自动驾驶的未来:传感器将迎来哪些新趋势?
汽车行业加速迈向电动化、智能化。根据乘联会的数据,2022年前11个月,中国汽车市场上新能源汽车的零售量已经突破500万辆,增长翻番。自动驾驶是汽车行业新一轮的技术革命,推动着传统汽车行业快速转型升级,是未来汽车的发展趋势。在实际路测时,面对复杂的行车环境,快速、准确的获取车辆所处环境信息和车辆状态信息对安全驾驶至关重要。因此,自动驾驶技术对传感器提出的更高需求。另一方面,在L2级自动驾驶渗透率持续高涨的同时,作为自动驾驶的核心之一,相关的车载传感器也在迎来快速迭代的时期。我们从五个方面来分析未来自动驾驶传感器的发展趋势。
车载激光雷达大规模起量
对于激光雷达在乘用车上的应用,在过去几年时间中都存在很多争议,包括价格昂贵维修成本高、规模量产难等。但短短几年时间里,随着激光雷达产业的发展,以及自动驾驶技术对传感器提出的更高需求,激光雷达已经成为了中高端智能驾驶汽车的重要配置之一。
按照2022年前11个月的数据估算,2022年全年国内搭载激光雷达的车型销量将超过10万辆。根据Yole数据,全球激光雷达在ADAS市场的出货量将从2020年20万个增长至2025年340万个,CAGR达76.2%;预计到2032年出货量将达到2660万个。
而2023年,可以看到更多车企搭载激光雷达的车型将会上市,而激光雷达厂商的产能也在明年会有较大的提升。比如禾赛年产能百万台的麦克斯韦工厂将在明年全面投产,速腾聚创和立讯合资组建立腾创新,建设智能制造集群,一期投入10亿元,预计年产能百万台。那么在产能的支持以及需求高涨的情况下,明年车载激光雷达市场将会迎来更大规模的增量。
红外传感器重新受关注
红外传感器在一些高端车型上会作为夜间安全的一项配置选装,作用是在夜间识别出路上突然出现的物体。而2022年,包括一些主机厂以及自动驾驶厂商、都开始对红外传感器在自动驾驶上的应用感兴趣。
红外热成像相比于其他传感器,首先在识别生物上具有无可比拟的优势,特别是在行人识别方面。同时不只是在夜间,红外热成像是可以全天候工作的,不受白天夜间影响,并且可以弥补视觉传感中难以防止眩光的劣势。另外,红外在雾霾等恶劣天气环境中有良好的穿透效果,这也是激光雷达以及视觉传感的劣势场景之一。
不过,高分辨率的车规红外传感器价格并不低,甚至可以与一些激光雷达相当。2023年行业对红外传感器的关注还会继续,但距离真正上车可能还会有一段很长的时间。
纯固态补盲激光雷达成为市场新增长点
纯固态补盲激光雷达也是2022年激光雷达行业的一个关注点,亮道智能、禾赛、速腾聚创等相继发布了纯固态的补盲激光雷达产品,并且都将在2023年下半年实现SOP。
补盲激光雷达的几个需求主要在于垂直视场角、测距距离不需要太远、价格合适等,而Flash纯固态的激光雷达,由于芯片化大大简化了装配流程以及制造难度,更易大规模量产,在有足够的需求量时,成本能够很好控制在较低的水平。
而按照去年下半年SOP的节奏,明年应该会有一大批新车将会官宣搭载这种补盲激光雷达。禾赛发布纯固态近距补盲激光雷达FT120时,就已经宣布获得来自多家主机厂总计超过一百万台的定点。同时值得注意的是,与前向长距激光雷达不同,补盲激光雷达往往在单车上至少配置两台,因此补盲应用能否成为明年激光雷达市场的重要增长点,也很值得关注。
感知传感器数量和种类越来越多
近几年间,我们可以看到智能汽车上的感知传感器数量和种类在不断增多,但2023年这样的趋势依然会延续下去。随着L2级以上的自动驾驶需求、以及APA、AVP、360°环视等需求下,车身感知要用到的传感器数量仍会持续增加,并且伴随着传感器成本的降低,从中高端渗透到中低端车型上。
IMU重要性越来越高
惯性测量单元IMU传感器主要由三个陀螺仪+三个加速度计组成,可提供超过六个自由度(6-DOF)的测量值。陀螺仪用于测量车辆三个不同方向的角速率,同时角速率随时间积分生成roll、pitch及yaw三个旋转轴数据,进而输出物体的姿态信息。而加速度计则用于测量车辆前后、左右、上下方向上的线性加速度,随着时间推移,加速度积分生成速度数据,最终生成行进距离。
在高阶自动驾驶中,IMU会作为安全防线,保障自动驾驶安全。比如在隧道或者外部天气恶劣的情况下,导航系统失效,或是激光雷达、摄像头等传感器失效时,IMU可以估算出行驶路径,而保障自动驾驶的正常运作。随着L3、L4等高阶自动驾驶逐渐落地,IMU也将会发挥出更重要的作用。