比如超声波雷达,由于技术成熟、成本低、数据处理讯速等特点,在倒车预警防撞、低速AEB、自动泊车APA等领域有广泛的应用。摄像头得益于出色的分辨率,以及与相关算法的集成,能够有效识别物体属性,从而支持360全景、车道偏离预警LDW、交通标志识别TSR、驾驶员状态监测DMS等辅助驾驶应用。毫米波雷达则因探测距离远、探测性能稳定、环境适用性高,成为了开发变道辅助预警LCA、自适应巡航ACC、前向防碰撞AEB等功能的重要技术支撑。
而高级别自动驾驶的发展,甚至还催生了巨大的激光雷达需求。特别是对于L3+自动驾驶汽车而言,由于激光雷达具备高精度、可实时进行3D环境建模等特性,在业内已经被广泛认为是L3-L5 阶段中十分关键的传感器,并已经开始进入商用。
但另一方面,因上述传感器本身的特性使然,它们在用于环境感知时,各自面临的缺陷亦不容忽视。其中超声波雷达主要的“短板”是探测结果易受温度影响,且探测距离较短——通常只有数米。摄像头极易受恶劣天气影响,特别是在黑夜和强光环境里视觉效果十分不理想。毫米波雷达在识别物体属性,以及道路交通指示牌等方面,表现较差。激光雷达商用面临的最主要挑战则是成本高昂、工艺复杂。
因此,在实际应用过程中,车企常常将上述几种感知技术搭配使用,以弥补彼此的缺陷,保证信息充分获取,提升整个智能驾驶系统的鲁棒性、安全性和可靠性。比如毫米波雷达与摄像头通过空间和时间的同步,即在空间和时间维度匹配双方观测值并融合数据,可以优化传感器对距离及速度的测量精度,提升传感效率。
“在考虑整车配置、成本等因素的情况下,基于 ‘超声波雷达+环视系统’‘毫米波+前向影像ADAS’的感知融合技术已经成了智能汽车初期发展的主流技术路线。” 珠海上富技术中心陈经理表示。不仅如此,随着汽车智能化水平的提升,整车所搭载的传感器数量也越来越多,部分前沿车型所搭载的传感器总量已经超过了30个。
比如蔚来ET7,作为蔚来汽车旗下首款轿车,就搭载了多达33个高精度传感器,包括1个超远距高精度激光雷达、11个800万像素高清摄像头、5个毫米波雷达、12个超声波传感器、2个高精定位单位、1个V2X车路协同感知系统和1个ADMS增强主驾感知,较蔚来ES8的25个传感器还多8个。极狐 HBT搭载的传感器数量更多,其中仅华为的96 线中长距激光雷达,就将搭载3个,其他还包括6 个毫米波雷达、12 个摄像头和13 个超声波雷达。长城摩卡据悉也将搭载3个激光雷达模组,以及8个毫米波雷达、12个超声波雷达、多个摄像头和控制。
就传感器种类来看,由于成本相对较低,并且技术更成熟,以超声波雷达应用十分普遍,很多新车搭载量均超过了10颗,部分甚至超过了15颗,像大众MEB平台下的IPA/RPA配置定义了16颗超声波雷达的应用,博世更是在L4/L5应用中规划高达32颗超声波雷达。其次是摄像头,单车搭载量也已经超过了10颗。毫米波雷达由于成本和技术门槛相对较高,搭载量相对较少,约在5~8颗。激光雷达则刚刚开始上车,预计未来几年将进入真正的规模化商用。
而随着多传感器融合感知方案在新车上的广泛应用,推动相关硬件以及整个ADAS市场也随之进入了爆发期。以摄像头为例,据中金公司测算,到2025年国内车载摄像头市场规模将达到227亿元,2020-2025年的CAGR为30%。而毫米波雷达方面,预计2023年中国毫米波雷达市场规模将达到 171亿元,2018-2023 年CAGR为 48%。
至于整个ADAS产业,未来市场前景更为广阔。虽然近两年各类ADAS应用已经开始大批量上车,但整体渗透率依然不高,即使是走在前面的欧美日等市场,渗透率也只有8%-12%,更不用说中国,5%都不到,这意味着还有很大的提升空间。比如中国ADAS产业,预计2025年市场规模将超2000亿元。
近几年中国智能汽车产业的快速发展,与本土ADAS供应链的日趋完善有很大的关系,尤其是本土供应商,在此过程中发挥了不可替代的作用。
在过去相当长的一段时间里,欧美等成熟市场由于区域汽车产业生态链相对较成熟,为ADAS关键技术的发展提供了重要支撑,导致相关市场一直由外资零部件巨头占据主导。特别是在超声波雷达、毫米波雷达以及摄像头等关键传感器的设计制造方面,从上游的芯片设计到传感器集成再到ADAS软硬件系统集成,走在市场前列的几乎都是外资零部件巨头。
直到近几年,这种情况才逐渐有所改善。得益于智能驾驶的快速发展,国内构建智能汽车产业链的呼声日益高涨,过去几年很多本土零部件企业纷纷开始强化智能化领域的布局,并逐渐在市场崭露头角。
比如珠海上富,基于对传感器融合的深刻理解,一直在积极构建软硬一体的智能驾驶解决方案,并先后开发了众多融合感知方案,包括将影像与超声波雷达相融合,实现记忆泊车、油箱防盗抓拍等功能;与毫米波雷达相融合实现前方碰撞预警FCW、自动紧急刹车AEB、自适应巡航ACC等L2级自动驾驶必备功能。目前,相关产品已经在国内外主流车企上广泛搭载。不仅如此,今年3月珠海上富还成为了粤港澳大湾区智慧视觉产业联盟理事单位。
支持珠海上富实现上述技术突破的,是其在超声波雷达、毫米波雷达、摄像头3大核心领域成熟的自主研发能力。以超声波雷达为例,在该领域珠海上富目前已经在研发第4代高性能编码超声波雷达,以及超声波与摄像头融合的全自动泊车RPA、涉水预警、低速前后碰撞刹车F/RAEB和限高碰撞预警系统。
在毫米波雷达方面,珠海上富的24GHz毫米波雷达已经实现了批量前装配套供货,用于实现盲区监测BSD、变道辅助预警LCA、停车开门预警DOW、前向碰撞预警FCW,以及超声波雷达与毫米波雷达融合的商用车补盲预警系统等应用。下一步即将推出的是77GHz毫米波雷达、4D毫米波雷达,以及与影像融合的自适应巡航ACC系统。
在影像产品方面,珠海上富以高性能车规级SOC芯片为基础,自主研制影像控制器,搭载多颗摄像头,以基于深度学习的ADAS算法为核心,先后量产实现了360全景影像AVM、前向防碰撞预警FCW、车道线偏离预警LDW、交通标志识别TSR、驾驶员状态监测DMS等功能,应用于车辆安全驾驶辅助的不同场景,目前该公司正着眼于超声波、影像与毫米波技术多传感器融合的AEB、ACC系统研发。
“特别值得一提的是,珠海上富是全球为数不多的同时拥有超声波雷达传感器和换能器的供应商,并且我们与法雷奥、博世走的是同样的技术路线,拥有自主换能器(探芯)设计研发能力、全自动化制造能力和定制传感器芯片能力。”陈经理指出。而在毫米波雷达方面,珠海上富除了算法先进和软硬件集成之外,还具备较强的天线自主设计能力。
为了保证产品的高质量,珠海上富先后引进了一系列先进的研发、检测设备,以建立完善的研发环境,并陆续引入大量优秀的管理人才和技术人才,强化公司在汽车电子领域的研发能力。比如珠海上富正在开发结构一体化、超声焊接工艺设计,拟通过取消密封胶填充,采用传感器后盖超声波焊接方式,打造自动化产线,形成流水线节拍作业。不仅如此,珠海上富还积极参与了国内相关机构、标准的筹建,并与相关高校紧密合作,针对ADAS领域前沿技术展开了人才培养及合作开发,为本土ADAS产业的发展提供助力。
目前,珠海上富的上述努力已经取得了一定的成效。发展到现在,诸如一汽、上汽、大众、东风、吉利、比亚迪、丰田等整车企业,大陆集团、现代摩比斯等主流汽车电子供应商,以及百度这样的智能驾驶科技企业,均与珠海上富建立了紧密的合作关系,珠海上富在超声波雷达、毫米波雷达及摄像头模组方面也因此形成了一定的品牌效应和市场份额。尤其是超声波传感器,已成功迈入全球超声波传感器供应商前五行列,具备由国产替代向全球替代迈进的技术积累和客户基础。