先進(jìn)駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistant System),簡(jiǎn)稱(chēng)ADAS,是利用安裝于車(chē)上的各式各樣的傳感器, 在第一時(shí)間收集車(chē)內外的環(huán)境數據, 進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理, 從而能夠讓駕駛者在最快的時(shí)間察覺(jué)可能發(fā)生的危險, 以引起注意和提高安全性的主動(dòng)安全技術(shù)。
汽車(chē)傳感器汽車(chē)傳感器裝備的目的不同,可以分為提升單車(chē)信息化水平的傳統微機電傳感器(MEMS)和為無(wú)人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類(lèi)。MEMS 在汽車(chē)各系統控制過(guò)程中進(jìn)行信息的反饋,實(shí)現自動(dòng)控制,是汽車(chē)的“神經(jīng)元”。而智能傳感器則直接向外界收集信息,是無(wú)人駕駛車(chē)輛的“眼睛”。
汽車(chē)智能化的根基——傳感器
傳感器是汽車(chē)電子控制系統的信息來(lái)源,是車(chē)輛電子控制系統的基礎關(guān)鍵部件。傳感器通常由敏感元件、轉換元件和轉換電路組成,其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分,轉換元件是將上述非電量轉換成電參量,轉換電路的作用是將轉換元件輸出的電信號經(jīng)過(guò)處理轉換成便于處理、顯示、記錄和控制的部分。從目前汽車(chē)傳感器裝備的目的不同,可以分為提升單車(chē)信息化水平的傳統微機電傳感器和為無(wú)人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類(lèi)。
汽車(chē)傳感器的構成傳統傳感器:各個(gè)系統控制過(guò)程依靠傳感器,進(jìn)行信息的反饋,實(shí)現自動(dòng)控制工作,是汽車(chē)的“神經(jīng)元”。汽車(chē)傳統傳感器依照功能可以分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和液位傳感器等 8 類(lèi)。汽車(chē)傳感器主要應用于動(dòng)力總成系統,車(chē)身控制系統以及底盤(pán)系統中。汽車(chē)傳感器在這些系統中擔負著(zhù)信息的采集和傳輸功用,它采集的信息由電控單元進(jìn)行處理后,形成向執行器發(fā)出的指令,完成電子控制。
傳統傳感器分類(lèi)智能傳感器:智能傳感器是無(wú)人駕駛車(chē)輛的“眼睛”。汽車(chē)正在向一臺安全聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛機器人快速演進(jìn),進(jìn)行環(huán)境感知、規劃決策,最終實(shí)現安全抵達目的地。目前應用于環(huán)境感知的主流傳感器產(chǎn)品主要包括激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達和攝像頭等四類(lèi)。
智能傳感器分類(lèi)MEMS 傳感器:汽車(chē)微感官
MEMS 傳感器是在半導體制造技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái),采用微電子和微機械加工技術(shù)制造出來(lái)的新型傳感器。MEMS 傳感器廣泛應用于電子車(chē)身穩定程序(ESP)、防抱死(ABS)、電控懸掛(ECS)、胎壓監控(TPMS) 等系統。其中,壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器是汽車(chē)中使用最多的 MEMS 傳感器,占汽車(chē) MEMS 系統的 99%。
MEMS 應用廣泛
MEMS 傳感器價(jià)值較為集中MEMS 具有較為明顯的優(yōu)勢,是未來(lái)構筑物聯(lián)網(wǎng)感知層傳感器的主要選擇之一,其優(yōu)勢主要體現在:1)微型化、2)硅基加工工藝、3)批量生產(chǎn)、4)集成化。1)微型化:MEMS 器件體積小,單個(gè)尺寸以毫米甚至微米作為計量單位,重量輕,耗能低。MEMS 更高的表面體積比(表面積比體積)可以提高表面傳感器的敏感程度。2)批量生產(chǎn):以單個(gè) 5mm5mm 尺寸的 MEMS 傳感器為例,用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時(shí)切割出大約 1000 個(gè) MEMS 芯片,批量生產(chǎn)可大大降低單個(gè)MEMS 的生產(chǎn)成本 。3)集成化:一般來(lái)說(shuō),單顆 MEMS 往往在封裝機械傳感器的同時(shí),還會(huì )集成 ASIC芯片,控制 MEMS 芯片以及轉換模擬量為數字量輸出。
MEMS 與 ASIC 芯片集成化封裝
MEMS 可批量生產(chǎn)降低制造成本國外大廠(chǎng)壟斷 MEMS 傳感器市場(chǎng),市場(chǎng)集中度較高。根據 HIS Automotive 統計,2017年全球 MEMS 前三大供應商(博世、森薩塔、恩智浦)占據了 57%的市場(chǎng)份額,其中博世占據鰲頭,2017 年市占率達到 33.62%,森薩塔市占率達到 12.34%,恩智浦市占率達到 11.91%。電裝(8.94%)、亞德諾(8.51%)、松下(7.45%)、英飛凌(7.23%)等廠(chǎng)商也占有一定份額。國外大廠(chǎng)產(chǎn)品線(xiàn)廣、技術(shù)領(lǐng)先、客戶(hù)眾多、形成較高的進(jìn)入門(mén)檻。MEMS 傳感器的研發(fā)難度及其制造工藝的復雜性是形成行業(yè)壁壘的主要原因。Invensense、英飛凌等國外廠(chǎng)商擁有 2 到 3 條產(chǎn)品線(xiàn),博世、電裝、意法半導體等 MEMS 產(chǎn)品線(xiàn)超過(guò) 4 條。相比之下,小供應商很難在較短時(shí)間內實(shí)現大批量生產(chǎn)制造,因此排名靠前的大供應商市場(chǎng)份額相對穩定,市場(chǎng)集中度較高。MEMS 傳感器裝配量和價(jià)值量與其裝配車(chē)型價(jià)位成正比。目前平均每輛汽車(chē)包含 24個(gè) MEMS 傳感器,而在高檔汽車(chē)中,大約會(huì )采用 25-40 個(gè) MEMS 傳感器。例如 BMW高端車(chē)型僅發(fā)動(dòng)機就可以用到 20-40 個(gè)傳感器,而入門(mén)級車(chē)型僅 5 個(gè)左右。常用 MEMS傳感器后裝單車(chē)價(jià)值在 2000-20000 元不等;合資車(chē)通常不低于 4000 元,而自主品牌僅 2000 元左右,高端車(chē)型約為 10000-20000 元。 預計到 2019 年 MEMS 傳感器市場(chǎng)規??蛇_到 420.13 億元;隨著(zhù)智能化和電動(dòng)化的提升,2020 年和 2021 年市場(chǎng)規??煞謩e達到 446.21 億元,472.27 億元,2015-2021 年復合增速為 6.5%。
智能傳感器:自動(dòng)駕駛核心
毫米波雷達:ADAS 系統核心傳感器
毫米波雷達是指利用波長(cháng) 1-10nm,頻率 30GHZ-300GHZ 的毫米波,通過(guò)測量回波的時(shí)間差算出距離。毫米波雷達始用于軍事領(lǐng)域,隨著(zhù)技術(shù)水平的提升,開(kāi)始逐漸應用于汽車(chē)領(lǐng)域。毫米波雷達的優(yōu)勢主要為以下 3 個(gè)方面:1)探測性能穩定、作用距離較長(cháng)、環(huán)境適用性好。2)與超聲波雷達相比,體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點(diǎn)。3)與光學(xué)傳感器相比,毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強,具有全天候全天時(shí)的特點(diǎn)。但也存在著(zhù)成本較高,對行人的識別較為困難等不足之處。
毫米波雷達優(yōu)劣勢77 GHz 在性能和體積上都更具優(yōu)勢。目前車(chē)載雷達的頻率主要分為 24GHZ 頻段和77GHZ 頻段。與 24GHz 毫米波雷達相比,77GHz 的距離分辨率更高,體積更是小了三分之一。2018 年,中國新車(chē)評價(jià)規程(C-NCAP)將自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(AEBS)納入評分體系,從而將帶動(dòng) 77GHz 毫米波雷達在未來(lái)的市場(chǎng)需求。而從長(cháng)遠來(lái)看,77GHz毫米波雷達的體積更小、探距更長(cháng),使得其較 24GHz 毫米波雷達將具備更大的市場(chǎng)空間。
毫米波雷達 24GHz 和 77GHz 比較24GHz 與 77GHz 毫米波雷達兼備于 ADAS 的長(cháng)短距檢測。毫米波雷達因其硬件體積小,且不受惡劣天氣影響,被廣泛應用在 ADAS 系統之中。24GHz 目前大量應用于汽車(chē)的盲點(diǎn)監測、變道輔助。雷達安裝在車(chē)輛的后保險杠內,用于監測車(chē)輛后方兩側的車(chē)道是否有車(chē)、可否進(jìn)行變道。77GHz 雷達在探測精度與距離上優(yōu)于 24GHz 雷達,主要用來(lái)裝配在車(chē)輛的前保險杠上,探測與前車(chē)的距離以及前車(chē)的速度,實(shí)現的主要是緊急制動(dòng)、自動(dòng)跟車(chē)等主動(dòng)安全領(lǐng)域的功能。完全實(shí)現 ADAS 各項功能一般需要“1長(cháng)+4 中短”5 個(gè)毫米波雷達,奧迪 A8 搭載 5 個(gè)毫米波雷達(1LRR+4MRR),奔馳 S 級搭載 6 個(gè)毫米波雷(1LRR+6SRR)。目前 77GHz 的毫米波雷達系統單價(jià)在 1000元左右,24GHz 毫米波雷達單價(jià)在 500 元左右。
毫米波雷達在 ADAS 系統中的應用毫米波雷達關(guān)鍵技術(shù)被外商壟斷,集中度較高。在全球毫米波雷達市場(chǎng)上,占主導地位的是德國、美國、日本等國家。目前毫米波雷達技術(shù)主要由大陸、博世、電裝、奧托立夫、Denso、德?tīng)柛5葌鹘y零部巨頭所壟斷;其中,77GHz 毫米波雷達技術(shù)被壟斷于博世、大陸、德?tīng)柛?、電裝、TRW、富士通天、Hitachi 等公司手中。2016年,博世和大陸全球毫米波雷達市場(chǎng)占有率均為 17%,并列第一;電裝、海拉并列第二,市場(chǎng)份額為 11%,采埃孚占據 8%,德?tīng)柛U紦?6%,奧托立夫占據 4%。前七大供應商巨頭市場(chǎng)占有率達到 73%。
毫米波雷達海外主要供應商及產(chǎn)品國內毫米波雷達依賴(lài)進(jìn)口,受限國外技術(shù)封鎖,24GHz 毫米波雷達是主流方向。目前中國市場(chǎng)中高端汽車(chē)裝配的毫米波雷達傳感器全部都依賴(lài)國外進(jìn)口,市場(chǎng)被美、日、德企業(yè)壟斷,價(jià)格昂貴,并采取了技術(shù)封鎖,自主可控迫在眉睫。國內自主車(chē)載毫米波雷達產(chǎn)品總體仍處于研制階段??紤]到研發(fā)成本和 77GHz 開(kāi)發(fā)技術(shù)受限,目前國內廠(chǎng)商對于毫米波雷達的研發(fā)方向集中于 24GHz。國內市場(chǎng)上,24GHz 毫米波雷達的產(chǎn)品體系已經(jīng)相對成熟,供應鏈已經(jīng)相對穩定,24GHz 的核心芯片能從英飛凌、飛思卡爾等芯片供應商獲得。據麥姆斯咨詢(xún)研究表明,2016 年中國汽車(chē)預裝毫米波雷達的數量達到 105 萬(wàn)個(gè),其中 24GHz 雷達占比 63.8%,77GHz 雷達占比 36.2%。根據測算,毫米波雷達 2019、2020 年以及 2025 年市場(chǎng)規??梢赃_到 4.7 億元、36億元、80 億元。2017-2025 復合增長(cháng)率達到 58%左右。
激光雷達:L3-L5 自動(dòng)駕駛中的關(guān)鍵
激光雷達是一種綜合的光探測與測量系統,通過(guò)****接受激光束,分析激光遇到目標對象后的折返時(shí)間,計算出目標對象與車(chē)的相對距離。目前常見(jiàn)的有 8 線(xiàn)、16 線(xiàn)、32 線(xiàn)激光雷達。激光雷達線(xiàn)束越多,測量精度越高,安全性越高。激光雷達并不是新鮮事物,早已在航空航天、測繪等領(lǐng)域進(jìn)行了應用。隨著(zhù)汽車(chē)智能化的發(fā)展,L3 級別自動(dòng)駕駛中開(kāi)始應用激光雷達,由于其高精度、實(shí)時(shí) 3D 環(huán)境建模的特點(diǎn)將成為 L3-L5 階段中最為關(guān)鍵的傳感器。
激光雷達工作原理
Velodyne HDL-64E 激光雷達 3D 呈像激光雷達固態(tài)化是未來(lái)趨勢,存在小型化、低成本優(yōu)勢。業(yè)內降低激光雷達成本主要有兩個(gè)方式:1)取消機械旋轉結構、采用固態(tài)化技術(shù)根本性降低激光雷達成本。固態(tài)激光雷達體積更小,方便集成,并且系統可靠性提升,因此激光雷達有向固態(tài)發(fā)展的趨勢。2)降低激光雷達線(xiàn)數,組合使用多個(gè)低線(xiàn)數激光雷達。從機械旋轉式過(guò)渡到混合固態(tài)再到純固態(tài)激光雷達,隨著(zhù)量產(chǎn)規模的擴大、技術(shù)迭代更新,成本不斷降低,激光雷達也在不斷向小型化、低功耗、集成化發(fā)展。激光雷達的核心技術(shù)主要掌握在 Velodyne、Ibeo、Quanergy 三家企業(yè)中。美國Velodyne 的機械式激光雷達起步較早,技術(shù)領(lǐng)先,最新已推出 128 線(xiàn)原型產(chǎn)品VLS-128,同時(shí)與谷歌、通用汽車(chē)、福特、Uber、百度等全球自動(dòng)駕駛領(lǐng)軍企業(yè)建立了合作關(guān)系,占據了車(chē)載激光雷達大部分的市場(chǎng)份額。Google、百度、福特、奧迪、寶馬等各企業(yè)相繼采用激光雷達的感知解決方案。寶馬聲明聯(lián)手激光雷達創(chuàng )企 Innoviz 研發(fā)無(wú)人駕駛汽車(chē),預計 2021 年推出。根據各公司官網(wǎng)激光雷達產(chǎn)品價(jià)格,單車(chē)激光雷達傳感器價(jià)值在 3~8 萬(wàn)美元之間。短期內激光雷達不會(huì )大規模應用于汽車(chē)領(lǐng)域。盡管自動(dòng)駕駛加速發(fā)展給激光雷達行業(yè)創(chuàng )造了較好的應用前景,但是激光雷達自身發(fā)展的諸多痛點(diǎn)卻限制了其在自動(dòng)駕駛汽車(chē)上的應用。限制因素主要有三個(gè)方面:1)成本高昂。激光雷達龍頭 Velodyne16線(xiàn)產(chǎn)品 0.8 萬(wàn)美元,32 線(xiàn)產(chǎn)品 4 萬(wàn)美元,64 線(xiàn)產(chǎn)品約 8 萬(wàn)美元。高昂的產(chǎn)品價(jià)格也抑制了激光雷達在自動(dòng)駕駛車(chē)輛中的應用。2)難以量產(chǎn)、交貨周期長(cháng)。Velodyne64線(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)周期要 4-8 周,32 線(xiàn)和 16 線(xiàn)也要 2-4 周,為了保證激光雷達傳遞接受信號的精準性,其復雜的組裝和調校過(guò)程拉大了其交貨周期。3)缺乏相關(guān)車(chē)規。目前自動(dòng)駕駛只是一個(gè)前瞻性的概念,具體還沒(méi)有實(shí)踐,沒(méi)有相應的政策法規的強制性要求,這在一定程度上也限制了激光雷達在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的普及。超聲波雷達:自動(dòng)泊車(chē)系統的主流傳感器
超聲波雷達的工作原理是通過(guò)超聲波****裝置向外發(fā)出超聲波,到通過(guò)接收器接收到發(fā)送過(guò)來(lái)超聲波時(shí)的時(shí)間差來(lái)測算距離。超聲波雷達在自動(dòng)駕駛中,其基礎應用為泊車(chē)輔助預警以及汽車(chē)盲區碰撞預警功能。超聲波雷達成本低,短距離測量中具有優(yōu)勢,探測范圍在 0.1-3 米之間,而且精度較高,因此非常適合應用于泊車(chē)。但測量距離有限,且很容易受到惡劣天氣的影響。
超聲波雷達工作原理自動(dòng)泊車(chē)普及激發(fā)超聲波雷達需求。超聲波雷達一般安裝在汽車(chē)的保險杠或者側面,前者稱(chēng)為 UPA,一般用于測量汽車(chē)前后障礙物,后者稱(chēng)為 APA,用于測量側方障礙物。APA 超聲波傳感器是自動(dòng)泊車(chē)輔助系統的核心部件,探測距離較遠,可用作探測車(chē)位寬度,獲得車(chē)位尺寸及車(chē)輛的位置信息。超聲波雷達主要應用于倒車(chē)雷達,以及自動(dòng)泊車(chē)系統中近距離障礙監測。倒車(chē)雷達已經(jīng)由高端車(chē)型下沉到中低端車(chē)型,滲透率較高,前裝率達 80%左右。倒車(chē)雷達系統通常需要 4 個(gè) UPA 超聲波雷達,自動(dòng)泊車(chē)雷達系統需要 6-12 個(gè)超聲波雷達,典型配置是 8 個(gè) UPA+4 個(gè) APA。
超聲波雷達在汽車(chē)中的應用
UPA、APA 超聲波雷達比較超聲波雷達技術(shù)方案各有優(yōu)劣,模擬式雷達占據主要市場(chǎng)。超聲波雷達的技術(shù)方案,一般有模擬式、四線(xiàn)式數位、二線(xiàn)式數位、三線(xiàn)式主動(dòng)數位四種,其在信號干擾的處理效果上依次提升。四種技術(shù)方案在技術(shù)難度、裝配以及價(jià)格上各有優(yōu)劣。目前市場(chǎng)上使用較多的是“模擬式”技術(shù)路線(xiàn),其優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)品成本低,但易受外界環(huán)境干擾。未來(lái)智能化趨勢下,“數位式”技術(shù)路線(xiàn)會(huì )更受歡迎?!皵滴皇健奔夹g(shù)路線(xiàn)下,信號數字化,可以極大程度地提高雷達的抗干擾能力,但成本較高,技術(shù)難度大,現階段的工藝水平只能多數采取四線(xiàn)式做法。
超聲波雷達 4 種技術(shù)路線(xiàn)方案超聲波雷達市場(chǎng)主要由博世(BOSCH)、日本村田(Murata)、日本尼賽拉(Nicera)等占據,國內奧迪威和同致電子具有較高的競爭力。奧迪威是國內領(lǐng)先的超聲波傳感器生產(chǎn)商,2016 年奧迪威車(chē)載超聲波傳感器的銷(xiāo)量為 2627 萬(wàn)個(gè),全球車(chē)載超聲波傳感器的市場(chǎng)容量約 27400 萬(wàn)個(gè),奧迪威的車(chē)載超聲波傳感器占全球乘用車(chē)市場(chǎng)份額的 9%。奧迪威的第一大客戶(hù)是臺灣同致電子。臺灣同致電子其核心產(chǎn)品為倒車(chē)雷達,2016 年其市場(chǎng)份額位居亞洲第一。超聲波中短期市場(chǎng)有望繼續提升,長(cháng)期可能會(huì )受到其他雷達傳感器的替代壓力。目前,后向的超聲波雷達搭載率最高,達到 45.2%,“前向+后向雷達”搭載率為 28.3%,不搭載占比 26.5%。隨著(zhù)自動(dòng)化駕駛的發(fā)展,“前向+后向”雷達有望成為搭載標配。因此,預計中短期內,超聲波雷達市場(chǎng)滲透率將繼續提升,但長(cháng)期來(lái)看,未來(lái)搭載高級別自動(dòng)駕駛車(chē)型中,部分或者全部的超聲波雷達會(huì )被綜合性能更好的毫米波雷達、激光雷達等替代。根據測算,2019、2020 年、2025 年超聲波雷達的市場(chǎng)規模分別將達到 42億元,87 億元,192 億元。2016-2025 年復合增長(cháng)率達到 38%左右。攝像頭:ADAS 系統主要視覺(jué)傳感器
車(chē)載攝像頭是 ADAS 系統的主要視覺(jué)傳感器,是最為成熟的車(chē)載傳感器之一。借由鏡頭采集圖像后,攝像頭內的感光組件電路及控制組件對圖像進(jìn)行處理并轉化為電腦能處理的數字信號,從而實(shí)現感知車(chē)輛周邊的路況情況。攝像頭主要應用在 360全景影像、前向碰撞預警、車(chē)道偏移報警和行人檢測等 ADAS 功能中。
攝像頭檢測道路行人
攝像頭在全景泊車(chē)系統中的應用ADAS 系統配套 6 個(gè)以上攝像頭。根據不同 ADAS 功能的需要,攝像頭的安裝位置也有不同。主要分為前視、后視、側視以及內置。實(shí)現自動(dòng)駕駛時(shí)全套 ADAS 功能將安裝 6 個(gè)以上攝像頭,前視攝像頭因需要復雜的算法和芯片,單價(jià)在 1500 元左右,后視、側視以及內置攝像頭單價(jià)在 200 元左右。ADAS 的普及應用為車(chē)載攝像頭傳感器帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)空間。
攝像頭安裝位置及特點(diǎn)短期內單目攝像頭為主流技術(shù)路線(xiàn)。前視攝像頭 ADAS 系統可分為搭載單目攝像頭和搭載雙目攝像頭兩種技術(shù)路線(xiàn)。相比單目攝像頭,雙目攝像頭的功能更加強大,測度更加精準,但成本比較高,因此多搭載于高檔汽車(chē)。雙目攝像頭的方案在成本、制造工藝、可靠性、精確度等綜合因素的制約下,導致其難以在市場(chǎng)上推廣,而單目攝像頭低成本可靠性的解決方案,搭配其他傳感器,完全可以滿(mǎn)足 L1,L2,以及部分 L3 場(chǎng)景下的功能。因此在現有的市場(chǎng)環(huán)境下,單目攝像頭的解決方案依然會(huì )是主流。攝像頭主要作為雷達輔助傳感器。雖然攝像頭分辨率高、可以探測到物體的質(zhì)地與顏色,但在逆光或者光影復雜的情況下視覺(jué)效果較差,極易受惡劣天氣影響,因此攝像頭獲取的圖像信息將主要負責交通標志識別等少數領(lǐng)域,作為激光雷達和毫米波雷達的補充。攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈可以大致劃分為上游元件生產(chǎn)、中游模組封裝集成、下游產(chǎn)品應用三部分。1)上游元件主要包括 CMOS 傳感器、鏡頭組、DSP 等,上游市場(chǎng)中 CMOS 傳感器以及 DSP 主要被索尼、三星、TI、安森美等國外企業(yè)壟斷,國內企業(yè)在鏡頭組生產(chǎn)方面具有優(yōu)勢,其中自主品牌舜宇光學(xué)等具有較高的競爭力;2)中游封裝集成包括模組封裝和系統集成兩部分。模組封裝以及集成工藝復雜,市場(chǎng)被外企壟斷,主要廠(chǎng)商有 Panasonic、索尼、法雷奧等企業(yè)。3)下游產(chǎn)品應用于整車(chē)廠(chǎng)、4S 店。車(chē)載攝像頭產(chǎn)業(yè)制作工藝要求高,認證周期長(cháng)。相對于手機攝像頭,車(chē)載攝像頭所面臨的工況更加惡劣,需要滿(mǎn)足耐高溫、抗震、防磁、穩定等多項要求。特別是應用于 ADAS 系統的前視攝像頭,涉及行車(chē)安全,對可靠性的要求必須非常高,因此車(chē)載攝像頭的制作工藝要求非常高。企業(yè)在成為整車(chē)廠(chǎng)商的一級供應商之前,需要經(jīng)過(guò)大量不同種類(lèi)的嚴格測試,一旦進(jìn)入整車(chē)廠(chǎng)商的供應體系就會(huì )形成很高的壁壘,很難被替代,替換成本也非常高。例如,國外視覺(jué)傳感器龍頭 Mobileye 用了 8 年的時(shí)間從研發(fā)進(jìn)入到前裝市場(chǎng)。根據測算,預計攝像頭傳感器 2019 年攝像頭市場(chǎng)規模達到 150 億元,進(jìn)入 L3 階段,2020 年和 2025 年市場(chǎng)規??梢赃_到 205 億元和 315 億元,2016-2025 年復合增長(cháng)率達到 17%左右。
多傳感器融合是必然趨勢
ADAS 融合多種傳感器,帶動(dòng)傳感器市場(chǎng)發(fā)展。隨著(zhù)未來(lái)智能汽車(chē)比重的提升,ADAS市場(chǎng)將加速成長(cháng)。根據高盛全球投資研究部門(mén)研究,當前全球 ADAS 滲透率普遍不高,歐美日滲透率只有 8%-12%。根據蓋世汽車(chē)研究院測算,我國 ADAS 的滲透率在 2%-5%左右;從生命周期上判斷,ADAS 已經(jīng)實(shí)現從導入期到成長(cháng)期的跨越。總體來(lái)看,智能駕駛、無(wú)人駕駛浪潮下,汽車(chē)電子化、智能化水平不斷提升,ADAS 具有很大的成長(cháng)空間。環(huán)境感知作為 ADAS 的硬件基礎,傳感器的應用必不可少,ADAS 滲透率的提升將帶動(dòng)車(chē)載傳感器需求量的大幅增加,未來(lái)傳感器的市場(chǎng)規模將會(huì )進(jìn)一步擴大。
ADAS 融合多種傳感器環(huán)境感知傳感器是汽車(chē)的眼睛,毫米波雷達綜合優(yōu)勢突出。智能化時(shí)代背景下,環(huán)境感知顯得尤為重要,不同傳感器的原理和功能各不相同,在不同的場(chǎng)景里發(fā)揮各自的優(yōu)勢,難以相互替代。毫米波雷達綜合優(yōu)勢突出,有望率先成為 ADAS 系統主力傳感器。
各種傳感器優(yōu)劣勢比較
毫米波雷達綜合優(yōu)勢突出單種傳感器特性突出,均不能形成完全信息覆蓋,多傳感器融合是未來(lái)發(fā)展必然趨勢。并且為L(cháng)evel3-Level5 級自動(dòng)駕駛方案的實(shí)現提供了必要的技術(shù)儲備。目前自動(dòng)駕駛環(huán)境感知的技術(shù)路線(xiàn)主要有兩種:一種是以特斯拉為代表的視覺(jué)主導的多傳感器融合方案,另一種是以低成本激光雷達為主導,典型代表如谷歌Waymo。國外主流車(chē)企如特斯拉、奧迪、通用等均發(fā)布了其自動(dòng)駕駛汽車(chē)多傳感器規劃。多傳感器融合對于保證車(chē)輛對周邊環(huán)境的全局定位和理解是至關(guān)重要的。總的來(lái)說(shuō),ADAS 采用的傳感器主要有攝像頭、雷達、激光和超聲波等,可以探測光、熱、壓力或其它用于監測汽車(chē)狀態(tài)的變量, 通常位于車(chē)輛的前后保險杠、側視鏡、駕駛桿內部或者擋風(fēng)玻璃上。ADAS內每一類(lèi)子系統在運作時(shí),都離不開(kāi)信息的搜集、處理與判斷,以及判斷完畢后系統給予車(chē)體指令,使汽車(chē)進(jìn)行不同動(dòng)作等各階段。在這樣的流程中,雷達和攝影機等傳感器,以及MCU或影像處理IC等處理器,就成了最主要的使用元件。在通往L5級別自動(dòng)駕駛的道路上,ADAS系統的成熟與完善是基本保障。
來(lái)源:智駕最前沿