片组解决方案的4D成像雷达是第一款提供高灵敏度、高分辨率、全空间感测（包括仰角）的雷达。它提供了高精度图像质量，在所有天气和光照条件下，没有多普勒的模糊感测问题，有助于实现长距离和宽视野决策。

在目标检测方面，它可以确定车道中障碍物的准确边界，如桥下的卡车、车道中的栅栏或轮胎、卡车旁边的摩托车等，然后提示给自动驾驶、紧急制动和转向系统；它还提供可靠的脆弱道路使用者检测，如行人、自行车等，解决了ADAS和自动驾驶相关的道路事故问题。

Arbe技术的分辨率是目前产品的两个数量级，支持每帧100000次以上的检测，具有市场上最高的点云密度。其4D成像雷达芯片组拥有2000多个虚拟通道，以每秒30帧的全扫描速度同时跟踪数百个对象，同时优化了成本和功耗。以高分辨率同时评估距离、高度、深度和速度，将雷达从支持角色重新定位到传感套件的主干。

与Vayyar不同，Arbe采用增强的FMCW（调频连续波）技术，芯片组可以用多个天线发射和接收信号。通过将信息从时域转换到频域（FFT，快速傅里叶变换），Arbe可在高方位和高仰角分辨率下提供超高元素密度的4D图像，并在大视场下实时远距离环境感测。此外，Arbe技术还将副瓣发生率降低到接近零的水平，解决了距离－多普勒（RD）模糊问题，避免来自其他雷达的干扰。

优越的工艺是Arbe的另一优势，专有毫米波汽车级雷达射频芯片组包括一个24输出通道的发射器芯片和一个12输入通道的接收器芯片。所采用新的22nm FD－SOI（全耗尽SOI）CMOS工艺支持TD－MIMO，在信道隔离、噪声系数和发射功率方面具有同类最佳的性能。利用最新的射频处理技术，Arbe以市场上每通道最低的成本实现了最先进的射频性能。

射频芯片组工艺

在雷达处理技术方面Arbe也有突破，其专有基带处理芯片将雷达处理单元（RPU）架构与嵌入式雷达信号处理算法相结合，在保持低硅功耗的同时实时转换大量原始数据。其处理芯片可实时管理多达48个Rx通道和48个Tx通道，每秒生成30帧完整4D图像，等效处理吞吐量为3Tb／秒。Arbe采用专有技术的物理分辨率是竞争对手的合成或统计分辨率增强方法（如超分辨率技术）的2－10倍。因此，Arbe的芯片组在低信噪比（SNR）和多目标场景中仍然有效，而这些场景往往会让其他方法失效。在利用超分辨率精确分析物体边界的同时，Arbe技术并不依赖于这种技术来生成高质量的图像。

无法区分威胁和错误警报是导致自动驾驶车辆事故的主要原因。Arbe的FMCW增强、卓越的通道分离和先进后处理减少了虚警，几乎没有虚对象实例，消除了假阳性和假阴性场景。

这样，ADAS系统就可以信任雷达读数，实现快速响应，并防止不必要的停车。所以，4D成像雷达为导航、路径规划和避障提供了基础，能够支持L4和L5自动车辆安全性和准确性方面的感测要求。