汽車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)成為傳感器的重要應(yīng)用市場(chǎng),MEMS汽車(chē)傳感器作為汽車(chē)電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的重要信息源,對(duì)溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度和振動(dòng)等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量和控制。當(dāng)前,一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝了近百個(gè)傳感器,而豪華轎車(chē)上的傳感器數(shù)量多達(dá)200個(gè),那么作為未來(lái)主流的智能電動(dòng)汽車(chē),其自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要多少傳感器來(lái)支撐呢?
自動(dòng)駕駛系統(tǒng)涵蓋三個(gè)方面,分別為:
1)感知層,通過(guò)傳感器(包括車(chē)載攝像頭/超聲波雷達(dá)/毫米波雷達(dá)/激光雷達(dá)等)感知車(chē)身周?chē)h(huán)境;
2)決策層,通過(guò)感知層收集的信息作出相應(yīng)的決策(涉及芯片/算法);
3)執(zhí)行層,通過(guò)接收傳感器的實(shí)時(shí)信息、以及芯片/算法得出的決策信號(hào)從而采取包括剎車(chē)/警示等在內(nèi)的行車(chē)行動(dòng)。其中硬件設(shè)備包括傳感器、芯片、高精地圖。
感知就像人類(lèi)通過(guò)眼睛和耳朵感知周?chē)闆r,自動(dòng)駕駛的感知是通過(guò)激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、高清攝像頭等硬件設(shè)備的周?chē)兄巴ㄟ^(guò)GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))、IMU(慣性測(cè)量單元)、RTK(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))定位等絕對(duì)位置定位組成,用來(lái)搜集車(chē)輛周邊的環(huán)境。
智能駕駛感知層各類(lèi)傳感器及相關(guān)企業(yè)
1、激光雷達(dá)
激光雷達(dá)最重要的兩個(gè)屬性是測(cè)距和精度。激光雷達(dá)可以主動(dòng)探測(cè)周?chē)h(huán)境,屬于“主動(dòng)視覺(jué)”,即使在夜間仍能準(zhǔn)確地檢測(cè)障礙物。因?yàn)榧す夤馐泳蹟n,所以比毫米波雷達(dá)擁有更高的探測(cè)精度。缺點(diǎn)在于成本高昂、技術(shù)不成熟、影響車(chē)輛整體外觀。激光雷達(dá)成本高于2萬(wàn)元,而攝像頭最多僅2000元,雷達(dá)則更便宜,激光雷達(dá)主導(dǎo)的解決方案為主機(jī)廠帶來(lái)成本壓力。
近日,全球知名市場(chǎng)研究與戰(zhàn)略咨詢公司Yole Développement發(fā)布了《2021年汽車(chē)與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報(bào)告》)。《報(bào)告》統(tǒng)計(jì)了包括全球十余家頭部企業(yè)在內(nèi)的激光雷達(dá)研發(fā)制造商在汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)應(yīng)用的份額占比情況。
來(lái)源:Yole Développement
報(bào)告顯示,法雷奧排名第一,占比 28%;RoboSense(速騰聚創(chuàng))占比10%,排名第二;Luminar、Livox(大疆)、電裝、大陸、Cepton五家廠商以7%占有率,并列第三;緊隨其后的是Innoviz、Ibeo、華為、禾賽科技、Innovusion(圖達(dá)通)、Velodyne,占有率均為3%。
2、超聲波雷達(dá)
超聲波雷達(dá)在汽車(chē)中的應(yīng)用已經(jīng)有很多年了,在許多車(chē)輛的前后兩側(cè)都能發(fā)現(xiàn)它們的身影。按工作頻率劃分,超聲波雷達(dá)有40kHz、48kHz和58kHz三種,頻率越高,靈敏度越高,探測(cè)角度越小。在工作狀態(tài),通過(guò)收發(fā)超聲波,超聲波雷達(dá)能以1-3cm精度測(cè)算0.2-5m范圍內(nèi)的障礙物。
然而,由于工作頻率屬于聲波范圍,超聲波雷達(dá)的不足也是顯而易見(jiàn)的。尤其是汽車(chē)在高速行駛過(guò)程中,由于超聲波信號(hào)的傳播延遲,接收到的信息會(huì)出現(xiàn)一定的延遲。另外,超聲波設(shè)備也存在方向性差的問(wèn)題,需要更多的設(shè)備來(lái)覆蓋同一個(gè)區(qū)域,而且天氣條件也會(huì)極大地影響它們的探測(cè)效果。
不過(guò),這并沒(méi)有影響超聲波雷達(dá)在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用,非常關(guān)鍵的一點(diǎn)就是它的超高性價(jià)比。市場(chǎng)上單個(gè)超聲波雷達(dá)的售價(jià)僅為數(shù)十元人民幣,按照一套倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)安裝4個(gè)超聲波雷達(dá)計(jì)算,硬件成本還不足二百元。自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)雖然需要的超聲波雷達(dá)數(shù)量多一些,但硬件總成本也能控制在五百元左右。與動(dòng)不動(dòng)就要數(shù)萬(wàn)元甚至數(shù)十萬(wàn)元的激光雷達(dá)相比,超聲波雷達(dá)在成本方面的優(yōu)勢(shì)實(shí)在太突出了。
超聲波目前的使用場(chǎng)景,基本有三種,一種是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的后向倒車(chē)輔助、警告障礙物的預(yù)警功能,配置的超聲波雷達(dá)數(shù)量一般是4個(gè);另一種是增加了汽車(chē)在前進(jìn)過(guò)程中的預(yù)警,配置數(shù)量在8個(gè);最后一種就是配置12個(gè),實(shí)現(xiàn)水平、垂直、斜向全自動(dòng)泊車(chē)的功能。