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自動駕駛興起,需要哪些傳感器來支撐?


  來源: 物聯(lián)傳媒 時間:2021-12-08 編輯:儀器儀表WXF
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在供應(yīng)商方面,法雷奧、博世、電裝、TTE占據(jù)主要份額,并且走的是軟硬件一體的泊車方案。不過,近年來,國內(nèi)本土供應(yīng)商也在加緊搶占市場,從低端的倒車輔助到泊車應(yīng)用。高工智能汽車研究院根據(jù)基于自主搭建的前裝定點及量產(chǎn)項目數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)評價指標(biāo),通過企業(yè)規(guī)模、資本實力、研發(fā)能力、經(jīng)營能力、行業(yè)影響力、成長潛力等六個一級指標(biāo)綜合評判,正式發(fā)布年度超聲波雷達(dá)(國產(chǎn))供應(yīng)商市場競爭力TOP10榜單。上富電技、豪恩汽電、奧迪威、縱目科技、合肥晟泰克、??灯?、重慶光大、輔易航、優(yōu)保愛駕、蘇州優(yōu)達(dá)斯上榜。


3、毫米波雷達(dá)


毫米波指波長介于1~10mm的電磁波,毫米波的波長介于厘米波和光波之間,因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點。毫米波雷達(dá)則指工作在毫米波波段的雷達(dá)。毫米波雷達(dá)通過天線向外發(fā)射毫米波,接收目標(biāo)反射信號,經(jīng)計算后快速準(zhǔn)確地獲取汽車車身與其他物體直接的相對距離、速度、角度、運動方向等,再交回車輛的中央處理單元(ECU)進行智能處理和決策。


車載毫米波雷達(dá)主要集中在24GHz和77GHz這2個頻段,毫米波雷達(dá)具有傳輸距離遠(yuǎn),性能穩(wěn)定、成本可控等優(yōu)點,但其同樣也存在角度分辨率弱、辨識精度低等缺陷?;跍y量距離遠(yuǎn)、全天候穩(wěn)定工作以及成本低的特性,毫米波雷達(dá)毫無疑問地廣泛應(yīng)用于自動駕駛車輛當(dāng)中,但其在探測精度上的短板也需要持續(xù)的技術(shù)迭代來補足。


ADAS系統(tǒng)的毫米波雷達(dá)市場集中, 長期為國外汽車零部件巨頭所壟斷,以德國、美國和日本等國家為研發(fā)地,主要公司有博世、大陸、海拉、富士通天、電裝、天合、德爾福、奧托立夫等。國內(nèi)微波/毫米波雷達(dá)傳感器企業(yè)近年來逐漸涌現(xiàn),多為初創(chuàng)企業(yè),普遍缺乏車載行業(yè)背景。隨著ADAS(先進駕駛輔助系統(tǒng))的加速滲透,越來越多的汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商如滬電股份、亞太股份、華域汽車等大廠紛紛通過自主研發(fā)、國際合作、投資創(chuàng)業(yè)團隊等方式切入加速布局。


4、車載高清攝像頭

攝像頭測距能力相對較弱,且受環(huán)境光照的影響大,但攝像頭的核心優(yōu)勢在于非常適用于物體識別、數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)超其他傳感器。攝像頭成像原理與人眼類似,都是物體反射的光通過鏡片在傳感器上成像,人眼就能看懂?dāng)z像頭拍攝的內(nèi)容,攝像頭可以完成物體分類。同時攝像頭擁有最豐富的線性密度,其數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)超其他類型的傳感器?;趫D像信息密度最高的優(yōu)勢,使得它處于整個感知融合的中心地位。車載攝像頭覆蓋率較低,市場潛力巨大。


要完全實現(xiàn)自動駕駛,汽車必須配置五類攝像頭,伴隨智能駕駛等級提升,單車車載攝像頭數(shù)量增長,單車攝像頭配置數(shù)量至少為 12個,L5預(yù)計需要12-15顆(感知+環(huán)視+DMS/OMS),隨著車載攝像頭技術(shù)的成熟,單品價格總體呈下降趨勢,據(jù) ICVTank 數(shù)據(jù),2020 年車載攝像頭價格帶芯片及算法前視攝像頭1,000元左右,無芯片500萬像素僅200元,未來這一價格有望進一步下降,并將進一步推動車載攝像頭覆蓋率和單車配置數(shù)量提升。


隨著ADAS和自動駕駛的逐步深入,預(yù)計未來車載攝像頭市場規(guī)模仍保持高速增長,根據(jù)ICVTank,全球車載攝像頭市場規(guī)模將有望在2025年達(dá)到270億美元,CAGR 達(dá)15.8%。


車載高清攝像頭市場份額


車載攝像頭企業(yè)

車載攝像頭企業(yè)


5、GPS與IMU


對于一輛自動駕駛汽車來說,高精定位有兩層含義:

(1)得到自車與周圍環(huán)境之間的相對位置,即相對定位;

(2)得到自車的精確經(jīng)緯度,即絕對定位。


因此,自動駕駛汽車對于周邊環(huán)境的理解需要高精地圖、聯(lián)合感知等技術(shù)的輔助。高精地圖可以把由測繪車提前采錄好的、用經(jīng)緯度描述的道路信息告訴車輛,而所有的車輛也可以把實時感知得到的、用經(jīng)緯度描述的動態(tài)障礙物的信息廣播給周圍的車輛,這兩個技術(shù)疊加在一塊,就可以大大提高自動駕駛汽車的安全性,從而拓展它們的運營范圍。


之所以使用經(jīng)緯度來描述這些信息,是因為不同的車輛,包括采集高精地圖的測繪車在內(nèi),必須使用同一個觀測坐標(biāo)系才能共享觀測的信息,而目前世界上最通用的觀測坐標(biāo)系就是由經(jīng)緯度定義的坐標(biāo)系,對絕對定位的需求就來自這里。


眾所周知,GPS可以為車輛提供精度為米級的絕對定位,差分GPS或RTK GPS可以為車輛提供精度為厘米級的絕對定位,然而并非所有的路段在所有時間都可以得到良好的GPS信號。


因此,在自動駕駛領(lǐng)域,RTK GPS的輸出一般都要與IMU,汽車自身的傳感器(如輪速計、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等)進行融合。嚴(yán)格來講,IMU只提供相對定位信息,即自體從某時刻開始相對于某個起始位置的運動軌跡和姿態(tài)。然而,將IMU的相對定位與RTK GPS的絕對定位進行融合后,就產(chǎn)生了兩個無可替代的優(yōu)點:


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