谁是我的眼?自动驾驶传感器知识科普来了 弈投圈·微课堂17|

作者:弈投 / 公众号:Club-VC 发布时间:2018-12-23

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摄像头?激光雷达?毫米波雷达?谁是我的眼?自动驾驶汽车的传感器方案之争一直是个经久不衰的话题,这些传感器都有哪些特点?发展趋势在哪里?
欢迎来到【弈投圈·微课堂】,第17期是由弈投商务分析师陈超峰带来的《自动驾驶传感器的发展现状与趋势》的解析,看本期精选重点内容!

经过上一期的分享,大家都知道,自动驾驶系统需要配备摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等多种传感器。那么接下来我对各种传感器的发展现状与趋势做一个简单的介绍。
一、车载摄像头
摄像头技术最为成熟,车载应用起步最早,在ADAS系统中作为绝对主流的视觉传感器,根据功能不同,需要4-8个摄像头,应用在车道监测、盲点监测、障碍物监测、交通标志识别、行人识别、疲劳驾驶监测、倒车影像、360全景影像等等领域。目前车载摄像头仍处于技术不断演进升级周期,应用发展主要技术方向是红外夜视功能、人机交互功能、3D影像显示功能等。
根据HIS的数据,2016年全球车载摄像头的市场规模约为62亿元,预计到2020年将达到133亿元,年复合增长率达16%。车载摄像头主要由镜片-镜头组、晶圆-CMOS芯片,模组、图像处理器DSP和系统集成等构成。在车载摄像头模组方面,全球市场基本被国外企业垄断,松下、法雷奥、富士通、大陆、麦格纳、索尼、MCNEX、日立、海拉等9家企业合计占有88%的市场份额。
在镜头组方面,目前舜宇光学的市场占有率最高,占国内市场50%以上,在全球市场占有率也是稳居第一。在CMOS芯片方面,大多被日韩企业垄断,索尼、三星两家市场占有率之和超过50%。在图像处理器DSP方面,主要供应商为德州仪器(TI)、Mobileye、华为海思等,其中德州仪器技术积累最深厚、市场占有率最高。

二、激光雷达
激光雷达在ADAS上应用主要是用于3D环境建模,以便计算机进行快速识别和决策,在L3级及以上的自动驾驶系统中,激光雷达至少需要1个。
目前我们常见的车载激光雷达,基本都是机械式,比如百度自动驾驶汽车上的Velodyne 64线激光雷达。但机械式雷达存在光路调试、装配复杂,生产周期漫长,成本居高不下,可靠性不高,机械部件寿命不长(1000-3000个小时),难以满足严苛的车规要求(至少10000小时以上)。
因此,激光雷达厂商都在着手开发性能更好、体积更小、集中程度更高、成本更低的固态激光雷达。所以,激光雷达的技术发展路线是由机械旋转式过渡到混合固态,再到纯固态激光雷达。混合固态激光雷达在产品外形上不存在机械旋转的部件,但内部实际存在小巧的机械旋转扫描系统,作为到固态激光雷达的过渡阶段。近几年量产的产品,都属于混合固态激光雷达。
根据法国市场研究顾问机构Yole Developpement的数据,激光雷达2017年全球市场规模约为7.26亿美元,车用仅为千台量级,约占10%。随着ADAS的发展,预计未来5年全球激光雷达市场将保持年均43%的增速,到2023年市场规模将达到50亿美元。
目前全球激光雷达的主要厂商有美国Velodyne、Quanergy、Innovusion,加拿大Leddar Tech、德国Ibeo等,国内厂商有北科天绘、速腾聚创、镭神智能、禾赛科技、欧镭激光、洛伦兹科技、北醒光子等,这些企业在最近几年都获得了投资机构的认可,其中洛伦兹科技在今年7月份完成了天使轮投资,禾赛科技在今年5月份完成了2.5亿元的B轮融资,北醒光子在今年2月份完成了由凯辉汽车基金领投的B1轮融资,北科天绘在今年1月份完成了1亿元的A+轮融资,镭神智能在2017年底完成了1亿元的B轮融资。
三、毫米波雷达
毫米波雷达最重要的任务就是用无线电的方法发现目标并检测与目标物体的距离、速度和方向。毫米波雷达在ADAS上应用大致分为前向雷达和后向雷达,前向包含自适应巡航ACC、自动紧急制动AEB、前方碰撞预警FCW、主动车道控制ALC、行人检测系统PDS,后向包含盲点监测BSD、变道辅助LCA、后方碰撞预警RCW、开门报警DOW、倒车碰撞预警RCW等等。毫米波雷达技术的发展趋势是朝着体积更小、功耗更低、集成度更高和多项技术共存融合(性价比更高)方向发展。
有统计数据显示,2015年全球毫米波汽车雷达市场规模约为19.4亿美元,预计2018年将达34.7亿美元,到2020年全球毫米波雷达市场规模将超50亿美元,年复合增长率达21%。而国内市场2015年市场规模约为18亿元,预计2018年将达41.4亿元,到2020年中国毫米波雷达或将超72.1亿元,年复合增长率达32%。
毫米波雷达目前基本为国外一级供应商垄断,他们与主流车厂绑定较紧密,例如博世、大陆、电装、海拉、采埃孚天合、德尔福、奥托立夫等,这7家厂商的市场份额合计达73%。核心元器件也主要被英飞凌、德州仪器、意法半导体、亚德诺半导体等垄断。
国内毫米波雷达产品在精度、探测距离方面相对落后,24GHz已取得快速进展,但77GHz的产品大多处于研发阶段。芜湖森思泰克、湖南纳雷科技、杭州智波、深圳承泰科技、深圳安智杰等企业已推出多款产品化的77GHz、24GHz毫米波雷达,华域汽车、德赛西威、北京行易道、南京隼眼、苏州豪米波、纳雷科技、芜湖森思泰克、木牛科技等企业也在进行77GHz相关的产品研发。其中,深圳安智杰在今年8月完成了A轮5000万元融资,木牛科技在今年1月完成了A轮融资,北京行易道在2017年3月完成了A轮1000万元融资,芜湖森思泰克则在2016年获得了海康威视的3500万元战略投资。

四、超声波雷达
超声波雷达一般安装在汽车的保险杠或者侧面,前者称为UPA,一般用于测量汽车前后障碍物,后者称为APA,用于测量侧方障碍物。目前大部分车型搭载的超声波雷达都为倒车雷达UPA,而随着近年来自动驾驶概念的兴起,基于超声波的自动泊车功能,逐渐进入大众视野,APA的市场会逐渐打开。
根据有关数据显示,2017年全球车载超声波雷达的市场规模约为30亿元,预计到2020年将达到52亿元,年复合增长率为20%左右。超声波雷达模组的主要生产商有博世、法雷奥、日本村田、尼塞拉、电装、三菱、松下、台湾同致电子、深圳航盛电子、深圳豪恩、辉创、上富、广州奥迪威(新三板)、辅易航等。雷达中的超声波传感器的市场份额主要由博世(BOSCH)、日本村田(Murata)、日本尼赛拉(Nicera)等占据。
传统的超声波雷达多用于倒车雷达应用,这部分市场基本被博世、法雷奥占据,国内厂商很多,但能进前装市场的寥寥无几。超声波雷达在技术原理上本身没有太大的难度,国内外厂商之间的差距,主要在于传感器实现上的稳定性和可靠性。
五、结 语
以上是自动驾驶系统应用比较广泛的传感器的发展现状与趋势介绍。从功能上来看,它们有各自的优缺点,为自动驾驶系统提供各方面的功能。总体上看,我国的技术不是很成熟,但大量相关企业获得了资本青睐,而随着近年来自动驾驶发展,未来可期。
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