解密2023年三大汽車傳感器趨勢！

來源：國際電子商情，謝謝

編輯：感知芯視界

“我們將在汽車上看到不同世代的傳感器和計算機，它們具備更高的性能，可以實現(xiàn)不同程度的自動駕駛。”Yole Intelligence的分析師Pierrick Boulay介紹說。

傳感器在高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動駕駛系統(tǒng)(AD)中已經(jīng)非常普遍，它主要用來提高乘客和司機的安全性。如今，攝像頭(Camera)、雷達(Radar)和激光雷達(LiDAR)的組合，被用來掃描車輛環(huán)境、實時處理數(shù)據(jù)，這種方案可以比人類司機有更快、更準(zhǔn)確地反應(yīng)。

為了客觀了解當(dāng)前汽車攝像頭、雷達和LiDAR的市場趨勢，《國際電子商情》姊妹平臺EE Times Europe咨詢了Yole Intelligence(隸屬于Yole Group)光電和傳感部門的高級技術(shù)和市場分析師Pierrick Boulay，該部門首席分析師Pierre Cambou也分享了部分觀點。

EE Times Europe：越來越多的傳感器被部署在車輛中，以提升汽車的主動安全性能，但傳感器的數(shù)量不可能無限增加。伴隨著更多短程、中程和遠程應(yīng)用傳感器的出現(xiàn)，未來的傳感器類別是否會更加具體？

Pierrick Boulay：的確，傳感器的數(shù)量不可能無限增加，這既是出于成本的原因，也是出于集成的原因，沒有人想要一輛看起來像機器人出租車的汽車。每一顆傳感器必須要像雷達一樣，可以完美集成或隱藏在汽車中。目前，傳感器可用于汽車的短程、中程或遠程應(yīng)用，車載雷達通過安裝在不同的位置，可專用于中短程應(yīng)用和遠程應(yīng)用。如今，車載激光雷達主要用于遠程應(yīng)用，我們希望未來能看到短程激光雷達應(yīng)用在高速公路自動變道、城際駕駛，甚至城區(qū)道路駕駛中。以上幾個應(yīng)用需要實時監(jiān)控汽車周邊環(huán)境，避免汽車存在任何的盲區(qū)。我們將在汽車上看到不同世代的傳感器和計算機，它們具備更高的性能，能實現(xiàn)不同程度的自動駕駛。

攝像頭

EETE：根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2021年出產(chǎn)的每輛車平均搭載了2.6個攝像頭，預(yù)計到2027年，平均每輛汽車的攝像頭數(shù)量將上升到4.6個。今天展示的先進原型車通常裝有11到12個攝像頭，根據(jù)出售給普通消費者的自動駕駛汽車(Consumer AV)的路線圖，這類車型平均每輛車搭載了20個以上的攝像頭。而熱敏、可見光成像和夜視攝像頭的技術(shù)和市場趨勢是什么？

Boulay：由于熱像儀成本高、分辨率低，它僅用在少數(shù)汽車型號上。主要的使用情況是檢測路上的行人或動物。只有在價格較低的情況下，此類攝像頭的增長才是可以預(yù)期的。一直到現(xiàn)在，熱像儀的價格仍然非常昂貴，但它們已經(jīng)開始在Waymo、Cruise 和 Zoox等AV（Autonomous Vehicles，自動駕駛汽車）中部署?？赡苓€需要幾年才能成為ADAS中的主流器件。

可見光成像儀的發(fā)展趨勢是分辨率的提升。幾年前，前視ADAS攝像頭的分辨率僅有130萬像素，現(xiàn)在它的分辨率提高到了800萬像素，且未來還有望近一步提高。當(dāng)然，這并非唯一的趨勢——攝像頭的幀率也在提升，如今的幀率已達到每秒60幀，一些玩家還在探索更高的幀率。同時，攝像頭的動態(tài)范圍也很重要，以便能在低光照條件下進行操作，保證汽車能在離開隧道時可以從低光照快速過渡到強光照。另外，交通信號燈是由LED制成的，LED的驅(qū)動方式會誘發(fā)光的閃爍，可能會被運行中的攝像頭誤判。對此，我們還可以通過提升攝像頭的參數(shù)，來抵消光線閃爍帶來的影響。

EETE：可見光攝像頭可能無法在夜間或惡劣天氣條件下提前檢測到危險，而熱像儀在這些環(huán)境下非常有效。我們會在汽車上看到熱像儀越來越多地參與協(xié)同工作嗎？

Boulay：誠然，可見光攝像頭在光線不足或惡劣天氣下的效果不佳，而遠紅外(FIR)或短波紅外(SWIR)攝像頭可以解決這個問題。但目前這些攝像頭的價格仍然太貴了，而且需要進一步改進性能，才能在汽車中完美部署。

沒有任何一種單一模式能解決AV技術(shù)的挑戰(zhàn)。攝像頭可以提高分辨率、速度和動態(tài)范圍，但問題出現(xiàn)在下游的實時計算能力方面。比如，事件相機(Event-Based Camera)帶來了額外的性能，但也要求開發(fā)商必須重新考慮自己的系統(tǒng)。無論如何，攝像頭必須與4D雷達、LiDAR和慣性/GNSS裝置協(xié)同工作。有一件事是肯定的——ADAS和AV技術(shù)的進步——這將需要更多攝像頭和更多樣化的攝像頭類型。

雷達

EETE：根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，全球車載雷達市場規(guī)模在2021年達58億美元，預(yù)計到2027年將以14%的年復(fù)合增長率增長到128億美元，推動其增長的主要驅(qū)動力是什么？

Boulay：部署雷達的主要驅(qū)動因素與汽車安全功能有關(guān)，比如AEB(自動緊急制動)功能，該功能可與ADAS前視攝像頭來協(xié)同工作。多年來，雷達一直被用于汽車后部的盲點檢測。最近，推動雷達的一個新驅(qū)動力與十字路口的安全有關(guān)。為了解決這一問題，OEM廠商越來越多地采用前角雷達。另一驅(qū)動因素與艙內(nèi)感應(yīng)有關(guān)，雷達將用于兒童存在檢測，即使車內(nèi)的孩童被毯子蓋住，CPD(車內(nèi)兒童檢測系統(tǒng))也能檢測到他們。

EETE：誰在引領(lǐng)潮流？科技巨頭是否會通過大規(guī)模投資來改變游戲規(guī)則？是否會出現(xiàn)新的挑戰(zhàn)者？

Boulay：領(lǐng)先的企業(yè)有大陸集團、博世、海拉(現(xiàn)為Forvia)、電裝、Aptiv和Veoneer。這六家企業(yè)擁有約80%的市場份額，當(dāng)然還有一些新玩家正在崛起，比如Arbe、Vayyar、Uhnder和Metawave。他們專注于開發(fā)可提供更佳角度分辨率的成像雷達，從而能更好地感知物體。

EETE：您是否有看到有趣的技術(shù)協(xié)同效應(yīng)？

Boulay：除了集成之外，RF(射頻)性能也有根本性的演變。最初，雷達在轉(zhuǎn)向數(shù)字波束形成(全場景照明)之前使用模擬波束形成和機械轉(zhuǎn)向操作。在數(shù)字波束形成時代，引入了MIMO(多輸入多輸出系統(tǒng))技術(shù)，在保持合理物理尺寸的同時，還增加了虛擬孔徑。目前，業(yè)內(nèi)所有參與者都提供MIMO縮放(從0.2k到2k像素)，以實現(xiàn)低于1°角分辨率的4D成像雷達。盡管如此，外形尺寸和成本仍然很重要。所以我們預(yù)計會出現(xiàn)一個“甜蜜點”。除非使用超過77GHz的頻率，否則雷達中RF的演進可能會即將結(jié)束。在下一代雷達中，重點將轉(zhuǎn)向雷達信號計算。這就是業(yè)界開始研究雷達信號的機器學(xué)習(xí)和人工智能算法的原因。

激光雷達

EETE：根據(jù)Yole Intelligence的數(shù)據(jù)，到2027年，汽車LiDAR市場預(yù)計將達到20億美元，高于2021年的3800萬美元。您認為LiDAR技術(shù)有哪些新興趨勢？

Boulay：首先，LiDAR內(nèi)部的組件類型正在發(fā)生變化。例如，在發(fā)射端由EEL(邊發(fā)射激光器)過渡到VCSEL(垂直腔表面發(fā)射激光器), 接收端探測器從PD(光電二極管)/APD(雪崩二極管)過渡到SPAD(單光子雪崩二極管)/SiPM(硅光電倍增管)，芯片端從FPGA過渡到ASIC。這些變化正在提高掃描范圍、分辨率，從而提高LiDAR的數(shù)據(jù)質(zhì)量。關(guān)于LiDAR的類型，也存在從“具有機械運動部件的混合固態(tài)LiDAR”到“沒有機械運動部件的純固態(tài)LiDAR”的過渡。在未來5到10年內(nèi)，我們還預(yù)計會出現(xiàn)基于光學(xué)的LiDAR，它使用FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)原理進行測距和光學(xué)掃描。

EETE：誰在引領(lǐng)潮流？是中國玩家嗎？

Boulay：在LiDAR市場上，真正能夠向OEM交付產(chǎn)品的玩家寥寥無幾。法雷奧是一個明顯的領(lǐng)導(dǎo)者，自2018年以來它與奧迪一起進行大規(guī)模量產(chǎn)。除了法雷奧之外，我們也注意到來自中國的禾賽科技、速騰聚創(chuàng)，這三家公司目前在市場上占主導(dǎo)地位。另外，包括Innovusion、大陸和華為在內(nèi)的其他公司也在小批量提供LiDAR，而Luminar和Innoviz目前仍未量產(chǎn)。

EETE：在2020-2021年期間，LiDAR是融資輪次和融資金額方面的主導(dǎo)類別。今天的情況如何？

Boulay：2021年，投資者對LiDAR公司的投資總額超過26億美元，但這一數(shù)字在2022年降低了10倍以上。我們認為，投資者正在更謹慎地考慮投資對象。他們希望能投資于合適的創(chuàng)業(yè)公司，這些公司的技術(shù)不僅能保持低成本，還能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，同時還要滿足汽車對的LiDAR需求。與此同時，投資者正在尋找能夠真正向OEM交付LiDAR的公司。

EETE：我們會看到該領(lǐng)域的整合嗎？

Boulay：是的，很明顯。如果我們觀察汽車攝像頭和雷達市場，其中四至五家廠商約占據(jù)75%的市場份額。從中長期來看，我們預(yù)計LiDAR領(lǐng)域也會出現(xiàn)類似的動態(tài)。Velodyne/Ouster等LiDAR制造商之間的整合將繼續(xù)，或者Tier-1公司將收購LiDAR公司。其他公司將消失，或?qū)⒅攸c轉(zhuǎn)向工業(yè)應(yīng)用，以更快地盈利。

EETE：我們在感知傳感器方面還缺少什么？

Boulay：需要降低LiDAR傳感器的成本，以實現(xiàn)自動駕駛功能，但成本也與產(chǎn)量有關(guān)。如今，LiDAR傳感器的產(chǎn)量太低，而提高產(chǎn)量對大幅降低成本至關(guān)重要。此外，還需要進行更多的開發(fā)，才能在惡劣天氣下實現(xiàn)自動駕駛。最近，Waymo發(fā)布了一段視頻，視頻展示的是——下雨天，Robotaxis可以在沒有安全駕駛員的情況下實現(xiàn)自動駕駛。因此，汽車實現(xiàn)自動駕駛是可能的，而汽車從業(yè)者還需要做更多的工作。這將與傳感器硬件和相關(guān)的感知軟件有關(guān)。

*本文翻譯自《國際電子商情》姊妹平臺EE Times Europe，參考原文：Cameras, Radars, LiDARs: Sensing the Road Ahead.

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審核編輯黃宇