攝像頭、雷達、激光雷達——自動(dòng)駕駛幾大傳感器系統大揭秘

　　如若要想在2021/2022的年度車(chē)型上實(shí)現SAE L4/L5的全自動(dòng)駕駛功能，就需要應用多種傳感器冗余系統。當今的半自動(dòng)駕駛系統采用了各種各樣數量和設計的雷達和攝像頭系統。而高性能價(jià)格合理、能檢測300米半徑內信息的激光探測與測距系統開(kāi)發(fā)，還處在預研階段。大多數汽車(chē)制造商都認為，如果要實(shí)現全自動(dòng)駕駛，攝像頭、雷達和激光雷達這三大傳感器系統缺一不可。

　　目前，超聲波雷達、毫米波雷達和多攝像頭系統已經(jīng)在高端汽車(chē)上應用，隨著(zhù)智能駕駛發(fā)展破竹之勢，環(huán)境感知技術(shù)將快速發(fā)展，進(jìn)一步發(fā)揮協(xié)同作用。雖然傳感器僅僅是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的一部分，但是市場(chǎng)前景十分廣闊。因此，相關(guān)機構預計到2020年左右全球車(chē)載攝像頭、毫米波雷達和夜視系統等市場(chǎng)都將進(jìn)入快速成長(cháng)期。

　　攝像頭

　　智能駕駛之慧眼

　　車(chē)載攝像頭是實(shí)現眾多預警、識別類(lèi)ADAS功能的基礎。 在眾多ADAS功能中，視覺(jué)影像處理系統較為基礎，對于駕駛者也更為直觀(guān)，而攝像頭又是視覺(jué)影像處理系統的基礎，因此車(chē)載攝像頭對于智能駕駛必不可少。

　　車(chē)道偏離預警(LDW)、前向碰撞預警(FCW)、交通標志識別(TSR)、 車(chē)道保持輔助(LKA)、行人碰撞預警(PCW)、全景泊車(chē)(SVP)、駕駛員疲勞預警等眾多功能都可借助攝像頭實(shí)現，有的功能甚至只能通過(guò)攝像頭實(shí)現。

　　攝像頭可實(shí)現的ADAS功能

　　車(chē)載攝像頭價(jià)格持續走低，未來(lái)單車(chē)多攝像頭將成為趨勢。 相對于車(chē)載雷達等傳感器價(jià)格更加低廉，易于普及應用。 特斯拉Autopilot 2.0的硬件系統中就包含8個(gè)攝像頭，未來(lái)單車(chē)多攝像頭將成為趨勢。

　　根據不同ADAS功能的要求，攝像頭的安裝位置也不盡相同。按攝像頭的安裝位置不同，可分為前視、側視、后視和內置四個(gè)部分。未來(lái)要實(shí)現全套ADAS功能，單車(chē)需配備至少5個(gè)攝像頭。據高工智能產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)研究院預估，攝像頭隨著(zhù)ADAS滲透率的提升，市場(chǎng)規模由2016年的20億元增長(cháng)到2020年的58億元，年復合增長(cháng)率為30%。

　　車(chē)載攝像頭的價(jià)格不斷走低

　　前視攝像頭使用頻率最高，單一攝像頭可實(shí)現多重功能。 通過(guò)算法開(kāi)發(fā)優(yōu)化，單一前視攝像頭可以實(shí)現多重功能，如行車(chē)記錄、車(chē)道偏離預警、前向碰撞預警、行人識別等。未來(lái)也有望通過(guò)算法整合，實(shí)現更多ADAS功能。

　　前視攝像頭一般為廣角鏡頭，安裝在車(chē)內后視鏡上或者前擋風(fēng)玻璃上較高的位置，以實(shí)現較遠的有效距離。

　　側視攝像頭代替后視鏡將成為趨勢。 由于后視鏡的范圍有限，當另一輛在斜后方的車(chē)位于這個(gè)范圍之外就“隱身”，這個(gè)范圍之外的部分就叫做盲區。因為盲區的存在，大大增加了交通事故發(fā)生的幾率。而在車(chē)輛兩側加裝側視攝像頭可以基本覆蓋盲區，當有車(chē)輛進(jìn)入盲區時(shí)，就有自動(dòng)提醒駕駛員注意，這就是盲區監測系統。

　　目前還出現了新的潮流，那就是使用側視廣角攝像頭取代后視鏡，這樣既能降低風(fēng)阻，同時(shí)又可以獲得更大更廣的視角，避免在危險的盲區發(fā)生意外， 寶馬i8 Mirrorless概念車(chē)就采用如此設計。

　汽車(chē)后視鏡盲區

　　全景泊車(chē)系統調用車(chē)身周?chē)鄠€(gè)攝像頭，助泊車(chē)開(kāi)啟“上帝視角”。 全景泊車(chē)系統通過(guò)安裝在車(chē)身周?chē)亩鄠€(gè)超廣角攝像頭，同時(shí)采集車(chē)輛四周的影像，經(jīng)過(guò)圖像處理單元矯正和拼接之后，形成一副車(chē)輛四周的全景俯視圖，實(shí)時(shí)傳送至中控臺的顯示設備上。

　　駕駛員坐在車(chē)中即可以“上帝視角”直觀(guān)地看到車(chē)輛所處的位置以及車(chē)輛周報的障礙物，從容操縱泊車(chē)入位或通過(guò)復雜路面，有效減少刮蹭、碰撞等事故的發(fā)生。

　　全景泊車(chē)系統的圖像拼接技術(shù)

　　車(chē)載攝像頭應用廣泛且價(jià)格相對低廉，是最基本最常見(jiàn)的傳感器，未來(lái)市場(chǎng)空間將超百億人民幣。

　　攝像頭對于多個(gè)ADAS功能必不可少，未來(lái)單價(jià)也有望繼續走低，將帶動(dòng)車(chē)載攝像頭市場(chǎng)空間快速增長(cháng)。根據的估算，全球車(chē)載攝像頭出貨量將從2014年的2800萬(wàn)枚增長(cháng)到2020年的8300萬(wàn)枚，復合增長(cháng)率達20%。

　　據此估算，全球車(chē)載攝像頭市場(chǎng)規模將從2015年的62億人民幣增長(cháng)到2020年的133億人民幣，年復合增長(cháng)率將達16%。消費區域主要在美洲、歐洲、亞太等地，其中亞太地區將成為增長(cháng)最快的市場(chǎng)。

　　2020年國內車(chē)載攝像頭市場(chǎng)需求量測算

　　攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈主要有鏡頭組、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，即互補性金屬氧化物半導體)、 DSP(Digital Signal Process 即數字信號處理器)、模組封裝等環(huán)節組成。

　　近幾年，智能手機的高速增長(cháng)帶動(dòng)了攝像頭市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，但是從 2014年開(kāi)始智能手機的增速已轉緩，手機攝像頭未來(lái)的增長(cháng)率也必將放緩。隨著(zhù)車(chē)載攝像頭市場(chǎng)的興起，手機攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節的產(chǎn)能將向車(chē)載攝像頭產(chǎn)業(yè)轉移，預計未來(lái)CMOS、鏡頭、 模組封裝等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節將繼續保持高增長(cháng)。