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賦能自動駕駛傳感器融合，本土供應(yīng)商快速崛起

2021-03-29 09:34:33來源：蓋世汽車 閱讀量：122 評論

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導(dǎo)讀：汽車智能化變革的出現(xiàn)，讓超聲波雷達、攝像頭、毫米波雷達等環(huán)境感知技術(shù)有了更大的用武之地。

　　堅持走視覺主導(dǎo)路線的特斯拉又雙叒叕出事了。本月中旬，一輛特斯拉Model Y在底特律市郊撞上了一輛白色半掛卡車，車頭直接鉆進了卡車的貨柜之下。這并非特斯拉*發(fā)生此類事故，早在2016年特斯拉就因視覺識別系統(tǒng)錯誤地把卡車白色貨廂識別成了天空而引發(fā)過交通事故，之后類似事故又陸陸續(xù)續(xù)發(fā)生了幾起。
 
　　有了特斯拉的“前車之鑒”，加之超聲波雷達、攝像頭、毫米波雷達等確實存在各自的性能缺陷，依靠單一種類傳感器無法勝任自動駕駛，尤其是L3+高階自動駕駛的復(fù)雜情況與安全冗余，基于多傳感器融合的感知方案便成了行業(yè)的必然選擇。
特斯拉感知方案，圖片來源：teslarati
 
　　智能駕駛快速發(fā)展，傳感器融合是必經(jīng)之路
 
　　汽車智能化變革的出現(xiàn)，讓超聲波雷達、攝像頭、毫米波雷達等環(huán)境感知技術(shù)有了更大的用武之地。
 
　　比如超聲波雷達，由于技術(shù)成熟、成本低、數(shù)據(jù)處理訊速等特點，在倒車預(yù)警防撞、低速AEB、自動泊車APA等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。攝像頭得益于出色的分辨率，以及與相關(guān)算法的集成，能夠有效識別物體屬性，從而支持360全景、車道偏離預(yù)警LDW、交通標(biāo)志識別TSR、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測DMS等輔助駕駛應(yīng)用。毫米波雷達則因探測距離遠、探測性能穩(wěn)定、環(huán)境適用性高，成為了開發(fā)變道輔助預(yù)警LCA、自適應(yīng)巡航ACC、前向防碰撞AEB等功能的重要技術(shù)支撐。
 
　　而高級別自動駕駛的發(fā)展，甚至還催生了巨大的激光雷達需求。特別是對于L3+自動駕駛汽車而言，由于激光雷達具備高精度、可實時進行3D環(huán)境建模等特性，在業(yè)內(nèi)已經(jīng)被廣泛認為是L3-L5 階段中*關(guān)鍵的傳感器，并已經(jīng)開始進入商用。
 
　　但另一方面，因上述傳感器本身的特性使然，它們在用于環(huán)境感知時，各自面臨的缺陷亦不容忽視。其中超聲波雷達主要的“短板”是探測結(jié)果易受溫度影響，且探測距離較短——通常只有數(shù)米。攝像頭極易受惡劣天氣影響，特別是在黑夜和強光環(huán)境里視覺效果十分不理想。毫米波雷達在識別物體屬性，以及道路交通指示牌等方面，表現(xiàn)較差。激光雷達商用面臨的最主要挑戰(zhàn)則是成本高昂、工藝復(fù)雜。
 
　　因此，在實際應(yīng)用過程中，車企常常將上述幾種感知技術(shù)搭配使用，以彌補彼此的缺陷，保證信息充分獲取，提升整個智能駕駛系統(tǒng)的魯棒性、安全性和可靠性。比如毫米波雷達與攝像頭通過空間和時間的同步，即在空間和時間維度匹配雙方觀測值并融合數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化傳感器對距離及速度的測量精度，提升傳感效率。
 
　　“在考慮整車配置、成本等因素的情況下，基于 ‘超聲波雷達+環(huán)視系統(tǒng)’‘毫米波+前向影像ADAS’的感知融合技術(shù)已經(jīng)成了智能汽車初期發(fā)展的主流技術(shù)路線。” 珠海上富技術(shù)中心陳經(jīng)理表示。不僅如此，隨著汽車智能化水平的提升，整車所搭載的傳感器數(shù)量也越來越多，部分前沿車型所搭載的傳感器總量已經(jīng)超過了30個。
蔚來ET7感知方案，圖片來源：蔚來
 
　　比如蔚來ET7，作為蔚來汽車旗下*轎車，就搭載了多達33個高精度傳感器，包括1個超遠距高精度激光雷達、11個800萬像素高清攝像頭、5個毫米波雷達、12個超聲波傳感器、2個高精定位單位、1個V2X車路協(xié)同感知系統(tǒng)和1個ADMS增強主駕感知，較蔚來ES8的25個傳感器還多8個。極狐 HBT搭載的傳感器數(shù)量更多，其中僅華為的96 線中長距激光雷達，就將搭載3個，其他還包括6 個毫米波雷達、12 個攝像頭和13 個超聲波雷達。長城摩卡據(jù)悉也將搭載3個激光雷達模組，以及8個毫米波雷達、12個超聲波雷達、多個攝像頭和控制。
 
　　就傳感器種類來看，由于成本相對較低，并且技術(shù)更成熟，以超聲波雷達應(yīng)用*普遍，很多新車搭載量均超過了10顆，部分甚至超過了15顆，像大眾MEB平臺下的IPA/RPA配置定義了16顆超聲波雷達的應(yīng)用，博世更是在L4/L5應(yīng)用中規(guī)劃高達32顆超聲波雷達。其次是攝像頭，單車搭載量也已經(jīng)超過了10顆。毫米波雷達由于成本和技術(shù)門檻相對較高，搭載量相對較少，約在5~8顆。激光雷達則剛剛開始上車，預(yù)計未來幾年將進入真正的規(guī)?；逃谩?br /> 
　　而隨著多傳感器融合感知方案在新車上的廣泛應(yīng)用，推動相關(guān)硬件以及整個ADAS市場也隨之進入了爆發(fā)期。以攝像頭為例，據(jù)中金公司測算，到2025年國內(nèi)車載攝像頭市場規(guī)模將達到227億元，2020-2025年的CAGR為30%。而毫米波雷達方面，預(yù)計2023年中國毫米波雷達市場規(guī)模將達到 171億元，2018-2023 年CAGR為 48%。
 
　　至于整個ADAS產(chǎn)業(yè)，未來市場前景更為廣闊。雖然近兩年各類ADAS應(yīng)用已經(jīng)開始大批量上車，但整體滲透率依然不高，即使是走在前面的歐美日等市場，滲透率也只有8%-12%，更不用說中國，5%都不到，這意味著還有很大的提升空間。比如中國ADAS產(chǎn)業(yè)，預(yù)計2025年市場規(guī)模將超2000億元。
 
　　角逐ADAS賽道，本土供應(yīng)商強勢突圍
 
　　近幾年中國智能汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，與本土ADAS供應(yīng)鏈的日趨完善有很大的關(guān)系，尤其是本土供應(yīng)商，在此過程中發(fā)揮了不可替代的作用。
 
　　在過去相當(dāng)長的一段時間里，歐美等成熟市場由于區(qū)域汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈相對較成熟，為ADAS關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展提供了重要支撐，導(dǎo)致相關(guān)市場一直由外資零部件巨頭占據(jù)主導(dǎo)。特別是在超聲波雷達、毫米波雷達以及攝像頭等關(guān)鍵傳感器的設(shè)計制造方面，從上游的芯片設(shè)計到傳感器集成再到ADAS軟硬件系統(tǒng)集成，走在市場前列的幾乎都是外資零部件巨頭。
 
　　直到近幾年，這種情況才逐漸有所改善。得益于智能駕駛的快速發(fā)展，國內(nèi)構(gòu)建智能汽車產(chǎn)業(yè)鏈的呼聲日益高漲，過去幾年很多本土零部件企業(yè)紛紛開始強化智能化領(lǐng)域的布局，并逐漸在市場嶄露頭角。
珠海上富的技術(shù)布局，圖片來源：珠海上富
 
　　比如珠海上富，基于對傳感器融合的深刻理解，一直在積極構(gòu)建軟硬一體的智能駕駛解決方案，并先后開發(fā)了眾多融合感知方案，包括將影像與超聲波雷達相融合，實現(xiàn)記憶泊車、油箱防盜抓拍等功能；與毫米波雷達相融合實現(xiàn)前方碰撞預(yù)警FCW、自動緊急剎車AEB、自適應(yīng)巡航ACC等L2級自動駕駛必備功能。目前，相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)在國內(nèi)外主流車企上廣泛搭載。
圖片來源：珠海上富
 
　　支持珠海上富實現(xiàn)上述技術(shù)突破的，是其在超聲波雷達、毫米波雷達、攝像頭3大核心領(lǐng)域成熟的自主研發(fā)能力。以超聲波雷達為例，在該領(lǐng)域珠海上富目前已經(jīng)在研發(fā)第4代高性能編碼超聲波雷達，以及超聲波與攝像頭融合的全自動泊車RPA、涉水預(yù)警、低速前后碰撞剎車F/RAEB和限高碰撞預(yù)警系統(tǒng)。
 
　　在毫米波雷達方面，珠海上富的24GHz毫米波雷達已經(jīng)實現(xiàn)了批量前裝配套供貨，用于實現(xiàn)盲區(qū)監(jiān)測BSD、變道輔助預(yù)警LCA、停車開門預(yù)警DOW、前向碰撞預(yù)警FCW，以及超聲波雷達與毫米波雷達融合的商用車補盲預(yù)警系統(tǒng)等應(yīng)用。下一步即將推出的是77GHz毫米波雷達、4D毫米波雷達，以及與影像融合的自適應(yīng)巡航ACC系統(tǒng)。
圖片來源：珠海上富
 
　　在影像產(chǎn)品方面，珠海上富以高性能車規(guī)級SOC芯片為基礎(chǔ)，自主研制影像控制器，搭載多顆攝像頭，以基于深度學(xué)習(xí)的ADAS算法為核心，先后量產(chǎn)實現(xiàn)了360全景影像AVM、前向防碰撞預(yù)警FCW、車道線偏離預(yù)警LDW、交通標(biāo)志識別TSR、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測DMS等功能，應(yīng)用于車輛安全駕駛輔助的不同場景，目前該公司正著眼于超聲波、影像與毫米波技術(shù)多傳感器融合的AEB、ACC系統(tǒng)研發(fā)。
 
　　“特別值得一提的是，珠海上富是*為數(shù)不多的同時擁有超聲波雷達傳感器和換能器的供應(yīng)商，并且我們與法雷奧、博世走的是同樣的技術(shù)路線，擁有自主換能器(探芯)設(shè)計研發(fā)能力、全自動化制造能力和定制傳感器芯片能力。”陳經(jīng)理指出。而在毫米波雷達方面，珠海上富除了算法*和軟硬件集成之外，還具備較強的天線自主設(shè)計能力。
 
　　為了保證產(chǎn)品的高質(zhì)量，珠海上富先后引進了一系列*的研發(fā)、檢測設(shè)備，以建立完善的研發(fā)環(huán)境，并陸續(xù)引入大量優(yōu)秀的管理人才和技術(shù)人才，強化公司在汽車電子領(lǐng)域的研發(fā)能力。比如珠海上富正在開發(fā)結(jié)構(gòu)一體化、超聲焊接工藝設(shè)計，擬通過取消密封膠填充，采用傳感器后蓋超聲波焊接方式，打造自動化產(chǎn)線，形成流水線節(jié)拍作業(yè)。不僅如此，珠海上富還積極參與了國內(nèi)相關(guān)機構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)的籌建，并與相關(guān)高校緊密合作，針對ADAS領(lǐng)域前沿技術(shù)展開了人才培養(yǎng)及合作開發(fā)，為本土ADAS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供助力。
 
　　目前，珠海上富的上述努力已經(jīng)取得了一定的成效。發(fā)展到現(xiàn)在，諸如一汽、上汽、大眾、東風(fēng)、吉利、比亞迪、豐田等整車企業(yè)，大陸集團、現(xiàn)代摩比斯等主流汽車電子供應(yīng)商，以及百度這樣的智能駕駛科技企業(yè)，均與珠海上富建立了緊密的合作關(guān)系，珠海上富在超聲波雷達、毫米波雷達及攝像頭模組方面也因此形成了一定的品牌效應(yīng)和市場份額。尤其是超聲波傳感器，已成功邁入*超聲波傳感器供應(yīng)商前五行列，具備由國產(chǎn)替代向*替代邁進的技術(shù)積累和客戶基礎(chǔ)。
 
　　持續(xù)強化技術(shù)創(chuàng)新，力建ADAS民族品牌
 
　　毋庸置疑，在實現(xiàn)自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)替代方面，珠海上富已經(jīng)取得了階段性進展。接下來，如何更好地參與汽車智能化變革，助力高級別自動駕駛汽車的規(guī)?；涞兀窃摴矩酱伎嫉膯栴}。
 
　　對此陳經(jīng)理表示，未來公司將繼續(xù)秉持量產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲備一代的技術(shù)策略，從ADAS的底層傳感器自主可控、完全國產(chǎn)化為切入點，持續(xù)拓展市場份額，并逐漸開始決策算法、控制策略等方面的研究，實現(xiàn)產(chǎn)品從L1-L5所必備的智能駕駛汽車功能全覆蓋，更好地向安全駕駛、智能駕駛、自動駕駛整體解決方案提供商演進。
 
　　比如在超聲波雷達領(lǐng)域，目前珠海上富正在研發(fā)新一代高級智能超聲波雷達，以逐漸替代普通倒車超聲波雷達成為核心產(chǎn)品。“我們的新一代超聲波雷達將不僅僅能實現(xiàn)對目標(biāo)物的距離探測，還可以探測目標(biāo)物的形狀乃至高度。”陳經(jīng)理指出。
 
　　為此珠海上富正大力開展超聲波雷達編碼及變頻方案研究和應(yīng)用，以及超聲波雷達介質(zhì)能量穿透研究和拓展應(yīng)用，包括開發(fā)第4代超聲波雷達編碼，開發(fā)金屬、塑料等傳輸介質(zhì)穿透探測突破方案，以賦予超聲波雷達更遠的探測距離、更快的系統(tǒng)反應(yīng)時間和更強的抗干擾能力，使超聲波傳感器的應(yīng)用進一步擴展。
APA產(chǎn)品演進路線，圖片來源：珠海上富
 
　　在珠海上富看來，超聲波雷達經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，眼下各家的競爭優(yōu)勢主要體現(xiàn)在成本、質(zhì)量控制和應(yīng)用場景方面。特別是擴展超聲波雷達的應(yīng)用場景，將是非常有效的提升競爭力方式，比如在涉水預(yù)警、限高預(yù)警、低速前后向F/RAEB、載重預(yù)警、倒車循跡預(yù)警以及基于多傳感器融合的AVP方面，均是近期可待的需求。
 
　　“不僅如此，當(dāng)未來智能駕駛時代真正到來時，超聲波雷達將不再局限于自動泊車等場景的應(yīng)用，而是有可能與毫米波雷達、影像系統(tǒng)相結(jié)合作為智能駕駛的核心感知單元模組，結(jié)合高效準(zhǔn)確的算法，甚至實現(xiàn)對高成本激光雷達方案的替代”。陳經(jīng)理表示。
4D成像毫米波雷達技術(shù)路線規(guī)劃，圖片來源：珠海上富
 
　　在毫米波雷達方面，基于已經(jīng)量產(chǎn)的24GHz和77GHz毫米波雷達，珠海上富也在開發(fā)更*的產(chǎn)品，包括4D成像毫米波雷達，以及用于軌道交通超長距離探測的毫米波雷達，以提升毫米波雷達的空間分辨率，實現(xiàn)更多型號車輛的前裝量產(chǎn)，甚至替代部分激光雷達。據(jù)悉，目前珠海上富已經(jīng)開始4D成像毫米波雷原理樣機的研制，并在算法方面做了預(yù)研。
 
　　“在毫米波雷達領(lǐng)域，我們的整體技術(shù)策略是，在橫向上完成多型號產(chǎn)品的開發(fā)，例如車載側(cè)后向毫米波雷達、車載前向MRR和LRR毫米波雷達，通過優(yōu)化算法和天線，實現(xiàn)更遠距離的探測和更高精度的測角。在縱向上，除了將相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用于行車輔助、駐車輔助與車內(nèi)人員監(jiān)控等，還將拓展至安防、智慧交通、醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域，通過使用多種傳感器的融合，使公司的產(chǎn)品可以應(yīng)用于更多場景。” 陳經(jīng)理指出。
 
　　基于多傳感器的融合，同樣是珠海上富將持續(xù)發(fā)力的重點。在這方面，據(jù)陳經(jīng)理透露，珠海上富現(xiàn)階段正在推進的是攝像頭與超聲波融合的AVP DEMO功能樣車開發(fā)，以及影像與毫米波雷達融合的前向FCW、AEB DEMO功能樣車開發(fā)。未來，珠海上富還將基于影像、超聲波雷達及毫米波雷達的多傳感器融合，開發(fā)AEB、ACC等應(yīng)用，甚至實現(xiàn)功能更為強大的系列產(chǎn)品，例如擁堵區(qū)域泊車、行車軌跡預(yù)判、交通擁堵巡航等，以及特定應(yīng)用場景的無人自動駕駛，在距離車位1km范圍內(nèi)的自然需求點附近，實現(xiàn)用戶任意召車還車。
 
　　在珠海上富看來，當(dāng)前隨著汽車智能化變革的持續(xù)深入，國內(nèi)ADAS產(chǎn)業(yè)快速從起步期向成*過渡，該領(lǐng)域的競爭已經(jīng)進入了白熱化階段。尤其是近兩年，諸如博世、大陸、德爾福、海拉等外資零部件巨頭紛紛在華建起了研發(fā)中心，推動外資和本土企業(yè)之間的競爭從過去單純的產(chǎn)品競爭，演變成了在整個產(chǎn)業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等環(huán)節(jié)展開全面的競爭。在這樣的競爭環(huán)境下，本土企業(yè)要想更好地突圍，必須做好技術(shù)創(chuàng)新。
 
　　“因此，未來3年我們的重點工作還是進一步加大人才、技術(shù)、設(shè)備等方面的投入，一方面建設(shè)研發(fā)中心，并為之配備*的研發(fā)設(shè)備來加強公司的研發(fā)能力，另一方面通過引入優(yōu)秀的管理人才和技術(shù)人才，以及與*的企業(yè)合作，來實現(xiàn)技術(shù)突破，搶占市場先機，建立ADAS民族品牌。”陳經(jīng)理表示。
 
　　原標(biāo)題：賦能自動駕駛傳感器融合，本土供應(yīng)商快速崛起
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