傳感器,自動駕駛

車載傳感器進入新一輪的爆發期

隨著汽車智能化程度的不斷提升,以攝像頭、毫米波雷達等為代表的車載傳感器,開始在汽車上扮演越來越重要的角色。

隨著汽車智能化程度的不斷提升,以攝像頭、毫米波雷達等為代表的車載傳感器,開始在汽車上扮演越來越重要的角色。放眼市場,近兩年絕大部分的新車都或多或少地搭載了基于攝像頭或者毫米波雷達的駕駛輔助系統,實現更高的駕駛安全性和更好的駕乘舒適性,車載傳感器由此進入了新一輪的爆發期。
 
ADAS成標配車載傳感器迎增長新風口
 
據相關數據預測,到2020年左右全球車載攝像頭、毫米波雷達和夜視系統等市場都將進入快速成長期。其中車載攝像頭2020年市場規模有望達133億人民幣,年復合增長率為16%;毫米波雷達2020年市場規模將達576億人民幣,年復合增長率為20%;夜視系統2020年市場規模將達514億人民幣,年復合增長率為12%。
 
車載傳感器市場規模持續擴大的背后,最主要的驅動力是ADAS在量產車市場的快速滲透,特別是以攝像頭為基礎的識別類、預警類ADAS,如TSR交通標志識別、LDW車道偏離預警、AEB自動緊急制動、LKA車道保持輔助、FCW前向碰撞預警、360°全景泊車等。這些功能由于在行車過程中可以給駕駛員提供一定程度的安全輔助,正逐漸成為越來越多新車的標配。
 
例如剛剛上市的新款榮威i5,就同時搭載了AEB自動緊急制動、FCW前向碰撞預警、ACC自適應巡航、SAS智能速度輔助、IHC自動遠近光切換、LDW車道偏離預警六項ADAS功能。EXEED星途LX更多,搭載的駕駛輔助功能達到了17項,除LDW車道偏離預警、LKA車道保持輔助、FCW前向碰撞預警等常規配置,還有FAPA全自動泊車系統、360°全景高清影像加持,可以更好地幫助車主掃清駕駛盲區。
 
正是基于在量產車上的廣泛搭載,近兩年ADAS在新車上的裝配率較之前有了明顯的提高。據相關統計數據顯示,截至2019年1季度末,L1-L2級ADAS系統在新車上的裝配率已經由2018年底的5-12%提升到了11-26%。具體到細分市場,在中高端和高端車領域,L1-L2級別ADAS系統在新車上的裝配率全面提升,而中低端車市場,基于攝像頭及圖像處理技術的日趨成熟,以及車載攝像頭價格的持續走低,在ADAS功能的裝配率上也有了大幅度的提升。
 
特別是AEB自動緊急制動、FCW前向碰撞預警兩項功能,受E-NCAP與C-NCAP測試內容的推動,裝配率比其他ADAS功能普遍要高。從這一點上來講,政策標準也是目前驅動ADAS快速普及的主因之一,而未來預計相關政策還有望繼續刺激ADAS在終端市場的需求。因為結合目前的技術趨勢,諸如緊急轉向、追尾保護、小孩檢測、駕駛員監控等功能,未來也很有可能被納入新車碰撞測試的檢測范圍,以提升車輛的安全性。
 
隨著法規的持續推進,作為國內ADAS供應商之一,福瑞泰克認為主機廠將越來越重視智能駕駛市場。目前,ADAS正在成為汽車安全功能的標準配置,從技術和市場的現狀及趨勢來看,未來自動駕駛將繼續依靠輔助駕駛來提高駕駛的安全和舒適。這也就意味著今后車企需要進一步提升車輛的感知能力,以實現更高的安全性和可靠性。
 
汽車智能化驅動更多創新應用待挖掘
 
隨著車載傳感器技術的日趨成熟,近兩年汽車行業在基于視覺的ADAS功能研發方面取得了長足的發展,然要實現從ADAS向高級別自動駕駛的跨越,還面臨多方面的技術難題。鑒于此,除了已經普及的ADAS功能,當前越來越多的車企開始探索攝像頭、毫米波雷達以及激光雷達在車內的更多創新應用,在提升整車安全性的同時,為用戶提供更好的用車體驗。
 
比如沃爾沃正計劃為其所有基于SPA2架構的新車型引入駕駛員監控攝像頭。根據沃爾沃的設想,當醉酒、受毒品或藥品影響的駕駛員未對警告信號做出反應,并且有發生嚴重傷亡事故的風險時,車輛將自動采取干預措施,包括限制車速、啟動沃爾沃隨車管家提供救援等服務,如果都無效,車輛會將主動減速和安全停車作為最終的措施。
 
與此同時,沃爾沃還計劃開發一款車載攝像頭,用于監控司機的行為和某些健康指標,并準確分辨出哪位乘員在駕駛車輛,從而根據對應乘員的個性化需求相應地調整車輛設置,以符合個人喜好。因為司機的行為是否符合法規、精神及健康狀況是否良好,很大程度上直接影響了駕駛員的行車安全。這也恰恰表明,無論是對于現階段的駕駛輔助,還是未來更高級別的自動駕駛汽車,車載攝像頭均已經成了不可或缺的硬性指標。
 
此外還有一些創新的傳感器解決方案也在不斷被提出來。最近大陸集團研發了一個整合式攝像頭系統,該系統包含一個對內紅外攝像頭和一個對外攝像頭,既可以監測駕駛員的情況,持續監控駕駛員是否在執行駕駛操作,同時還能夠檢測車輛前方的交通狀況。特斯拉則計劃用攝像頭確定車內乘客數量,進而實現一系列的個性化設置。
 
雖然目前這些技術方案還處于前期研發階段,但依靠多傳感器的融合為車輛提供更高的安全性和舒適性儼然成了主流。一個典型的例子是特斯拉,其Autopilot 2.0就在車身四周安裝了8個攝像頭,包括3個不同焦距的前置攝像頭、2個側攝像頭以及3個后置攝像頭,視野范圍基本實現了360°全車覆蓋。
 
長遠來看,未來單車上所搭載的傳感器數量和種類還有望繼續增加,到2030年或將達到29個。基于此趨勢,如何讓多個傳感器協同工作,進一步提升車輛的感知能力,成了當下汽車行業亟待解決的問題。
 
自動駕駛方興未艾多傳感器融合才是未來
 
盡管在獲取車輛、行人以及紅綠燈等環境信息方面,攝像頭憑借其可以準確識別物體屬性的特點,擁有出色的表現,其局限性亦不容忽視。特別是在強光、雨雪、大霧等惡劣環境下,攝像頭的識別精度容易受到影響,再加上基于攝像頭的ADAS解決方案,往往需要汽車具備強大的計算機視覺能力,如果后者達不到要求,也會影響最終的感知結果。
 
另一方面,如果在ADAS系統中只使用單純的毫米波雷達,同樣難以滿足自動駕駛汽車的精準感知需求——毫米波雷達雖然穿透力強,但成像效果還有待進一步的優化。
 
“因此,優勢互補,多傳感器的融合正成為自動駕駛的重要發展趨勢。”中國國際光電博覽會秘書長楊耕碩表示。法雷奧中國CTO顧劍民也認為,傳感器的融合、感知的冗余是保證自動駕駛安全的一個必要條件。“因為每個傳感器都有其長處和短處,人類駕駛汽車尚且需要眼睛、耳朵包括導航的輔助,自動駕駛也需要。”顧劍民表示。
 
事實確實如此,近兩年越來越多的企業開始探索基于毫米波雷達和攝像頭的多傳感器融合方案,來實現更優秀的ADAS功能。例如威馬汽車的Living Pilot駕駛輔助系統,采用的就是攝像頭+毫米波雷達的融合方案,傳感器多達20個,包括1個前置單目高清攝像頭、3個毫米波雷達、4個全景攝像頭和12個超聲波雷達。
 
幾何A作為吉利旗下全新純電動車,所搭載的L2 plus智能主動駕駛系統采用的也是攝像頭+毫米波雷達的融合方案。憑借該傳感器組合,幾何A可實現RCW后方碰撞預警系統、DOW開門預警系統、LKA車道保持系統等多種ADAS功能,極大地提升了駕駛安全。類似的新車還有很多,可以預見的是,在未來一段時期內基于攝像頭、毫米波雷達等傳感器的融合將成為市場的主流趨勢。
 
此外對于自動駕駛,本土化研發也非常重要。除了技術復雜度高,自動駕駛的難點還在于場景的復雜性,尤其是中國的交通場景與歐美等地區有著明顯的不同——中國的多樣性道路條件對行車安全提出了很大的挑戰,再加上駕駛習慣及交通規則的差異,如果研發過程沒有緊密結合中國實際駕駛場景,研發者對中國交通環境缺乏深入且準確的理解,直接把國外的自動駕駛解決方案引入國內,很可能會“水土不服”。簡言之應用于國內市場的自動駕駛,研發過程需要考慮如何滿足中國駕駛者的現實需求和駕駛習慣。

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文章來源:自動駕駛之家 / 文章作者:蓋世汽車
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