車載攝像頭發展較為成熟,是應用最廣泛的“汽車之眼”。我們認為車載攝像頭不僅是目前自動駕駛的核心傳感器,也將在未來高等級自動駕駛中發揮主導作用。隨著自動駕駛等級提高,單車攝像頭數量將持續提升,由 L2 的 1-2 個提升到 L3 的 3-6 顆,未來高等級自動駕駛有望達到 10 顆以上,相應帶動車載攝像頭市場高速增長,未來五年全球 CAGR 約為 16%,中國 CAGR 約為 32%。
毫米波雷達:全天候待命自動駕駛傳感器
(一)毫米波雷達全天候待命,77GHz 是未來方向
毫米波雷達是 ADAS 核心的傳感器之一。毫米波雷達通過天線向外發射波長 1-10nm,頻率在 30GHZ-300GHZ 之間的毫米波,接收反射信號并處理后快速準確地獲取汽車車身周圍的物理環境信息,然后根據所探知的物體信息進行智能處理和決策。它首先運用于軍事領域,隨后進入汽車領域。
毫米波雷達的優勢主要有以下幾方面:
(1)毫米波具有穿透煙、灰塵和霧的能力,可全天候工作。相比于激光雷達等其他傳感器來說,毫米波的特性讓毫米波雷達的應用環境更為廣泛,能實現全天候待命。
(2)毫米波雷達天線孔徑小、空間辨識率高、易攜帶且方向性好。
(3)毫米波雷達波束窄、抗電子干擾性好。
(4)價格成本低廉,目前價格在千元級別,相比其他傳感器如萬元級別的激光雷達,成本較低。
FMCW 是主流調制方式。根據持續時間的長短,毫米雷達波可分為脈沖波和連續波,后者又可細分為 FSK(頻移鍵控)、PSK(相移鍵控)、CW(恒頻連續波)、FMCW(調頻連續波)等方式。目前,FMCW 成為毫米波雷達主流調制方式,被德爾福、電裝、博世、大陸等主流供應商采用。
FMCW 調頻連續波具有能同時測出多個目標的距離和速度信息,可對目標連續跟蹤,系統敏感性高,錯誤報警率低,不易受外界電磁噪聲的干擾,測量距離遠分辨率高,所需發射功率低,成本較低,信號處理難易程度及實時性可達到系統要求等優點。
根據毫米波雷達的有效范圍和頻段,可將車載毫米波雷達分為長距離雷達(LRR)和中距離雷達(MRR)以及短距離雷達(SRR)。而各個國家目前對車載毫米波雷達分配的頻段主要集中在 24GHz 和 77-79GHz 之中,分別屬于 SRR/MRR 和 LRR 的范圍。
77GHz 是未來發展趨勢。市場上的毫米波雷達主要包括 24GHz 和 77-79GHz 兩類。24GHz主要用于汽車盲點監測、變道輔助等中短距測量功能,后者則屬于長距毫米波雷達,主要用于自動駕駛、前向碰撞預警等長距離測量功能,而目前中國、日本等地區尚不允許 79GHz 頻段的使用,所以 77GHz 是主要的長距毫米波雷達。
相較于 24GHz 雷達,77GHz 體積更小,穿透力更強,探視距離可達 150-250 米,探測精度為 24GHz 雷達的 3-5 倍,可接受的車速上限達250km/h,在識別精度、測量距離以及環境適應度等方面均具有明顯優勢。
因此,77GHz 的技術要求和生產成本也更高,具有較高的技術壁壘,當前市場上的主流產品為 24GHz 雷達。未來,隨著技術的成熟以及成本的下降,77GHz 雷達將逐漸取代 24GHz 雷達成為未來毫米波雷達市場的主流發展趨勢。
(二)產品加速升級,市場空間潛力大
隨著 ADAS 系統的逐漸升級,對毫米波雷達的要求會更高。毫米波雷達的技術總的趨勢是朝著成本更低、體積更小、功耗更低、集成度更高的方向發展。
在雷達芯片技術上,高集成化的單片微波集成電路(MMIC)成為了主流;而在芯片工藝上,朝著利用 CMOS 工藝,將MMIC 做得更小的方向發展。