自動(dòng)駕駛加速滲透,推動(dòng)汽車(chē)傳感器市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)。傳感器是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵,當(dāng)前主流自動(dòng)駕駛傳感器主要包括毫米波雷達(dá)、車(chē)載攝像頭以及超聲波雷達(dá)。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提高,對(duì)傳感器的數(shù)量和質(zhì)量也提出了更高的要求,L2 級(jí)自動(dòng)駕駛傳感器數(shù)量約為6個(gè),L3 約為13個(gè),未來(lái)L5要達(dá)到30個(gè)以上,相應(yīng)帶動(dòng)汽車(chē)傳感器市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。2016 年,中國(guó)汽車(chē)傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)百億,預(yù)計(jì)到2025年,市場(chǎng)規(guī)模將突破600億元。
自動(dòng)駕駛加速滲透,推動(dòng)傳感器市場(chǎng)發(fā)展
(一)自動(dòng)駕駛市場(chǎng)廣闊,國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商加速布局
全球自動(dòng)駕駛市場(chǎng)規(guī)模廣闊。隨著人工智能、5G 技術(shù)的逐漸普及,無(wú)人駕駛、高級(jí)輔助駕駛快速發(fā)展,這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能夠大幅減少人為失誤帶來(lái)的交通風(fēng)險(xiǎn)、提高交通運(yùn)輸效率、提升道路通行能力、改變汽車(chē)生產(chǎn)消費(fèi)模式,實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸安全、高效、綠色的發(fā)展愿景。
根據(jù) IHS的預(yù)測(cè),自動(dòng)駕駛汽車(chē)將在 2025 年前后開(kāi)始一輪爆發(fā)式增長(zhǎng),到 2035 年,道路行駛車(chē)輛將有一半實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,屆時(shí)自動(dòng)駕駛整車(chē)及相關(guān)設(shè)備、應(yīng)用的收入規(guī)??傆?jì)將超過(guò)五千億美元。
目前大多數(shù)自動(dòng)駕駛廠(chǎng)商能夠基本實(shí)現(xiàn) L2 級(jí)自動(dòng)駕駛,并開(kāi)始推出初步具備 L3 功能的車(chē)型。外資車(chē)企中,當(dāng)前國(guó)外技術(shù)水平最高的自動(dòng)駕駛汽車(chē)為谷歌的 Waymo,全車(chē)搭載了多個(gè)激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭以及高精度自動(dòng)定位儀,整車(chē)可達(dá)到 L5 級(jí)別的自動(dòng)駕駛。
(二)傳感器是自動(dòng)駕駛的基石,將迎來(lái)快速增長(zhǎng)
根據(jù)汽車(chē)傳感器不同的作用機(jī)理和作用目的,可將傳感器分為傳統(tǒng)傳感器和智能傳感器。傳統(tǒng)傳感器作為汽車(chē)神經(jīng)元控制汽車(chē)的各個(gè)系統(tǒng),常見(jiàn)種類(lèi)有:壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器等;
這些傳統(tǒng)傳感器感受規(guī)定的物理量,并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸入信號(hào),把非電量轉(zhuǎn)換成電量。它采集的信息由電控單元進(jìn)行處理后形成執(zhí)行指令,并完成電子控制。
智能傳感器則是自動(dòng)駕駛的核心。目前用于自動(dòng)駕駛環(huán)境感知的傳感器主要包括:毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)和車(chē)載攝像頭等。攝像頭是傳統(tǒng)視覺(jué)解決方案的基礎(chǔ),價(jià)格較低,而且可以根據(jù)不同功能的要求安裝在不同位置上。
毫米波雷達(dá)是指工作在毫米波波段探測(cè)的雷達(dá),波長(zhǎng) 1~10mm,介于微波和厘米波之間,兼具微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。超聲波雷達(dá)是利用超聲波從發(fā)射到反射接收的時(shí)間差來(lái)計(jì)算與障礙物之間的距離,常用在泊車(chē)系統(tǒng)中。
激光雷達(dá)主要通過(guò)發(fā)射激光束來(lái)探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量。據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局,全球自動(dòng)駕駛傳感器專(zhuān)利數(shù)量占比前三的傳感器為視覺(jué)傳感器、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá),占比依次為30%,22%以及 20%。
多傳感器信息融合是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的必由之路。不同類(lèi)型的傳感器優(yōu)劣明顯,單一的傳感器難以滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景,多傳感器信息融合已成為行業(yè)共識(shí)。多傳感器信息融合(MSF)利用計(jì)算機(jī)技術(shù),對(duì)多傳感器或多源的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次、多空間的組合處理,最終做出判斷和決策的過(guò)程。
在這一過(guò)程中,不同傳感器優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在不同使用場(chǎng)景中發(fā)揮各自功能,有效地提高系統(tǒng)的冗余度和容錯(cuò)性,增強(qiáng)了系統(tǒng)決策的準(zhǔn)確度和智能化程度。根據(jù)信息處理方式的不同,多傳感器信息融合的體系結(jié)構(gòu)可分為集中式、分布式和混合式。混合式綜合了集中式和分布式的優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際場(chǎng)合中應(yīng)用廣泛。
從主流車(chē)企代表車(chē)型的自動(dòng)駕駛感知方案來(lái)看,都廣泛采用了多種傳感器融合的方案。以通用 Cruise AV 為例,通用目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) L4 級(jí)別的自動(dòng)駕駛,全車(chē)搭載 5 個(gè) Velodyne 的 VLP16 16 線(xiàn)激光雷達(dá)、21 個(gè)毫米波雷達(dá)(其中有 12 個(gè)由日本 ALPS 提供的 79GHz 的毫米波雷達(dá))以及16 個(gè)攝像頭。