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汽车传感器超强科普:一文看懂各类传感器的优劣势及应用


  来源: 旺材芯片 时间:2021-01-13 编辑:清风
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毫米波雷达关键技术被外商垄断,集中度较高。在全球毫米波雷达市场上,占主导地位的是德国、美国、日本等国家。目前毫米波雷达技术主要由大陆、博世、电装、奥托立夫、Denso、德尔福等传统零部巨头所垄断;其中,77GHz 毫米波雷达技术被垄断于博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、Hitachi 等公司手中。2016年,博世和大陆全球毫米波雷达市场占有率均为 17%,并列第一;电装、海拉并列第二,市场份额为 11%,采埃孚占据 8%,德尔福占据 6%,奥托立夫占据 4%。前七大供应商巨头市场占有率达到 73%。


▲毫米波雷达海外主要供应商及产品


国内毫米波雷达依赖进口,受限国外技术封锁,24GHz 毫米波雷达是主流方向。目前中国市场中高端汽车装配的毫米波雷达传感器全部都依赖国外进口,市场被美、日、德企业垄断,价格昂贵,并采取了技术封锁,自主可控迫在眉睫。国内自主车载毫米波雷达产品总体仍处于研制阶段。考虑到研发成本和 77GHz 开发技术受限,目前国内厂商对于毫米波雷达的研发方向集中于 24GHz。国内市场上,24GHz 毫米波雷达的产品体系已经相对成熟,供应链已经相对稳定,24GHz 的核心芯片能从英飞凌、飞思卡尔等芯片供应商获得。据麦姆斯咨询研究表明,2016 年中国汽车预装毫米波雷达的数量达到 105 万个,其中 24GHz 雷达占比 63.8%,77GHz 雷达占比 36.2%。


根据测算,毫米波雷达 2019、2020 年以及 2025 年市场规模可以达到 4.7 亿元、36亿元、80 亿元。2017-2025 复合增长率达到 58%左右。


(2)激光雷达:L3-L5 自动驾驶中的关键


激光雷达是一种综合的光探测与测量系统,通过发射接受激光束,分析激光遇到目标对象后的折返时间,计算出目标对象与车的相对距离。目前常见的有 8 线、16 线、32 线激光雷达。激光雷达线束越多,测量精度越高,安全性越高。激光雷达并不是新鲜事物,早已在航空航天、测绘等领域进行了应用。随着汽车智能化的发展,L3 级别自动驾驶中开始应用激光雷达,由于其高精度、实时 3D 环境建模的特点将成为 L3-L5 阶段中最为关键的传感器。


▲激光雷达工作原理


▲Velodyne HDL-64E 激光雷达 3D 呈像


激光雷达固态化是未来趋势,存在小型化、低成本优势。业内降低激光雷达成本主要有两个方式:1)取消机械旋转结构、采用固态化技术根本性降低激光雷达成本。固态激光雷达体积更小,方便集成,并且系统可靠性提升,因此激光雷达有向固态发展的趋势。2)降低激光雷达线数,组合使用多个低线数激光雷达。从机械旋转式过渡到混合固态再到纯固态激光雷达,随着量产规模的扩大、技术迭代更新,成本不断降低,激光雷达也在不断向小型化、低功耗、集成化发展。


激光雷达的核心技术主要掌握在 Velodyne、Ibeo、Quanergy 三家企业中。美国Velodyne 的机械式激光雷达起步较早,技术领先,最新已推出 128 线原型产品VLS-128,同时与谷歌、通用汽车、福特、Uber、百度等全球自动驾驶领军企业建立了合作关系,占据了车载激光雷达大部分的市场份额。


Google、百度、福特、奥迪、宝马等各企业相继采用激光雷达的感知解决方案。宝马声明联手激光雷达创企 Innoviz 研发无人驾驶汽车,预计 2021 年推出。根据个公司官网激光雷达产品价格,单车激光雷达传感器价值在 3~8 万美元之间。


短期内激光雷达不会大规模应用于汽车领域。尽管自动驾驶加速发展给激光雷达行业创造了较好的应用前景,但是激光雷达自身发展的诸多痛点却限制了其在自动驾驶汽车上的应用。限制因素主要有三个方面:1)成本高昂。激光雷达龙头 Velodyne16线产品 0.8 万美元,32 线产品 4 万美元,64 线产品约 8 万美元。


高昂的产品价格也抑制了激光雷达在自动驾驶车辆中的应用。2)难以量产、交货周期长。Velodyne64线产品生产周期要 4-8 周,32 线和 16 线也要 2-4 周,为了保证激光雷达传递接受信号的精准性,其复杂的组装和调校过程拉大了其交货周期。3)缺乏相关车规。目前自动驾驶只是一个前瞻性的概念,具体还没有实践,没有相应的政策法规的强制性要求,这在一定程度上也限制了激光雷达在自动驾驶领域的普及。


关键词:传感器 汽车传感器 激光雷达 超声波雷达    浏览量:11956

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