自動(dòng)駕駛的火熱給傳感器行業(yè)帶來(lái)什么樣的改變

車(chē)載傳感器是智能駕駛的重要組成設(shè)備，是車(chē)輛感知外界環(huán)境的關(guān)鍵所在。目前，ADAS （Advanced driver assistance system ，智能駕駛系統(tǒng)） 主要集中在激光雷達(dá)、單目相機(jī)、多目相機(jī)、毫米波雷達(dá)等方面。以 Google、百度為代表的公司選擇激光雷達(dá)作為其自動(dòng)駕駛的主要傳感器，以 Tesla 為代表的公司考慮到激光傳感器成本因素后，選擇以毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)和 Mobileye 等傳感器組合使用的方案，盡量避免使用激光雷達(dá)。

隨著汽車(chē)智能化程度的不斷提升，以攝像頭、毫米波雷達(dá)等為代表的車(chē)載傳感器，開(kāi)始在汽車(chē)上扮演越來(lái)越重要的角色。放眼市場(chǎng)，近兩年絕大部分的新車(chē)都或多或少地搭載了基于攝像頭或者毫米波雷達(dá)的駕駛輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更高的駕駛安全性和更好的駕乘舒適性，車(chē)載傳感器由此進(jìn)入了新一輪的爆發(fā)期。

ADAS 成標(biāo)配 車(chē)載傳感器迎增長(zhǎng)新風(fēng)口

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到 2020 年左右全球車(chē)載攝像頭、毫米波雷達(dá)和夜視系統(tǒng)等市場(chǎng)都將進(jìn)入快速成長(zhǎng)期。其中車(chē)載攝像頭 2020 年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 133 億人民幣，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 16％；毫米波雷達(dá) 2020 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 576 億人民幣，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 20％；夜視系統(tǒng) 2020 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 514 億人民幣，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 12％。

車(chē)載傳感器市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的背后，最主要的驅(qū)動(dòng)力是 ADAS 在量產(chǎn)車(chē)市場(chǎng)的快速滲透，特別是以攝像頭為基礎(chǔ)的識(shí)別類(lèi)、預(yù)警類(lèi) ADAS，如 TSR 交通標(biāo)志識(shí)別、LDW 車(chē)道偏離預(yù)警、AEB 自動(dòng)緊急制動(dòng)、LKA 車(chē)道保持輔助、FCW 前向碰撞預(yù)警、360°全景泊車(chē)等。這些功能由于在行車(chē)過(guò)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(lái)越多新車(chē)的標(biāo)配。

例如剛剛上市的新款榮威 i5，就同時(shí)搭載了 AEB 自動(dòng)緊急制動(dòng)、FCW 前向碰撞預(yù)警、ACC 自適應(yīng)巡航、SAS 智能速度輔助、IHC 自動(dòng)遠(yuǎn)近光切換、LDW 車(chē)道偏離預(yù)警六項(xiàng) ADAS 功能。EXEED 星途 LX 更多，搭載的駕駛輔助功能達(dá)到了 17 項(xiàng)，除 LDW 車(chē)道偏離預(yù)警、LKA 車(chē)道保持輔助、FCW 前向碰撞預(yù)警等常規(guī)配置，還有 FAPA 全自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)、360°全景高清影像加持，可以更好地幫助車(chē)主掃清駕駛盲區(qū)。

正是基于在量產(chǎn)車(chē)上的廣泛搭載，近兩年 ADAS 在新車(chē)上的裝配率較之前有了明顯的提高。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至 2019 年 1 季度末，L1－L2 級(jí) ADAS 系統(tǒng)在新車(chē)上的裝配率已經(jīng)由 2018 年底的 5－12％提升到了 11－26％。具體到細(xì)分市場(chǎng)，在中高端和高端車(chē)領(lǐng)域，L1－L2 級(jí)別 ADAS 系統(tǒng)在新車(chē)上的裝配率全面提升，而中低端車(chē)市場(chǎng)，基于攝像頭及圖像處理技術(shù)的日趨成熟，以及車(chē)載攝像頭價(jià)格的持續(xù)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(dòng)緊急制動(dòng)、FCW 前向碰撞預(yù)警兩項(xiàng)功能，受 E－NCAP 與 C－NCAP 測(cè)試內(nèi)容的推動(dòng)，裝配率比其他 ADAS 功能普遍要高。從這一點(diǎn)上來(lái)講，政策標(biāo)準(zhǔn)也是目前驅(qū)動(dòng) ADAS 快速普及的主因之一，而未來(lái)預(yù)計(jì)相關(guān)政策還有望繼續(xù)刺激 ADAS 在終端市場(chǎng)的需求。因?yàn)榻Y(jié)合目前的技術(shù)趨勢(shì)，諸如緊急轉(zhuǎn)向、追尾保護(hù)、小孩檢測(cè)、駕駛員監(jiān)控等功能，未來(lái)也很有可能被納入新車(chē)碰撞測(cè)試的檢測(cè)范圍，以提升車(chē)輛的安全性。

隨著法規(guī)的持續(xù)推進(jìn)，作為國(guó)內(nèi) ADAS 供應(yīng)商之一，福瑞泰克認(rèn)為主機(jī)廠將越來(lái)越重視智能駕駛市場(chǎng)。目前，ADAS 正在成為汽車(chē)安全功能的標(biāo)準(zhǔn)配置，從技術(shù)和市場(chǎng)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)自動(dòng)駕駛將繼續(xù)依靠輔助駕駛來(lái)提高駕駛的安全和舒適。這也就意味著今后車(chē)企需要進(jìn)一步提升車(chē)輛的感知能力，以實(shí)現(xiàn)更高的安全性和可靠性。

汽車(chē)智能化驅(qū)動(dòng) 更多創(chuàng)新應(yīng)用待挖掘

隨著車(chē)載傳感器技術(shù)的日趨成熟，近兩年汽車(chē)行業(yè)在基于視覺(jué)的 ADAS 功能研發(fā)方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，然要實(shí)現(xiàn)從 ADAS 向高級(jí)別自動(dòng)駕駛的跨越，還面臨多方面的技術(shù)難題。鑒于此，除了已經(jīng)普及的 ADAS 功能，當(dāng)前越來(lái)越多的車(chē)企開(kāi)始探索攝像頭、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)在車(chē)內(nèi)的更多創(chuàng)新應(yīng)用，在提升整車(chē)安全性的同時(shí)，為用戶(hù)提供更好的用車(chē)體驗(yàn)。

比如沃爾沃正計(jì)劃為其所有基于 SPA2 架構(gòu)的新車(chē)型引入駕駛員監(jiān)控?cái)z像頭。根據(jù)沃爾沃的設(shè)想，當(dāng)醉酒、受毒品或藥品影響的駕駛員未對(duì)警告信號(hào)做出反應(yīng)，并且有發(fā)生嚴(yán)重傷亡事故的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車(chē)輛將自動(dòng)采取干預(yù)措施，包括限制車(chē)速、啟動(dòng)沃爾沃隨車(chē)管家提供救援等服務(wù)，如果都無(wú)效，車(chē)輛會(huì)將主動(dòng)減速和安全停車(chē)作為最終的措施。

與此同時(shí)，沃爾沃還計(jì)劃開(kāi)發(fā)一款車(chē)載攝像頭，用于監(jiān)控司機(jī)的行為和某些健康指標(biāo)，并準(zhǔn)確分辨出哪位乘員在駕駛車(chē)輛，從而根據(jù)對(duì)應(yīng)乘員的個(gè)性化需求相應(yīng)地調(diào)整車(chē)輛設(shè)置，以符合個(gè)人喜好。因?yàn)樗緳C(jī)的行為是否符合法規(guī)、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(chē)安全。這也恰恰表明，無(wú)論是對(duì)于現(xiàn)階段的駕駛輔助，還是未來(lái)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車(chē)，車(chē)載攝像頭均已經(jīng)成了不可或缺的硬性指標(biāo)。

此外還有一些創(chuàng)新的傳感器解決方案也在不斷被提出來(lái)。最近大陸集團(tuán)研發(fā)了一個(gè)整合式攝像頭系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一個(gè)對(duì)內(nèi)紅外攝像頭和一個(gè)對(duì)外攝像頭，既可以監(jiān)測(cè)駕駛員的情況，持續(xù)監(jiān)控駕駛員是否在執(zhí)行駕駛操作，同時(shí)還能夠檢測(cè)車(chē)輛前方的交通狀況。特斯拉則計(jì)劃用攝像頭確定車(chē)內(nèi)乘客數(shù)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一系列的個(gè)性化設(shè)置。

雖然目前這些技術(shù)方案還處于前期研發(fā)階段，但依靠多傳感器的融合為車(chē)輛提供更高的安全性和舒適性?xún)叭怀闪酥髁?。一個(gè)典型的例子是特斯拉，其 Autopilot 2．0 就在車(chē)身四周安裝了 8 個(gè)攝像頭，包括 3 個(gè)不同焦距的前置攝像頭、 2 個(gè)側(cè)攝像頭以及 3 個(gè)后置攝像頭，視野范圍基本實(shí)現(xiàn)了 360°全車(chē)覆蓋。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，未來(lái)單車(chē)上所搭載的傳感器數(shù)量和種類(lèi)還有望繼續(xù)增加，到 2030 年或?qū)⑦_(dá)到 29 個(gè)。基于此趨勢(shì)，如何讓多個(gè)傳感器協(xié)同工作，進(jìn)一步提升車(chē)輛的感知能力，成了當(dāng)下汽車(chē)行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

自動(dòng)駕駛方興未艾 多傳感器融合才是未來(lái)

盡管在獲取車(chē)輛、行人以及紅綠燈等環(huán)境信息方面，攝像頭憑借其可以準(zhǔn)確識(shí)別物體屬性的特點(diǎn)，擁有出色的表現(xiàn)，其局限性亦不容忽視。特別是在強(qiáng)光、雨雪、大霧等惡劣環(huán)境下，攝像頭的識(shí)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(chē)具備強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)視覺(jué)能力，如果后者達(dá)不到要求，也會(huì)影響最終的感知結(jié)果。

另一方面，如果在 ADAS 系統(tǒng)中只使用單純的毫米波雷達(dá)，同樣難以滿足自動(dòng)駕駛汽車(chē)的精準(zhǔn)感知需求——毫米波雷達(dá)雖然穿透力強(qiáng)，但成像效果還有待進(jìn)一步的優(yōu)化。

“因此，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，多傳感器的融合正成為自動(dòng)駕駛的重要發(fā)展趨勢(shì)?！?中國(guó)國(guó)際光電博覽會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)楊耕碩表示。法雷奧中國(guó) CTO 顧劍民也認(rèn)為，傳感器的融合、感知的冗余是保證自動(dòng)駕駛安全的一個(gè)必要條件。“因?yàn)槊總€(gè)傳感器都有其長(zhǎng)處和短處，人類(lèi)駕駛汽車(chē)尚且需要眼睛、耳朵包括導(dǎo)航的輔助，自動(dòng)駕駛也需要?！鳖檮γ癖硎尽?/p>

事實(shí)確實(shí)如此，近兩年越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始探索基于毫米波雷達(dá)和攝像頭的多傳感器融合方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)秀的 ADAS 功能。例如威馬汽車(chē)的 Living Pilot 駕駛輔助系統(tǒng)，采用的就是攝像頭＋毫米波雷達(dá)的融合方案，傳感器多達(dá) 20 個(gè)，包括 1 個(gè)前置單目高清攝像頭、3 個(gè)毫米波雷達(dá)、4 個(gè)全景攝像頭和 12 個(gè)超聲波雷達(dá)。

幾何 A 作為吉利旗下全新純電動(dòng)車(chē)，所搭載的 L2 plus 智能主動(dòng)駕駛系統(tǒng)采用的也是攝像頭＋毫米波雷達(dá)的融合方案。憑借該傳感器組合，幾何 A 可實(shí)現(xiàn) RCW 后方碰撞預(yù)警系統(tǒng)、 DOW 開(kāi)門(mén)預(yù)警系統(tǒng)、LKA 車(chē)道保持系統(tǒng)等多種 ADAS 功能，極大地提升了駕駛安全。類(lèi)似的新車(chē)還有很多，可以預(yù)見(jiàn)的是，在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)基于攝像頭、毫米波雷達(dá)等傳感器的融合將成為市場(chǎng)的主流趨勢(shì)。

此外對(duì)于自動(dòng)駕駛，本土化研發(fā)也非常重要。除了技術(shù)復(fù)雜度高，自動(dòng)駕駛的難點(diǎn)還在于場(chǎng)景的復(fù)雜性，尤其是中國(guó)的交通場(chǎng)景與歐美等地區(qū)有著明顯的不同——中國(guó)的多樣性道路條件對(duì)行車(chē)安全提出了很大的挑戰(zhàn)，再加上駕駛習(xí)慣及交通規(guī)則的差異，如果研發(fā)過(guò)程沒(méi)有緊密結(jié)合中國(guó)實(shí)際駕駛場(chǎng)景，研發(fā)者對(duì)中國(guó)交通環(huán)境缺乏深入且準(zhǔn)確的理解，直接把國(guó)外的自動(dòng)駕駛解決方案引入國(guó)內(nèi)，很可能會(huì)“水土不服”。簡(jiǎn)言之應(yīng)用于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的自動(dòng)駕駛，研發(fā)過(guò)程需要考慮如何滿足中國(guó)駕駛者的現(xiàn)實(shí)需求和駕駛習(xí)慣。