01.毫米波雷達
77GHz 正在取代24GHz 成為主流
毫米波雷達是一種使用天線發射波長1-10mm、頻率24-300GHz 的毫米波(Millimeter Wave,MMW)作為放射波的雷達傳感器。毫米波雷達根據接收和發射毫米波的時間差,結合毫米波傳播速度、載體速度及監測目標速度,可以獲得汽車與其他物體相對距離、相對速度、角度及運動方向等物理環境信息。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和光電制導的優點。與激光雷達(LiDAR)相比,目前毫米波雷達技術更加成熟、應用更加廣泛、成本更加低廉;與可見光攝像頭相比,毫米波雷達的準確性和穩定性更好,價格差距也在不斷縮小。尤其是全天候工作無可替代的優勢,已成為汽車電子廠商公認的主流選擇,擁有巨大的市場需求。
車載毫米波雷達根據毫米波頻率可以分為24GHz、77GHz 和79GHz 毫米波雷達三大種類。目前各個國家對車載毫米波雷達的頻段各有不同,除了少數國家(如日本)采用60GHz 頻段外,主要集中在24GHz 和77GHz 兩個頻段。世界無線電通信大會已將77.5~78.0GHz 頻段劃分給無線電定位業務,以促進短距高分辨車用雷達的發展。由于77GHz 相對于24GHz 的諸多優勢,未來全球車載毫米波雷達的頻段會趨同于77GHz 頻段(76-81GHz)。
各國車載毫米波頻段分配
根據探測距離的不同,毫米波雷達可分為短程毫米波雷達(SRR)、中程毫米波雷達(MRR)、遠程毫米波雷達(LRR)三種。24GHz 主要是以SRR 和MRR 雷達為主,77GHz 主要以LRR 雷達為主。一般情況下,SRR 的探測距離小于60 米,MRR 的探測距離在100 米左右,LRR 的探測距離大于200 米。
24GHz、77GHz 及79GHz 毫米波雷達
77 GHz 車載激光雷達優勢顯著,正在逐漸替代24GHz 成為主流。(1)77GHz雷達的分辨率和精度更高:由于速度分辨率和精度與射頻成反比,更高的射頻頻率導致更好的速度分辨率和精度。77GHz 的毫米波雷達比24GHz 的速度分辨率和精度提高了3 倍;(2)77GHz 雷達的體積更小:77GHz 天線列陣的間距僅為24GHz 的三分之一,因此整個毫米雷達的體積也可以實現其三分之一。
海外廠商正主導市場,國內正起步追趕
國外毫米波雷達發展歷史悠久,國產正在逐步追趕。1973 年德國首次出現汽車防撞雷達,歐美大型毫米波雷達制造商已累積近40 年的技術經驗。早期的毫米波雷達采用高電子遷移晶體管制作集成電路,集成度低且成本高昂,直到2012年,英飛凌及飛思卡爾成功推出芯片級別的毫米波射頻芯片,降低了毫米波波雷達的技術門檻,同時降低其制造成本,推動毫米波雷達在各領域的應用。2013年,24GHz 毫米波雷達產品開始進入中國,2018 年,實現24GHz 毫米波雷達國產,但是在77GHz 毫米波雷達產品仍未實現大規模國產化,只有少數國內廠商具備77GHz 產品的量產能力,國產毫米波雷達仍在持續追趕中。
毫米波雷達的發展歷史
毫米波雷達的硬件占比約50%,主要由射頻前端(MMIC)、數字信號處理器、天線及控制電路等部分構成,軟件算法占比約50%。
? 射頻前端(MMIC):是核心射頻部分,占總成本的25%左右。由發射器、接收器、功率放大器、低噪聲放大器、混頻器、濾波器及壓控振蕩器組成,起到調制、發射、接收及解調毫米波信號的作用。在技術趨勢上,集成度更高、體積更小的高集成趨勢下,CMOS 工藝有望成為主流。在供應商方面,加特蘭微電子、意行半導體、矽杰微電子、矽典微等本土廠商已有能力自行研發生產低頻24GHz 芯片,且價格較海外有30%以上的優勢。但在高頻段77GHz 芯片方面,主要由恩智浦、英飛凌、德州儀器、意法半導體等供應。
? 數字信號處理器:通過嵌入不同的信號處理算法,分析前端收集的信號獲取目標信息,是保證毫米波雷達穩定性及可靠性的核心部件,主要通過DSP 芯片或FPGA 芯片實現,占總成本的10%左右。在技術趨勢上,DSP芯片在復雜算法處理上具備優勢,FPGA 在大數據底層算法上具備優勢,“DSP+FPGA”融合在實時信號處理系統中的應用逐漸廣泛。在供應商方面,高端DSP 芯片和FPGA 芯片主要被國外企業壟斷,DSP 芯片供應商有飛思卡爾、英飛凌、亞德諾半導體、意法半導體等,FPGA 芯片供應商有賽靈思、阿爾特拉、美高森美、萊迪思等公司。
? 高頻PCB:天線是毫米波雷達發射和接收信號的重要組件,毫米波雷達可通過微帶列陣方式將多根天線集成到PCB 板上。由于毫米波頻率高,對電路尺寸精度要求高,所需印制電路板為高頻板材PCB,占總成本的10%。主要供應商為羅杰斯、Isola、施瓦茨為主,國內主要是滬電股份等公司。
博世的LRR2 和LRR3 毫米波雷達的結構
毫米波雷達成本組成
毫米波雷達上游主要供應商
博世、大陸、電裝、海拉等國外廠商占據全球毫米波雷達的七成市場份額。全球毫米波雷達主要供應商有博世、大陸、電裝、海拉、天合、安波福、奧托立夫等。博世、大陸、電裝、海拉等國外巨頭占據行業73%的市場空間,行業集中度較高。
2018 年全球毫米波雷達市場份額
中國毫米波雷達市場份額情況
維寧爾、大陸、海拉占據SRR 市場,博世、大陸、電裝等占據LRR 市場。根據佐斯汽研的數據顯示,維寧爾、大陸、海拉、安波福和法雷奧五家企業占據中國短程毫米波雷達(SRR)96.4%的市場空間,其中維寧爾排名第一,市占率32%;博世、大陸、電裝和安波福占據長距毫米波雷達(LRR)95.7%的市場空間,博世排名第一,市占率高達40%。
海外主要廠商的毫米波雷達及參數
24GHz 國產化率較高,77GHz 僅少部分國產玩家實現量產。國產廠商已實現24GHz 毫米波雷達產品市場化供貨,而僅少數玩家具備77GHz 毫米波雷達產品的量產能力,其中森思泰克是目前國內乘用車前裝77GHz 毫米波雷達市場份額排名首位的國產供應商,正在逐漸縮小與海外廠商的差距,其毫米波雷達的定點車型接近100 個,而德賽西威、華域汽車等公司也已達到77GHz 雷達的量產條件。
毫米波雷達國內主要供應商
空間測算:預計到2025 年全球市場規模380 億元,CAGR 26%
毫米波雷達作為最常用的車載傳感器之一,目前L1 或L2 級一般需要搭載0-3個左右,L3 級一般需要搭載3-6 個左右,而L4 或L5 級一般需要6-10 個左右,隨著高階輔助駕駛功能的滲透率逐漸提升,也將帶動平均單車搭載個數的提升。目前毫米波雷達正在逐漸從24GHz 朝著77GHz 遷移,24GHz 毫米波雷達平均單價300 元左右,77GHz 的在400 元左右,有望帶動平均毫米波雷達的價格提升。根據我們的測算,預計到2025 年全球毫米波雷達市場規模將達到384 億元,復合增長率為25.5%,全球毫米波雷達搭載量將達到1.1 億顆,復合增長率為23.7%。在中國市場方面,預計到2025 年,中國毫米波雷達市場規模將達到149 億元,中國毫米波雷達搭載量將達到4250 萬顆。
全球毫米波雷達市場規模(億元)
全球毫米波雷達搭載量(百萬顆)
全球毫米波雷達市場空間測算
相關公司:德賽西威、華域汽車、森思泰克
德賽西威:汽車智能化龍頭,具備24GHz/77GHz 量產能力
德賽西威是國際領先的汽車電子企業之一,聚焦智能座艙、智能駕駛和網聯服務三大領域的整合。公司擁有國際領先的制造工藝以及行業領先的制造裝備,其中24GHz/77GHz 毫米波雷達自動化生產線達到國際一流水平,77G 毫米波雷達已經獲得自主品牌車企訂單。
華域汽車:依托上汽優質客戶資源,毫米波雷達不斷放量
華域汽車是國內最大的汽車零部件企業之一,主要業務涵蓋汽車內外飾件、金屬成型和模具、功能件、電子電器件、熱加工件、新能源等。公司控股股東為上汽集團,持有公司58%的股份。公司在24GHz 和77GHz 角雷達已經實現產業化,其中,24GHz 后向毫米波雷達實現對上汽乘用車、上汽大通等客戶的穩定供貨。自動緊急剎車功能的77GHz 前向毫米波雷達已順利通過國家法規測試,實現對金龍客車的批產供貨。此外,華域汽車2021 年還發布了最新自主研發的4D 成像毫米波雷達產品LRR30,并計劃于今年第四季度實現量產。相較于傳統毫米波雷達,上汽華域LRR30 產品的探測距離提升了50%,對車輛等物體的探測距離可達300 米,對行人的探測距離亦可達150 米。
華域汽車77GHz 的4D 成像雷達
森思泰克:海康威視戰略投資,國內首家77GHz 量產上車
森思泰克是國內首家實現77GHz 車載毫米波雷達量產的企業。公司成立于2013 年,總部位于蕪湖,獲得海康威視戰略投資,目前海康威視位列第二大股東,持股比例35%。公司突破國際巨頭的壟斷,于2019 年實現77GHz 毫米波雷達產品量產,并搭載于一汽紅旗HS5 上市,成為國內首個真正實現“上路”的ADAS 毫米波雷達傳感器。此外,公司的車內成員檢測毫米波雷達產品搭載于廣汽蔚來HYCAN 007 和長城汽車2021 款WEY VV6 上市,標志生命體征監測車載毫米波雷達在國內首次實現量產上路。
公司作為國內領先的毫米波雷達傳感器研發商,擁有合資、國內一二線的多家主機廠合作伙伴,車載雷達產品已與多家知名車廠的熱銷車型配套合作,定點車型接近100個。根據佐斯汽研數據顯示,公司也是目前國內乘用車前裝77GHz毫米波雷達市場份額排名首位的國產供應商。此外,公司也于今年率先開展研發毫米波雷達的4D 成像技術,推出STA77-6 高分辨遠程雷達和STA77-8 高分辨遠程雷達兩款4D 成像雷達。
02.激光雷達
激光雷達是L3 級以上自動駕駛的必備傳感器
激光雷達,即(LiDAR, Light Detection and Ranging),是一種通過發射激光束來測量周圍環境物體的距離和方位的方法。激光雷達主要由發射模塊、處理模塊和接收模塊組成,其工作原理是向目標發射探測信號(激光束),然后將接收到的從目標反射回來的信號(目標回波)與發射信號進行比較,做適當處理后,就可獲得目標的有關信息,如目標距離、方位、高度、速度、姿態及形狀等參數,從而對障礙物、移動物體等目標進行探測、追蹤和識別。
激光雷達是當下已知的車載雷達中探測距離遠,角度測量精度極高的一種。激光雷達可以準確的感知周邊環境的三維信息,探測精度在厘米級以內。激光雷達能夠準確的識別出障礙物具體輪廓、距離成3D 點云,且不會漏判、誤判前方出現的障礙物,激光雷達普遍的有效探測距離也更遠。與毫米波雷達和攝像頭相比,激光雷達具備高分辨率、遠距離和視角廣闊等特性。
激光雷達的工作原理
激光雷達誕生于1960 年,起初用于科研及測繪項目,全球首個車規級激光雷達在2017 年實現量產。1960 年美國休斯實驗室的西奧多·梅曼發明了人類歷史上第一臺激光器,隨著激光器的發展,激光雷達逐漸發展起來。早期激光雷達主要用于科研及測繪項目,進行氣象探測以及針對海洋、森林、地表的地形測繪。2010 年,Neato 公司把激光雷達安在了掃地機器人上面,推出了NeatoXV-11,Neato 公司將單個激光雷達的成本控制在30 美元以內,解決了激光雷達的量產難題,打開了激光雷達在民用市場的空間。
而車載雷達的發展歷史可以追溯到21 世紀初,在2007 年,美國國防部組織的DARPA 無人車挑戰賽上,參賽的7 只隊伍,就有6 只安裝了Velodyne 的激光雷達。2010 年Ibeo 公司同法雷奧合作進行車規化激光雷達SCALA 的開發,SCALA 為基于轉鏡架構的4 線激光雷達,在2017 年成為了全球第一款車規級激光雷達,SCALA 并在當年搭載在全新的奧迪A8 上。
激光雷達的發展歷程
在測繪之外,智能駕駛、工業及服務機器人都是激光雷達的重要應用場景。在應用場景上,除了傳統的測繪測風之外,無人駕駛、高級輔助駕駛等智能駕駛場景正在快速成長。此外,工業及服務機器人如AGV,其應用包括無人配送、無人清掃、無人倉儲、無人巡等,都是激光雷達未來重要的應用場景。
國內外各企業激光雷達應用場景
智能駕駛將是未來五年激光雷達市場的主要增長動力。根據Yole 的預測,2019年全球激光雷達市場規模約為16 億美金,預計到2025 年全球激光雷達市場規模將達到38 億美金,年復合增長率約為20%。按照各細分應用板塊來看,智能駕駛場景未來五年的復合增長率將超過60%,將會為整個激光雷達市場提供18 億美金的增量,預計到2025 年,智能駕駛場景將占到整個激光雷達市場規模的50%,成為激光雷達市場的主要增長動力。此外,各種工業及服務機器人對激光雷達的需求也在快速增長,也將帶動整個激光雷達市場規模持續擴大。
目前主流的自動駕駛技術路徑主要分兩種:(1)以特斯拉為代表的視覺算法為主導的流派。以攝像頭主導,搭配毫米波雷達來捕捉周邊環境信息,使用先進的計算機視覺算法實現全自動駕駛。這一類方案所需的硬件成熟度較高,成本低,但毫米波雷達探測角度較小,遠距離探測能力也不足,需要優異的算法來彌補缺點。典型代表有特斯拉,該技術路徑相對小眾;(2)以Waymo、部分車企為代表的激光雷達主導的流派。以激光雷達為主, 同時搭載毫米波雷達、超聲波傳感器和攝像頭,可以進行遠距離、全方位的探測,分辨率較強,但硬件成本較高,典型代表為谷歌Waymo、百度Apollo、文遠知行等主流無人駕駛企業。
純視覺主導與激光雷達主導的自動駕駛技術路線
激光雷達是車載攝像頭與毫米波雷達的有效補充,將是L3 級及以上自動駕駛的必備傳感器。從工作原理來看,激光雷達發射的光波的頻率比微波高出2-3個數量級,因此激光雷達具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率,因此測量精度更高,獲得信息更為立體,同時,由于激光波長短,可發射發散角非常小的激光束,可探測低空/超低空目標,抗干擾能力強。即便是純視覺的方案從效果上能夠一定程度代替激光雷達的自動駕駛方案,但是對于高階自動駕駛而言,安全駕駛是其重要的一步,在感知環節的傳感器冗余能夠有限提升車輛的安全冗余,激光雷達將是L3 及以上自動駕駛的必備傳感器。
激光雷達是攝像頭與毫米波雷達的有效補充
混合固態短期會是主流,固態芯片化是終極形態
激光雷達主要由光束掃描器和探測系統兩個維度組成,一個負責成像,一個負責測距。按光束掃描器結構大致可劃分為三類:機械式、混合固態和固態激光雷達;按照掃描方式分為機械旋轉式、MEMS(微振鏡)、微距移動、Flash、OPA(光學相控陣)等。
各類激光雷達的原理和優劣勢介紹
ToF 激光雷達是當前的主流,未來ToF 與FMCW 會共存。按照探測方式來分,分成了非相干測量(脈沖飛行時間測量法ToF 為代表)和相干測量(典型為FMCW 調頻連續波)。ToF 與FMCW 能夠實現室外陽光下較遠的測程(100~250m),是車載激光雷達的優選方案。ToF 是目前市場車載中長距激光雷達的主流方案,未來隨著FMCW 激光雷達整機和上游產業鏈的成熟,ToF 和FMCW 激光雷達將在市場上并存。
混合固態方案作為當前市場的過渡期預計將存在5 年以上,終極形態的激光雷達會是低成本、高度芯片化的產品。
? 固態激光雷達是終極形態,混合固態MEMS 等方案短期內會是主流。機械式激光雷達技術本身成熟,但具有成本較高、裝配調制困難、生產周期長,且需要持續旋轉,機械部件的壽命較短,一般在1-2 年,很難應用在規模量產車型上。MEMS 混合固態激光雷達一方面具有尺寸小、可靠性高、批量生產后成本低、分辨率較高等優勢,另一方面也存在信噪比低、有效距離短、視場角窄、工作壽命較短等缺點。MEMS 方案是當下車用激光雷達量產的最優解,但是MEMS 微振鏡掃描角度小、振動問題與工作溫度范圍,過車規也存在挑戰。固態方案不用受制于機械旋轉的速度和精度,可大大壓縮雷達的結構和尺寸,提高使用壽命,并降低成本。
? 芯片化將會是激光雷達的架構趨勢。當前大部分ToF 激光雷達產品采用分立器件,即發射端使用邊發射激光器EEL 配合多通道驅動器、接收端使用線性雪崩二極管探測器(APD)配合多通道跨阻放大器(TIA)的方案。但分立器件仍存在零部件多、生產成本高、可靠性低等問題,芯片化架構的激光雷達可將數百個分立器件集成于一顆芯片,在降低物料成本的同時,省去了對每一個激光器進行獨立光學裝調的人力生產成本。此外,器件數量的減少,可以顯著降低因單一器件失效而導致系統失效的概率,提升了可靠性。芯片化架構的激光雷達是未來的發展方向。
激光雷達的芯片化架構設計
激光雷達成本拐點來臨,大規模商業化落地在即
激光雷達的成本構成。激光雷達本質是一個由多種部件構成的光機電系統,光電系統包括發射模組、接收模組、測時模組(TDC/ADC)和控制模組四部分構成,其中,光電系統成本約占激光雷達整機成本的70%。
激光雷達上游產業鏈主要包括激光器和探測器、FPGA 芯片、模擬芯片供應商,以及光學部件生產和加工商。激光器和探測器是激光雷達的重要部件,激光器和探測器的性能、成本、可靠性與激光雷達產品的性能、成本、可靠性密切相關。激光器主流供應商有歐司朗、艾邁斯半導體、魯門特姆,探測器主流供應商有濱松、安森美、索尼等。FPGA 通常被用作激光雷達的主控芯片,主流供應商有賽靈思、英特爾等,除了FPGA 之外,也可以選用MCU、DSP 等代替。MCU 的主流供應商有瑞薩、英飛凌等,DSP 的主流供應商有德州儀器、亞德諾半導體等。而在相關光學部件上,國內供應鏈已經完全實現替代海外,實現自主供應。
激光雷達上游主要供應商
從各家的Velodyne 的64 線機械式激光雷達的售價在7.5 萬美元,32 線的機械式激光雷達售價在4 萬美元左右,16 線的機械式激光雷達售價在3999 美元。而國內廠商,如禾賽科技在2020 年發布的機械式激光雷達售價為4999 美元左右,速騰聚創在2020 年發布的機械式激光雷達售價為1898 美元。
各家激光雷達的產品及價格
隨著相關技術和產業鏈日益成熟,激光雷達的成本拐點即將來臨。Velodyne 宣布計劃到2024 年將平均單價將下降到600 美元,華為也宣布未來計劃將激光雷達的價格控制在200 美金以內。隨著相關技術逐漸成熟和供應鏈體系的逐步完善,當前混合固態的激光雷達平均價格約在1000 美元左右,預計到2023 年左右成本有望下探到500 美元。隨著激光雷達的成本拐點逐步到來,也為大規模商用打造了充分的基礎。
2022 年有望成為激光雷達大規模商業的元年。在2021 年,如蔚來ET7、智已L7、極狐阿爾法S、哪吒S、R 汽車等都已宣布搭載激光雷達的車型正在量產路上,在前不久的廣州車展上,威馬M7、廣汽埃安AION LX Plus 等均宣布了搭載2~3 顆激光雷達,長城最新發布的沙龍機甲龍更是配備4 顆激光雷達。這些車型大多在2022 年量產,2022 年有望成為激光雷達大規模商業的元年。
各車型在激光雷達型號的選擇
空間測算:預計到2025 年全球市場規模739 億元,CAGR 107%。
各家OEM 車廠在2022 年搭載激光雷達的車型紛紛量產,帶動車規級激光雷達市場持續放量。當前由于激光雷達相對較高,只有L2.5 和L3 以上的車型才會搭載,預計單車平均搭載數量將從1 顆逐漸提升到2030 年有望達到3 顆。預計到2025 年全球車規級激光雷達搭載量將超過3100 萬顆,保持高速增長;隨著激光雷達的大規模量產,價格有望持續下降,預計將從目前的6000 元,下降至2025 年3000 元左右;而在市場空間方面,預計到2025 年全球市場規模有望超過739 億元,復合增長率107%。中國市場方面,預計到2025 年中國激光雷達市場規模有望達到287 億元,激光雷達搭載量有望超過1200 萬顆。隨著高階自動駕駛對激光雷達的需求不斷提升,帶動激光雷達市場快速爆發,車規激光雷達將是未來五年智能傳感器市場中彈性最大的子板塊。
全球車規激光雷達市場規模(億元)
全球車規激光雷達搭載量(萬顆)
全球車規激光雷達市場空間測算
相關公司:炬光科技、速騰聚創、禾賽科技
全球激光雷達領域的主要玩家包括美國的Velodyne、Luminar、Aeva、Ouster,以色列的 Innoviz,德國的Ibeo,以及國內的速騰聚創、禾賽科技、鐳神智能等。
激光雷達賽道主要玩家
炬光科技:高功率半導體激光產業先驅
炬光科技成立于2007 年,擁有半導體激光、激光光學、汽車應用(激光雷達)、光學系統四大業務,是國內實力最強的高功率半導體激光器品牌。炬光科技正在面向智能駕駛激光雷達、智能艙內駕駛員監控系統等汽車創新光子應用領域進行產品開發和核心能力建立,目前已通過IATF16949 質量管理體系認證、德國汽車工業協會VDA6.3 過程審核,擁有車規級激光雷達發射模組設計、開發、可靠性驗證、批量生產等核心能力,并與北美、歐洲、亞洲多家知名企業達成合作意向或建立合作項目。
炬光科技車載激光雷達產品布局
速騰聚創:全球領先的激光雷達供應商
速騰聚創成立于2014 年,是全球領先的智能激光雷達系統科技企業。速騰聚創通過激光雷達硬件、感知軟件與芯片三大核心技術閉環,為市場提供具有信息理解能力的智能激光雷達系統,產品技術包括MEMS 與機械式激光雷達硬件等,合作伙伴覆蓋全球各大自動駕駛科技公司、車企、一級供應商等,是目前全球唯一實現第二代智能固態激光雷達車規量產交付的企業。目前,速騰聚創的產品技術已廣泛應用于自動/輔助駕駛乘用車&商業車,無人物流車,智慧交通新基建等細分領域,其中前裝定點量產項目覆蓋超跑、轎跑、SUV、重卡等各類車型。目前,已經有小鵬G9,智己L7,威馬M7,廣汽埃安LX Plus 等多個車型即將搭載公司的M1 激光雷達。
速騰聚創的RS-LiDAR-M1 固態激光雷達
禾賽科技:全球自動駕駛激光雷達領軍企業
禾賽科技創立于2014 年,是全球自動駕駛及高級輔助駕駛(ADAS)激光雷達的領軍企業。禾賽主營業務為研發、制造、銷售高分辨率3D 激光雷達以及激光氣體傳感器產品,在光學、機械、電子、軟件等激光雷達核心領域有著卓越的研發能力和深厚的技術積累,在全球范圍內擁有數百項專利,其自研芯片、功能安全、主動抗干擾等技術打破了行業多項記錄。公司最新發布的AT128 作為車規級前裝量產激光雷達,已拿到了包括理想、集度、高合、路特斯等多家主機廠的定點,禾賽具備強大的車規級規模化生產能力,年產能百萬臺的“麥克斯韋”超級智造中心將于2022 年全面投產。禾賽的客戶包括全球主流自動駕駛公司和頂級汽車廠商、一級供應商、機器人公司等,遍及全球30 個國家和地區、70 多個城市。
禾賽科技最新發布的AT128 車規級激光雷達安裝示意圖
03.車載攝像頭
單車攝像頭數量持續增加,天花板不斷打開
車載攝像頭是環境感知中最常見的傳感器之一。攝像頭的工作原理即目標物體通過鏡頭生成光學圖像投射到圖像傳感器上,光信號轉變為電信號,再經過A/D(模數轉換)后變為數字圖像信號,最后送到DSP(數字信號處理芯片)中進行加工處理,由DSP 將信號處理成特定格式的圖像傳輸到顯示屏上進行顯示。視覺是人類駕駛汽車獲取環境信息最主要的途徑,攝像頭獲取的信息更為直觀,更接近人類的視覺,對于自動駕駛汽車而言,攝像頭取代了人類視覺,成為了汽車獲取外界信息的重要來源。
車載攝像頭的優點十分明顯,成本低且技術成熟,采集信息的豐富度較高,最接近人類視覺,但其缺點也十分顯著,攝像頭受光照、環境影響十分大,難以全天候工作,尤其是在黑夜、雨雪天、大霧等能見度不足的場景下,其識別效率大大降低,此外,車載攝像頭缺乏深度信息,三維空間感不足。
車載視像頭結構組成
圖像傳感器成本占比超過五成,CMOS 為當下主流選擇。車載攝像頭的硬件結構包括光學鏡頭(光學鏡片、濾光片、保護膜)、圖像傳感器、圖像信號處理器(ISP)、串行器、連接器等器件。成本結構成上,圖像傳感器成本占比最高,成本占比達到50%,CMOS 圖像傳感器具有讀取信息方式簡單、輸出信息速率快、耗電少、集成度高、價格低等特點,成為目前目前主流的車載圖像傳感器。
車載鏡頭舜宇排名第一,聯創電子正在快速崛起。根據ICVTank 在2019 年的數據顯示,舜宇光學全球車載攝像頭出貨量第一,市占率超過30%,韓國世高光、日本關東辰美、日本富士占絕行業前四名,前四名市占率超過80%。國產方面,除舜宇之外,聯創電子是國內唯二具備較強競爭力的廠商,目前已經進入特斯拉、蔚來等產業鏈,正在快速崛起。
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