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2023年智能駕駛傳感器十大趨勢(shì)

來(lái)源:hzvigor 時(shí)間:2023-01-03
2023年智能駕駛傳感器十大趨勢(shì)插圖

????? 2022年,汽車(chē)行業(yè)加速邁向電動(dòng)化、智能化。根據(jù)乘聯(lián)會(huì)的數(shù)據(jù),2022年前11個(gè)月,中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)上新能源汽車(chē)的零售量已經(jīng)突破500萬(wàn)輛,達(dá)到503萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)100.1%。

當(dāng)然,伴隨電動(dòng)化浪潮,汽車(chē)智能化同樣是當(dāng)下汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的核心話題之一,各種輔助駕駛系統(tǒng)早已成為新能源汽車(chē)的標(biāo)配。IDC預(yù)測(cè),全球自動(dòng)駕駛汽車(chē)合計(jì)出貨量將從2020年的2773.5萬(wàn)輛增 至2024年的5424.7萬(wàn)輛,滲透率預(yù)計(jì)超過(guò)五成,2020—2024年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)18.3%,其中L3級(jí)別2024年出貨量或?qū)⑦_(dá)到約69萬(wàn)輛。

而2022年1-10月,中國(guó)乘用車(chē)市場(chǎng)上,L2級(jí)自動(dòng)駕駛乘用車(chē)滲透率就高達(dá)33.9%,較2021年一季度的7.5%獲得巨幅提升。

在L2級(jí)自動(dòng)駕駛滲透率持續(xù)高漲的同時(shí),作為自動(dòng)駕駛的核心之一,相關(guān)的車(chē)載傳感器也在迎來(lái)快速迭代的時(shí)期。那么本文將基于我們?cè)谶^(guò)去的2022年中,對(duì)智能駕駛傳感器行業(yè)的持續(xù)關(guān)注,以及與行業(yè)內(nèi)多家企業(yè)的交流,結(jié)合多方信息,來(lái)對(duì)2023年智能駕駛傳感器行業(yè)以及市場(chǎng)趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和預(yù)測(cè)。

一、車(chē)載激光雷達(dá)大規(guī)模起量

對(duì)于激光雷達(dá)在乘用車(chē)上的應(yīng)用,在過(guò)去幾年時(shí)間中都存在很多爭(zhēng)議,包括價(jià)格昂貴維修成本高、規(guī)模量產(chǎn)難等。但短短幾年時(shí)間里,隨著激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以及自動(dòng)駕駛技術(shù)對(duì)傳感器提出的更高需求,激光雷達(dá)已經(jīng)成為了中高端智能駕駛汽車(chē)的重要配置之一。

按照2022年前11個(gè)月的數(shù)據(jù)估算,2022年全年國(guó)內(nèi)搭載激光雷達(dá)的車(chē)型銷(xiāo)量將超過(guò)10萬(wàn)輛。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),全球激光雷達(dá)在ADAS市場(chǎng)的出貨量將從2020年20萬(wàn)個(gè)增長(zhǎng)至2025年340萬(wàn)個(gè),CAGR 達(dá)76.2%;預(yù)計(jì)到2032年出貨量將達(dá)到2660萬(wàn)個(gè)。

而2023年,我們可以看到更多車(chē)企搭載激光雷達(dá)的車(chē)型將會(huì)上市,而激光雷達(dá)廠商的產(chǎn)能也在明年會(huì)有較大的提升。比如禾賽年產(chǎn)能百萬(wàn)臺(tái)的麥克斯韋工廠將在明年全面投產(chǎn),速騰聚創(chuàng)和立訊合資組建立騰創(chuàng)新,建設(shè)智能制造集群,一期投入10億元,預(yù)計(jì)年產(chǎn)能百萬(wàn)臺(tái)。那么在產(chǎn)能的支持以及需求高漲的情況下,明年車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái)更大規(guī)模的增量。

二、激光雷達(dá)進(jìn)入400+超高線數(shù)時(shí)代

2022年底,激光雷達(dá)公司扎堆發(fā)布新品,其中鐳神智能、北醒都在2022年的最后一個(gè)月推出新品。值得注意的是,鐳神智能推出的圖像級(jí)1550nm光纖車(chē)規(guī)激光雷達(dá),最高線數(shù)達(dá)到400線,而北醒的新一代激光雷達(dá)AD2,更是高達(dá)512線。

當(dāng)前主流的前向激光雷達(dá)的激光線束數(shù)一般在等效128線,而目前量產(chǎn)線數(shù)最高的是圖達(dá)通獵鷹,目前主要在蔚來(lái)旗下車(chē)型上搭載。而激光線數(shù)高所帶來(lái)的效果就是分辨率可以達(dá)到更高,北醒用一個(gè)平放在路面上22cm高的輪胎舉例,512線的激光雷達(dá)AD2通過(guò)讓垂直分辨率達(dá)到0.05°,將有效探測(cè)識(shí)別距離提高至126米,在100km/h的行駛速度下,可為智能駕駛系統(tǒng)爭(zhēng)取到額外的2.1秒的時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)的決策、規(guī)劃與控制,大幅提高智能駕駛的安全性。

與此同時(shí),這些高線數(shù)激光雷達(dá)也并非遙不可及,北醒的512線激光雷達(dá)據(jù)稱已經(jīng)獲得國(guó)內(nèi)一家造車(chē)新勢(shì)力的量產(chǎn)定點(diǎn),將在明年第二季度正式量產(chǎn)上車(chē),有可能明年就能在路上看到512線激光雷達(dá)。

三、純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)成為市場(chǎng)新增長(zhǎng)點(diǎn)

純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)也是2022年激光雷達(dá)行業(yè)的一個(gè)關(guān)注點(diǎn),亮道智能、禾賽、速騰聚創(chuàng)等相繼發(fā)布了純固態(tài)的補(bǔ)盲激光雷達(dá)產(chǎn)品,并且都將在2023年下半年實(shí)現(xiàn)SOP。

隨著激光雷達(dá)的規(guī)模化應(yīng)用逐漸上量,下游市場(chǎng)對(duì)于產(chǎn)品的需求開(kāi)始基于不同場(chǎng)景產(chǎn)生細(xì)分,短距補(bǔ)盲激光雷達(dá)作為城區(qū)、泊車(chē)和高速三大核心場(chǎng)景下的有效補(bǔ)充,開(kāi)始成為市場(chǎng)關(guān)注的重點(diǎn)之一。而補(bǔ)盲激光雷達(dá)的幾個(gè)需求主要在于垂直視場(chǎng)角、測(cè)距距離不需要太遠(yuǎn)、價(jià)格合適等,而Flash純固態(tài)的激光雷達(dá),由于芯片化大大簡(jiǎn)化了裝配流程以及制造難度,更易大規(guī)模量產(chǎn),在有足夠的需求量時(shí),成本能夠很好控制在較低的水平。

而按照明年下半年SOP的節(jié)奏,明年應(yīng)該會(huì)有一大批新車(chē)將會(huì)官宣搭載這種補(bǔ)盲激光雷達(dá)。禾賽發(fā)布純固態(tài)近距補(bǔ)盲激光雷達(dá)FT120時(shí),就已經(jīng)宣布獲得來(lái)自多家主機(jī)廠總計(jì)超過(guò)一百萬(wàn)臺(tái)的定點(diǎn)。同時(shí)值得注意的是,與前向長(zhǎng)距激光雷達(dá)不同,補(bǔ)盲激光雷達(dá)往往在單車(chē)上至少配置兩臺(tái),因此補(bǔ)盲應(yīng)用能否成為明年激光雷達(dá)市場(chǎng)的重要增長(zhǎng)點(diǎn),也很值得關(guān)注。

四、4D毫米波雷達(dá)上量

2022年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)有不少車(chē)型率先搭載4D毫米波雷達(dá),比如飛凡R7、長(zhǎng)安深藍(lán)SL03等。4D毫米波雷達(dá)相比傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá),除了可以計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的距離、速度、水平角信息,還能計(jì)算出目標(biāo)的俯仰角信息,進(jìn)而提供汽車(chē)周?chē)沫h(huán)境信息。

從描述中也不難看出,4D毫米波雷達(dá)其實(shí)在功能上與激光雷達(dá)有一些類似,而與激光雷達(dá)相比,4D毫米波雷達(dá)甚至在惡劣天氣的環(huán)境下表現(xiàn)會(huì)更好。因此也有人認(rèn)為4D毫米波雷達(dá)會(huì)成為激光雷達(dá)的平替產(chǎn)品。

同時(shí)在價(jià)格方面,4D毫米波雷達(dá)的成本可以控制在千元以內(nèi),但激光雷達(dá)受限于元器件以及光學(xué)器件等復(fù)雜程度,成本短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法跌至與4D毫米波雷達(dá)相近的水平。

當(dāng)然,從分辨率的角度來(lái)看,4D毫米波雷達(dá)目前仍跟一些高線數(shù)的激光雷達(dá)無(wú)法相比,而且4D毫米波雷達(dá)可能受到復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾。4D毫米波雷達(dá)的上量,還需要有更多的主機(jī)廠去嘗試使用,提供足夠的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。2022年的量產(chǎn)上車(chē),或許是2023年4D毫米波雷達(dá)市場(chǎng)上量的前哨,但能否在主機(jī)廠中推廣開(kāi)依然還需要市場(chǎng)的進(jìn)一步檢驗(yàn)。

五、低成本L4自動(dòng)駕駛方案

自動(dòng)駕駛落地難早已是業(yè)界老生常談的話題。但2022年開(kāi)始,各家自動(dòng)駕駛公司開(kāi)始發(fā)布低成本的自動(dòng)駕駛方案,包括傳感器、計(jì)算平臺(tái)、算法等,希望利用L4級(jí)自動(dòng)駕駛的低成本方案,加速推動(dòng)自動(dòng)駕駛的商業(yè)化進(jìn)程。

元戎啟行CEO周光在2022年粵港澳大灣區(qū)車(chē)展上曾表示,低成本的L4級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)會(huì)成為自動(dòng)駕駛企業(yè)和車(chē)企合作量產(chǎn)的“敲門(mén)磚”

輕舟智航甚至表示他們的第四代量產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)自動(dòng)駕駛方案DBQ V4,只需10%的成本即可實(shí)現(xiàn)99%的L4能力,量產(chǎn)成本低至1萬(wàn)元人民幣。DBQ V4可以支持1~5個(gè)激光雷達(dá)、0~4個(gè)盲區(qū)雷達(dá)、6個(gè)毫米波雷達(dá)、12個(gè)感知攝像頭。不過(guò)1萬(wàn)人民幣的版本目前單賣(mài)硬件都無(wú)法收回成本,短期內(nèi)在傳感器以及算力芯片成本仍未有大幅下降的前提下,1萬(wàn)元的成本幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

元戎啟行此前也發(fā)布了可量產(chǎn)的L4方案,包含雙Orin芯片和2—5個(gè)車(chē)規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷達(dá),據(jù)稱成本低于1萬(wàn)美元。

而2023年低成本的概念可能依然會(huì)圍繞著自動(dòng)駕駛行業(yè),作為應(yīng)用落地的一個(gè)重要推進(jìn)方向。隨著激光雷達(dá)等傳感器的成本下降,以往高高在上的L4自動(dòng)駕駛或許會(huì)因此加速下放到更多乘用車(chē)中。

六、激光雷達(dá)自研芯片

2022年各家發(fā)布的補(bǔ)盲激光雷達(dá)上均采用改了Flash純固態(tài)方案,這種方案的主要特征是完全無(wú)需活動(dòng)部件,所有包括發(fā)射、接受的部分都采用了芯片化設(shè)計(jì),提升了激光雷達(dá)可靠性的同時(shí),簡(jiǎn)化了裝配流程以及制造難度,更易大規(guī)模量產(chǎn),同時(shí)能夠有效降低生產(chǎn)成本。

其中值得關(guān)注的點(diǎn)是,激光雷達(dá)廠商在Flash激光雷達(dá)上開(kāi)始大量采用自研芯片。在過(guò)往的機(jī)構(gòu)拆解中,我們可以看到主流車(chē)載激光雷達(dá)的主控芯片基本上采用FPGA,但自研芯片一方面能更好地提升產(chǎn)品性能、增強(qiáng)可靠性;另一方面,自研芯片可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡可能簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工序,降低成本。二者結(jié)合,可以更好地實(shí)現(xiàn)性能、成本、可靠性的均衡,適配前裝量產(chǎn)規(guī)?;瘧?yīng)用的需求。

對(duì)激光雷達(dá)廠商而言,自研芯片在產(chǎn)品擁有足夠的量時(shí),大幅降低芯片部分的成本,特別是純固態(tài)。像速騰、禾賽的兩款補(bǔ)盲激光雷達(dá)都采用了自研的SPAD和SoC,在接受以及信號(hào)處理部分都采用了自研芯片。

2023年,相信擁有一定規(guī)模的量的激光雷達(dá)公司,都會(huì)投入到自研芯片的行列中。這是為未來(lái)傳感器降本之戰(zhàn)的布局,同時(shí)也是產(chǎn)品硬件算法成熟的一種表現(xiàn)。

七、800萬(wàn)像素CIS滲透率持續(xù)升高

其實(shí)800萬(wàn)像素CIS在量產(chǎn)車(chē)型上搭載已經(jīng)有一段時(shí)間,但高像素隨之帶來(lái)的是對(duì)算力需要的高漲,所以算力硬件的升級(jí)和傳感器數(shù)量以及規(guī)格升級(jí)其實(shí)也是密不可分的。截至今年11月,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),市面上在售,搭載800萬(wàn)像素?cái)z像頭的車(chē)型已經(jīng)超過(guò)10款,主要集中在中高端車(chē)型上。

而隨著算力硬件的發(fā)展,能夠看得更遠(yuǎn)、更清晰的800萬(wàn)像素?cái)z像頭自然會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。不過(guò),行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,由于高像素為算力部分帶來(lái)巨大壓力,車(chē)載攝像頭不會(huì)像手機(jī)一樣,無(wú)止境地追求分辨率,ADAS系統(tǒng)的攝像頭像素未來(lái)可能會(huì)提升至12-15MP,且升級(jí)的周期會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)。

2023年800萬(wàn)像素CIS在車(chē)載攝像頭中的滲透率毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)持續(xù)升高,并保持較高的增速。

以往倒車(chē)?yán)走_(dá)應(yīng)用中,一般需要4—6個(gè)超聲波雷達(dá),主要分布安裝在車(chē)頭車(chē)尾的保險(xiǎn)杠處。而目前的高階自動(dòng)駕駛泊車(chē)方案,包括APA、AVP等應(yīng)用中,一般需要8—12顆超聲波雷達(dá),從數(shù)量上相比以往的倒車(chē)?yán)走_(dá)應(yīng)用增加一倍以上。

全球市場(chǎng)上,ICV的數(shù)據(jù)顯示,2021年全球乘用車(chē)?yán)走_(dá)安裝量達(dá)到5.5億只,預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到9.7億只。同時(shí)2021年全球乘用車(chē)采用12顆超聲波雷達(dá)的方案占比達(dá)到28.62%,預(yù)計(jì)2025年達(dá)到55.35%,12顆超聲波雷達(dá)方案將成為市場(chǎng)主流。

八、紅外傳感器重新受關(guān)注

紅外傳感器在一些高端車(chē)型上會(huì)作為夜間安全的一項(xiàng)配置選裝,作用是在夜間識(shí)別出路上突然出現(xiàn)的物體。而2022年,包括一些主機(jī)廠以及自動(dòng)駕駛廠商、都開(kāi)始對(duì)紅外傳感器在自動(dòng)駕駛上的應(yīng)用感興趣。

紅外熱成像相比于其他傳感器,首先在識(shí)別生物上具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),特別是在行人識(shí)別方面。同時(shí)不只是在夜間,紅外熱成像是可以全天候工作的,不受白天夜間影響,并且可以彌補(bǔ)視覺(jué)傳感中難以防止眩光的劣勢(shì)。另外,紅外在霧霾等惡劣天氣環(huán)境中有良好的穿透效果,這也是激光雷達(dá)以及視覺(jué)傳感的劣勢(shì)場(chǎng)景之一。

不過(guò),高分辨率的車(chē)規(guī)紅外傳感器價(jià)格并不低,甚至可以與一些激光雷達(dá)相當(dāng)。2023年行業(yè)對(duì)紅外傳感器的關(guān)注還會(huì)繼續(xù),但距離真正上車(chē)可能還會(huì)有一段很長(zhǎng)的時(shí)間。

九、IMU重要性越來(lái)越高

慣性測(cè)量單元IMU傳感器主要由三個(gè)陀螺儀+三個(gè)加速度計(jì)組成,可提供超過(guò)六個(gè)自由度 (6-DOF) 的測(cè)量值。陀螺儀用于測(cè)量車(chē)輛三個(gè)不同方向的角速率,同時(shí)角速率隨時(shí)間積分生成roll、pitch及yaw三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸數(shù)據(jù),進(jìn)而輸出物體的姿態(tài)信息。而加速度計(jì)則用于測(cè)量車(chē)輛前后、左右、上下方向上的線性加速度,隨著時(shí)間推移,加速度積分生成速度數(shù)據(jù),最終生成行進(jìn)距離。

在高階自動(dòng)駕駛中,IMU會(huì)作為安全防線,保障自動(dòng)駕駛安全。比如在隧道或者外部天氣惡劣的情況下,導(dǎo)航系統(tǒng)失效,或是激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器失效時(shí),IMU可以估算出行駛路徑,而保障自動(dòng)駕駛的正常運(yùn)作。隨著L3、L4等高階自動(dòng)駕駛逐漸落地,IMU也將會(huì)發(fā)揮出更重要的作用。

十、感知傳感器數(shù)量和種類越來(lái)越多

近幾年間,我們可以看到智能汽車(chē)上的感知傳感器數(shù)量和種類在不斷增多,但2023年這樣的趨勢(shì)依然會(huì)延續(xù)下去。隨著L2級(jí)以上的自動(dòng)駕駛需求、以及APA、AVP、360°環(huán)視等需求下,車(chē)身感知要用到的傳感器數(shù)量仍會(huì)持續(xù)增加,并且伴隨著傳感器成本的降低,從中高端滲透到中低端車(chē)型上。

另外像前面提到的紅外傳感器,也有可能作為一個(gè)新的傳感器品類加入到智能汽車(chē)傳感器的“全家桶”中。

 

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