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摄像头、雷达、激光雷达——自动驾驶几大传感器系统大揭秘

作者:时间:2018-08-02来源:电子元件技术网 收藏
编者按:传感器仅仅是自动驾驶汽车的一部分,但是市场前景十分广阔。

  如若要想在2021/2022的年度车型上实现SAE L4/L5的全功能,就需要应用多种传感器冗余系统。当今的半系统采用了各种各样数量和设计的雷达和摄像头系统。而高性能价格合理、能检测300米半径内信息的激光探测与测距系统开发,还处在预研阶段。大多数汽车制造商都认为,如果要实现全,摄像头、雷达和这三大传感器系统缺一不可。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/389903.htm

  目前,超声波雷达、毫米波雷达和多摄像头系统已经在高端汽车上应用,随着智能驾驶发展破竹之势,环境感知技术将快速发展,进一步发挥协同作用。虽然传感器仅仅是自动驾驶汽车的一部分,但是市场前景十分广阔。因此,相关机构预计到2020年左右全球车载摄像头、毫米波雷达和夜视系统等市场都将进入快速成长期。

  摄像头

  智能驾驶之慧眼

  车载摄像头是实现众多预警、识别类ADAS功能的基础。 在众多ADAS功能中,视觉影像处理系统较为基础,对于驾驶者也更为直观,而摄像头又是视觉影像处理系统的基础,因此车载摄像头对于智能驾驶必不可少。

  车道偏离预警(LDW)、前向碰撞预警(FCW)、交通标志识别(TSR)、 车道保持辅助(LKA)、行人碰撞预警(PCW)、全景泊车(SVP)、驾驶员疲劳预警等众多功能都可借助摄像头实现,有的功能甚至只能通过摄像头实现。

  摄像头可实现的ADAS功能

  车载摄像头价格持续走低,未来单车多摄像头将成为趋势。 相对于车载雷达等传感器价格更加低廉,易于普及应用。 特斯拉Autopilot 2.0的硬件系统中就包含8个摄像头,未来单车多摄像头将成为趋势。

  根据不同ADAS功能的要求,摄像头的安装位置也不尽相同。按摄像头的安装位置不同,可分为前视、侧视、后视和内置四个部分。未来要实现全套ADAS功能,单车需配备至少5个摄像头。据高工智能产业研究院(GGII)研究院预估,摄像头随着ADAS渗透率的提升,市场规模由2016年的20亿元增长到2020年的58亿元,年复合增长率为30%。

  车载摄像头的价格不断走低

  前视摄像头使用频率最高,单一摄像头可实现多重功能。 通过算法开发优化,单一前视摄像头可以实现多重功能,如行车记录、车道偏离预警、前向碰撞预警、行人识别等。未来也有望通过算法整合,实现更多ADAS功能。

  前视摄像头一般为广角镜头,安装在车内后视镜上或者前挡风玻璃上较高的位置,以实现较远的有效距离。

  侧视摄像头代替后视镜将成为趋势。 由于后视镜的范围有限,当另一辆在斜后方的车位于这个范围之外就“隐身”,这个范围之外的部分就叫做盲区。因为盲区的存在,大大增加了交通事故发生的几率。而在车辆两侧加装侧视摄像头可以基本覆盖盲区,当有车辆进入盲区时,就有自动提醒驾驶员注意,这就是盲区监测系统。

  目前还出现了新的潮流,那就是使用侧视广角摄像头取代后视镜,这样既能降低风阻,同时又可以获得更大更广的视角,避免在危险的盲区发生意外, 宝马i8 Mirrorless概念车就采用如此设计。

 汽车后视镜盲区

  全景泊车系统调用车身周围多个摄像头,助泊车开启“上帝视角”。 全景泊车系统通过安装在车身周围的多个超广角摄像头,同时采集车辆四周的影像,经过图像处理单元矫正和拼接之后,形成一副车辆四周的全景俯视图,实时传送至中控台的显示设备上。

  驾驶员坐在车中即可以“上帝视角”直观地看到车辆所处的位置以及车辆周报的障碍物,从容操纵泊车入位或通过复杂路面,有效减少刮蹭、碰撞等事故的发生。

  全景泊车系统的图像拼接技术

  车载摄像头应用广泛且价格相对低廉,是最基本最常见的传感器,未来市场空间将超百亿人民币。

  摄像头对于多个ADAS功能必不可少,未来单价也有望继续走低,将带动车载摄像头市场空间快速增长。根据的估算,全球车载摄像头出货量将从2014年的2800万枚增长到2020年的8300万枚,复合增长率达20%。

  据此估算,全球车载摄像头市场规模将从2015年的62亿人民币增长到2020年的133亿人民币,年复合增长率将达16%。消费区域主要在美洲、欧洲、亚太等地,其中亚太地区将成为增长最快的市场。

  2020年国内车载摄像头市场需求量测算

  摄像头产业链主要有镜头组、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,即互补性金属氧化物半导体)、 DSP(Digital Signal Process 即数字信号处理器)、模组封装等环节组成。

  近几年,智能手机的高速增长带动了摄像头市场的蓬勃发展,但是从 2014年开始智能手机的增速已转缓,手机摄像头未来的增长率也必将放缓。随着车载摄像头市场的兴起,手机摄像头产业链各个环节的产能将向车载摄像头产业转移,预计未来CMOS、镜头、 模组封装等产业链环节将继续保持高增长。


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