Metawave CEO Maha Achour：替代激光雷达的毫米波雷达如何做？

Metawave CEO Maha Achour（中）

雷锋网新智驾按：2018 年 1 月 16 日，雷锋网新智驾将在旧金山湾区举办 GAIR 硅谷智能驾驶峰会（更多峰会信息请访问： https://gair.leiphone.com/gair/gairsv2018 ），这是一场来自自动驾驶领域的大聚会——嘉宾们来自学界、互联网大公司、汽车行业以及新技术公司，集聚了中美两地顶尖的自动驾驶研发力量。本次峰会，我们邀请到硅谷毫米波雷达创新公司 Metawave 作为代表，其 CEO Maha Achour 将出席本次峰会，详细阐述如何打造取代激光雷达的毫米波雷达。

前不久，雷锋网新智驾探访了 Metawave 位于硅谷施乐帕克研究中心（Xerox PARC Research Center）的办公室，和 Maha 进行了交流，并初步了解了她正在研发的新型毫米波雷达产品。如果大家想更深入了解 Metawave 的毫米波雷达技术，可以来 GAIR 硅谷智能驾驶峰会听她的现场分享。

Maha Achour 是 MIT 物理学博士，后来又在加州圣迭戈分校攻读电子工程以及通信系统理论。从 1996 年开始就在射频及光学行业工作，曾经在美国国防高级研究计划局（DARPA）领导过一些无线电相关的研究项目，在传感器、高速信号传输领域颇有造诣。

2006 年，她创立超材料（Metamaterials）研发公司 Rayspan 并担任 CTO ，该公司主要研究的是超材料天线（Metamaterials Antenna）——一种用超材料操纵天线系统使其增加效率的天线，Maha 算是非常早期的将该技术带向市场的先驱。也许是机遇不对，这家公司后来没有再运营。

大约在两年前，Maha 和现在公司的 CTO Bernard Casse、工程 VP George Daniel 一起在 PARC 研究中心工作，从事的研究内容中依然有超材料，同时还有 5G 通信技术。或许是一种执念，Maha 还是想将这些新技术带向商业市场，她认为这个时候是很好的时机。

今年早些时候，Maha 开始为 Metawave 找钱，一开始的创业方向实际上包括了 5G 通信网络以及车载毫米波雷达。但之后随着对市场的分析更加成熟，看到 ADAS、无人驾驶领域的机会，还是决定将公司 90% 的重心放在车载雷达领域。 

Metawave 今年 9 月完成了 700 万美元种子轮融资，其中上汽资本进行了投资。 Maha 透露，明年 CES、MWC 之后，将会开始寻找一笔大额的 A 轮融资，主要用于毫米波雷达的量产。

2018 年 CES ，Metawave 将发布其首款毫米波雷达产品——WARLORD，而在 GAIR 硅谷智能驾驶峰会上，她还将针对这款产品分享更多。

毫米波雷达产品——WARLORD

超材料、类 SAR

Maha 为其新一代的毫米波雷达产品取了一个非常“炫酷”的名字——WARLORD（简写自 W-Band Advanced Radar for Long-Range Object Recognition and Detection）。其频段在 76-81 GHz。

Metawave 方面称，WARLORD 采用了超材料天线，能发射可操控的高度定向的电磁波束，精准探测目标物的位置、速度，且不惧怕恶劣天气以及环境。而且，因为这款毫米波雷达内置了 Metawave 自研的 AI Engine ，其中嵌入了各类物体识别和分类算法，可以分辨出道路参与者的属性（行人、自行车、摩托或者巴士等等），能够提供如人眼一般的感知能力，被称为“Digital Eye”。这是因为这样的特性，WARLORD 还能采集 3D 雷达图像。

在车载毫米波雷达领域，目前大家的趋势都在往更高的分辨率上靠，其中带宽的增加便是其中一种方式，从 24GHz 到 77GHz，4 个 G 带宽的增加，成为了很多创业公司的发展方向。追求更高的分辨率，还有一种方法就是扩展天线的尺寸或者增加天线的数量，但是囿于主机厂对于毫米波雷达整体尺寸的车规级限制，这里的发挥空间并不大。

Maha 采用的方法是把电磁波束紧紧地聚拢起来，让其能量集中在一处。而要实现这样的效果，在数字空间（Digital Space）是办不到的，只有在模拟空间（Analog Space）里才能做到。实际上，WARLORD 可以说是一款模拟波束雷达产品（Analog Beam Forming Radar）。

当然，SAR （Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达技术）技术也是毫米波雷达提升分辨率的一大重要杀器，但是用在车载雷达上还不是很成熟，国内厂商行易到正在进行相关的研发。WARLORD 同样也内置了 SAR 的性能，分辨率能做得很高。

Maha 进一步阐释了 WARLORD 的技术特性：

其一，采用可操控的天线。Metawave 采用的是单天线，而非天线阵列，同时接收也是单线的。这种天线由复合超材料结构而成，每一个超材料单元（Unit Cell）都有活跃组件能够参与波束成形，还能调整波束角度。这相较于如今大部分雷达用的多天线结构有很大的优势。Maha 欣喜地表示该技术已经拿下了专利。

其二，信号收发端进行了整合。Metawave 采用了英飞凌、NXP 和 TI 等 Tier 2 的芯片，并与他们进行合作，将天线和芯片组进行了整合。

其三，优越的微控制技术。比如要控制天线探测前方的物体，追踪其距离、角度、速度以及运动的方式，同时还要判断这些物体的类别，最后还要把这些经过处理的信息传送给（自动驾驶汽车）的传感器融合单元，这对于微控制技术的要求非常高。Metawave 在该技术上有很深的积累。

前文所述的 WARLORD 要做障碍物的识别和分类，必然离不开 AI 技术。Metawave 便在其雷达产品中嵌入了 AI 引擎。

AI Engine

WARLORD 采用的 AI Engine 内置了多种算法，包括杂波干扰抑制算法、目标检测和跟踪算法等等，可以优化毫米波雷达的整体性能以及让其具备物体识别和分类能力。Maha 表示，对于毫米波雷达来说，和外界空间直接接触的是天线，如果可以在这个层面就进行前置分析，显然要优于将原始数据直接传到传感器融合单元再进行分析，因为可以大大降低传输的延迟。这一点对于自动驾驶来说尤为重要。

取代 LiDAR？

拥有远距离（250-300米）的探测能力，同时具备优越的分辨率和高效的数据处理速度。毫米波雷达是否会削弱甚至取代 LiDAR 在自动驾驶汽车上的地位？

从一个物理学博士的视角，Maha 认为 LiDAR 对于自动驾驶汽车来说并非不可或缺。她表示，如果地图精度足够高，未来自动驾驶汽车上装配 4 个毫米波雷达、4 个摄像头便就足够了。其中，毫米波雷达负责车身 360 度范围以及上下角度的探测，摄像头则观察周围环境，再配合 AI Engine 一起使用。Maha 认为这样的方案 2030 年是有可能实现的。

目前，WARLORD 的整个基础硬件的性能可以满足 L2 的需求，再往更高级别（L4）走，内置的软件（算法）能力将会起到决定性作用。

Maha 称，现在，已经有很多主机厂在等待他们的雷达产品，希望尽快拿到自家平台上进行测试。而且也在和一些自动驾驶企业进行合作的商谈，她表示 Metawave 原意探索一切的可能性。

这一点也体现在她对 Tier 1 的态度上，尽管这些供应商已经在毫米波雷达领域实力雄厚，但他们并不止出售雷达，而是提供 ADAS 整体解决方案，而 Metawave 期待的是未来将自家高性能的毫米波雷达提供给 Tier 1 作为其 ADAS 系统方案的一个传感器选项。毕竟主机厂才掌握话语权，主机厂不会拒绝高性能的毫米波雷达。Maha 正在谨慎地和 Tier 1 进行接触。

提及量产，Maha 确定地表示，Metawave 不会自建工厂，“永远也不会”，而且也不采取 License 的方式，因为这样收益周期太长。他们将找第三方工厂代工，规模仅次于富士康的代工厂伟创力（Flextronics）是选项之一，正密切接触。

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