汽车传感器赋能ADAS,成为汽车产业提振的希望

Image

作者:麦姆斯咨询王懿,来源: MEMS

越来越多的高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)功能将吸引用户购买新车,重启汽车业务增长。

新型冠状病毒危机之后,丰富的ADAS功能将提振汽车产业

据麦姆斯咨询介绍,汽车产业已经明显看到,全球新型冠状病毒危机的影响从“供应链冲击”演变为“用户需求冲击”。与2019年的生产水平相比,2020年的新车产量预计将下降30%。汽车产业正朝着“互联、自动、共享、电动”四大趋势发展,但是,由于紧急情况发生,发展速度可能会发生变化。“电动”将成为OEM汽车厂商当前的主要“进攻点”,这是因为二氧化碳(CO2)排放法规的实施造成的。

OEM汽车厂商的另一个主要目标是开发ADAS,以实现安全和自动驾驶功能。正如美国汽车协会(AAA)在2019年10月表达的观点,先进紧急制动系统(AEB)的开发是避免前向碰撞的重要一步,但仍可以再完善一些。此外,在交通拥堵或高速公路上的自动驾驶功能也将由OEM汽车厂商开发完成,因为用户正在寻找“自动”功能以减轻驾驶负担。与此同时,这些功能的开发也将成为OEM汽车厂商差异化产品的一种方式。

为了实现上述目标,需要为汽车增加更多的MEMS和传感器、更强的计算能力以及新的电气/电子(E/E)架构。特斯拉(Tesla)已通过结合毫米波雷达、摄像头启动了ADAS和自动驾驶功能,奥迪(Audi)更是增加了激光雷达(LiDAR)。为了融合各种传感器生成的数据,奥迪和Aptiv开发了用于前向传感器的域控制器zFAS。特斯拉推出的Autopilot自动辅助驾驶系统帮助用户将驾驶操作化繁为简,通过软件更新,该系统可以不断引入新功能并完善现有功能,持续提升车辆的安全性和功能性。这些功能带来的创新将成为汽车市场重启的希望。

应用于自动驾驶的传感器数据融合
应用于自动驾驶的传感器数据融合(2020年 vs. 2030年)

2025年汽车ADAS传感和计算市场将达224亿美元

新型冠状病毒危机严重影响汽车生产。预计将需要三年时间才能恢复到疫情前的相同产出水平。2020年底,预计毫米波雷达、摄像头、激光雷达和计算ADAS的全球市场将达到86亿美元。该市场中最大一块营收由38亿美元的毫米波雷达产生,其次是35亿美元的摄像头营收。激光雷达营收还很小,约为4千万美元,而计算ADAS将产生13亿美元营收。

2020~2025年汽车ADAS传感和计算市场(来源:Yole)

2020~2025年汽车ADAS传感和计算市场(来源:Yole)

随着毫米波雷达和摄像头在汽车中的普及率提高,相关的市场营收将从新型冠状病毒危机中逐步恢复。毫米波雷达市场营收将在2025年达到91亿美元,复合年增长率(CAGR)为19%。摄像头市场营收将在2025年达到81亿美元,复合年增长率为18%。来自计算ADAS的市场营收将在2025年达到35亿美元,复合年增长率为22%。

由于只有宝马(BMW)和沃尔沃(Volvo)这样的OEM汽车厂商在少量车型中将激光雷达作为选装件,因此激光雷达市场营收当前仍非常小。预计未来几年还会有其它OEM汽车厂商会采用激光雷达,但实施将仅限于高端车型,所以预计销量有限。在这种情况下,激光雷达市场营收将在2025年达到17亿美元,复合年增长率为113%。激光雷达是OEM和Tier-1厂商的“杀手锏”传感器,可以实现精确的3D环境建模;同时,毫米波雷达和摄像头也在不断提高其性能。

自动驾驶需要更好性能的传感器

如今,毫米波雷达和摄像头已成为OEM汽车厂商用来开发安全性和自动驾驶功能的主要传感器。因此,前向ADAS单目摄像头的普及率将从2020年的51%增长到2025年的85%。这种摄像头是多功能的,可用于AEB以及其它功能,例如车道保持辅助(LKA)或交通标志识别(TSR)。对于大多数高端汽车(如特斯拉),前向ADAS三合一摄像头用于开发高级自动驾驶功能。

毫米波雷达与时俱进,技术不断进步。从2019年开始,具有更好垂直视野的3D雷达应用于车辆高度检测。随着性能提升,预计2021年成像雷达将开始部署在汽车上。这种成像雷达将与以深度学习为代表的人工智能技术相结合。

汽车ADAS传感器(毫米波雷达、摄像头、激光雷达)技术路线图

汽车ADAS传感器(毫米波雷达、摄像头、激光雷达)技术路线图(来源:Yole)

在激光雷达方面,技术路线正在从宏观机械扫描转向MEMS扫描和Flash。大多数激光雷达厂商都参与到固态技术之中。激光雷达的问题之一是如何与汽车集成。目前,激光雷达主要集成在汽车保险杠格栅(grill)中,但这可能不是理想的解决方案。OEM和Tier-1厂商希望将其集成在大灯或挡风玻璃后面。为此,将需要投入更多的研发来减小激光雷达的体积并使其易于集成。

激光雷达的另一个问题是需要实时处理其生成的大量数据。高计算能力(每秒超过25兆次运算)将是必须具备的。激光雷达的最后一个问题是与其它两种传感技术(毫米波雷达和摄像头)相比的成本。它的成本大约是ADAS单目摄像头的10倍。因此,除了减小激光雷达的体积之外,OEM汽车厂商也需要采用降低成本的方法。

文章分类

相关文章

最新内容

关注微信公众号,抢先看到最新精选资讯

关注村田中文技术社区微信号,每天收到精选设计资讯