自動駕駛加速滲透,推動汽車傳感器市場的高速增長。傳感器是自動駕駛的關鍵,當前主流自動駕駛傳感器主要包括毫米波雷達、車載攝像頭以及超聲波雷達。隨著自動駕駛等級的提高,對傳感器的數量和質量也提出了更高的要求,L2 級自動駕駛傳感器數量約為6個,L3 約為13個,未來L5要達到30個以上,相應帶動汽車傳感器市場高速增長。2016 年,中國汽車傳感器行業市場規模已達百億,預計到2025年,市場規模將突破600億元。
自動駕駛加速滲透,推動傳感器市場發展
(一)自動駕駛市場廣闊,國內外廠商加速布局
全球自動駕駛市場規模廣闊。隨著人工智能、5G 技術的逐漸普及,無人駕駛、高級輔助駕駛快速發展,這些技術的實現能夠大幅減少人為失誤帶來的交通風險、提高交通運輸效率、提升道路通行能力、改變汽車生產消費模式,實現交通運輸安全、高效、綠色的發展愿景。
根據 IHS的預測,自動駕駛汽車將在 2025 年前后開始一輪爆發式增長,到 2035 年,道路行駛車輛將有一半實現自動駕駛,屆時自動駕駛整車及相關設備、應用的收入規??傆媽⒊^五千億美元。
目前大多數自動駕駛廠商能夠基本實現 L2 級自動駕駛,并開始推出初步具備 L3 功能的車型。外資車企中,當前國外技術水平最高的自動駕駛汽車為谷歌的 Waymo,全車搭載了多個激光雷達、毫米波雷達、攝像頭以及高精度自動定位儀,整車可達到 L5 級別的自動駕駛。
(二)傳感器是自動駕駛的基石,將迎來快速增長
根據汽車傳感器不同的作用機理和作用目的,可將傳感器分為傳統傳感器和智能傳感器。傳統傳感器作為汽車神經元控制汽車的各個系統,常見種類有:壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器等;
這些傳統傳感器感受規定的物理量,并按一定規律將其轉換成可用輸入信號,把非電量轉換成電量。它采集的信息由電控單元進行處理后形成執行指令,并完成電子控制。
智能傳感器則是自動駕駛的核心。目前用于自動駕駛環境感知的傳感器主要包括:毫米波雷達、激光雷達、超聲波雷達和車載攝像頭等。攝像頭是傳統視覺解決方案的基礎,價格較低,而且可以根據不同功能的要求安裝在不同位置上。
毫米波雷達是指工作在毫米波波段探測的雷達,波長 1~10mm,介于微波和厘米波之間,兼具微波制導和光電制導的優點。超聲波雷達是利用超聲波從發射到反射接收的時間差來計算與障礙物之間的距離,常用在泊車系統中。
激光雷達主要通過發射激光束來探測目標的位置、速度等特征量。據國家知識產權局,全球自動駕駛傳感器專利數量占比前三的傳感器為視覺傳感器、毫米波雷達和激光雷達,占比依次為30%,22%以及 20%。
多傳感器信息融合是實現自動駕駛的必由之路。不同類型的傳感器優劣明顯,單一的傳感器難以滿足自動駕駛復雜的應用場景,多傳感器信息融合已成為行業共識。多傳感器信息融合(MSF)利用計算機技術,對多傳感器或多源的信息和數據進行多層次、多空間的組合處理,最終做出判斷和決策的過程。
在這一過程中,不同傳感器優勢互補,在不同使用場景中發揮各自功能,有效地提高系統的冗余度和容錯性,增強了系統決策的準確度和智能化程度。根據信息處理方式的不同,多傳感器信息融合的體系結構可分為集中式、分布式和混合式?;旌鲜骄C合了集中式和分布式的優點,在實際場合中應用廣泛。
從主流車企代表車型的自動駕駛感知方案來看,都廣泛采用了多種傳感器融合的方案。以通用 Cruise AV 為例,通用目標是實現 L4 級別的自動駕駛,全車搭載 5 個 Velodyne 的 VLP16 16 線激光雷達、21 個毫米波雷達(其中有 12 個由日本 ALPS 提供的 79GHz 的毫米波雷達)以及16 個攝像頭。