毫米波雷達(dá)
ADAS系統(tǒng)(高 級(jí)輔助駕駛系統(tǒng))需要雷達(dá)傳感器的支持,而雷達(dá)也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能的一大功臣。毫米波雷達(dá)利用無(wú)線電波對(duì)物體進(jìn)行探測(cè)和定位。
現(xiàn)在的雷達(dá)系統(tǒng)主要有用于中短測(cè)距的 24 GHz 雷達(dá)和長(zhǎng)測(cè)距的 77 GHz 雷達(dá) 2 種,其中 77 GHz 的優(yōu)勢(shì)主要在于距離和速度測(cè)定的準(zhǔn)確性,此外其角分辨率也更加**。毫米波雷達(dá)可有效提取景深及速度信息,識(shí)別障礙物,有一定的穿透霧、煙和灰塵的能力,但在環(huán)境障礙物復(fù)雜的情況下,由于毫米波依靠聲波定位,聲波出現(xiàn)漫反射,導(dǎo)致漏檢率和誤差率比較高;
固態(tài)雷達(dá)芯片系統(tǒng)很常見(jiàn),體積小,價(jià)格低廉。它們具有良好的范圍,但比其他傳感器的分辨率更差。它們?cè)诿靼禇l件下同樣工作良好,77 GHz系統(tǒng)能夠更好地感知霧,雨和雪,這會(huì)導(dǎo)致激光雷達(dá)和被動(dòng)視覺(jué)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。
雷達(dá)無(wú)法進(jìn)行顏色,對(duì)比度或光學(xué)字符識(shí)別。雷達(dá)在確定當(dāng)前實(shí)施中的交通相對(duì)速度方面非常有效。雖然傳感器尺寸使其更接近近距離探測(cè),但它們?cè)跇O短距離內(nèi)的效率低于聲納。
產(chǎn)業(yè)鏈
目前,全球毫米波雷達(dá)市場(chǎng)主要由博世、大陸、天合汽車集團(tuán)、法雷奧、海拉、德?tīng)柛?、電裝、奧托立夫、富士通等廠商主導(dǎo),其中法雷奧、海拉和博世占據(jù)我國(guó) 24 GHz 雷達(dá)市場(chǎng) 60% 以上的出貨量,德國(guó)大陸、博世和德?tīng)柛U紦?jù)我國(guó) 77 GHz 雷達(dá)市場(chǎng) 80% 以上的出貨量。
中國(guó)毫米波雷達(dá)技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng) 新加速,24 GHz 毫米波集成電路已實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。蕪湖森思泰克智能、杭州智波、華域汽車等實(shí)現(xiàn)了 24 GHz 毫米波雷達(dá)的批量生產(chǎn),沈陽(yáng)承泰、湖南納雷、南京隼眼電子、北京行易道、華域汽車、上海保隆汽車、蘇州安智汽車等均完成了 77 GHz 雷達(dá)的樣機(jī)測(cè)試,部分公司有望于 2019-2020 年實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。
但由于供應(yīng)鏈與知識(shí)產(chǎn)權(quán)等限制,國(guó)際毫米波雷達(dá)芯片商對(duì)中國(guó)并沒(méi)有完全放開(kāi) 77 GHz 雷達(dá)芯片的供應(yīng),極大程度地限制了國(guó)內(nèi) 77 GHz 毫米波雷達(dá)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。此外,考慮到雷達(dá)產(chǎn)品穩(wěn)定性需要長(zhǎng)期、大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累,國(guó)產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)全 面突破仍面臨生產(chǎn)工藝等多方面的挑戰(zhàn)。
激光雷達(dá)
激光雷達(dá)依靠是激光而不是無(wú)線電波。除了激光發(fā)射器,這套系統(tǒng)還需要一個(gè)敏感的接收器。激光雷達(dá)系統(tǒng)能探測(cè)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體,并提供被探測(cè)物的高分辨率的幾何圖像、距離圖像、速度圖像。
激光雷達(dá)目前是大而昂貴的系統(tǒng),必須安裝在車輛外面。分單線和多線激光雷達(dá),多線激光雷達(dá)可以獲得極高的速度、距離和角度分辨率,形成精 確的 3D 地圖,抗干擾能力強(qiáng),是智能駕駛汽車發(fā)展的技術(shù)路線,但是成本較高,也容易受到惡劣天氣和煙霧環(huán)境的影響;
目前的實(shí)施方案已經(jīng)基本上從早期的30米范圍到150米到200米改進(jìn)了范圍,同時(shí)分辨率也提高了。
激光雷達(dá)在所有光線條件下都能很好地工作,但由于使用了光譜波長(zhǎng),它們開(kāi)始因空氣中的雪,霧,雨和塵埃顆粒的增加而失效。激光雷達(dá)無(wú)法檢測(cè)顏色或?qū)Ρ榷?,也無(wú)法提供光學(xué)字符識(shí)別功能。
在汽車行業(yè),激光雷達(dá)是個(gè)相對(duì)較新的系統(tǒng),正越來(lái)越受歡迎。
谷歌的自動(dòng)駕駛汽車解決方案使用激光雷達(dá)作為主要傳感器,但也使用其他傳感器。特斯拉目前的解決方案并未包含激光雷達(dá)(雖然姊妹公司SpaceX確實(shí)如此)以及過(guò)去和現(xiàn)在的聲明表明他們認(rèn)為自動(dòng)駕駛汽車不需要。
眼下,激光雷達(dá)已經(jīng)不是什么新鮮玩意,任何人都能從商店抱一臺(tái)回家,且精 確度能滿足一般需要。不過(guò),想讓它克服一切環(huán)境因素(溫度、太陽(yáng)輻射、黑夜、雨雪天)穩(wěn)定工作并不容易。此外,車載激光雷達(dá)還得能看 300 碼(約合 274 米)遠(yuǎn)。這樣的產(chǎn)品必須能以市場(chǎng)可接受的價(jià)格和體積進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)。
激光雷達(dá)在工業(yè)和**領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用。不過(guò),它畢竟是一種擁有 360 度全景視角的復(fù)雜機(jī)械透鏡系統(tǒng)。由于單個(gè)成本高達(dá)數(shù)萬(wàn)美元,因此激光雷達(dá)暫時(shí)還不適合在汽車產(chǎn)業(yè)大規(guī)模部署。
產(chǎn)業(yè)鏈
目前,車載激光雷達(dá)產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)廠商主要集中在國(guó)外廠商,美國(guó) Velodyne 激光雷達(dá)技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)領(lǐng) 先,擁有包括 HDL-64E、HDL-32E 和 VLP-16 3 個(gè)系列在內(nèi)的多條產(chǎn)品線,已經(jīng)和 25 個(gè)無(wú)人駕駛汽車項(xiàng)目達(dá)成合作協(xié)議,客戶覆蓋百度、福特、谷歌、日產(chǎn)、沃爾沃等;其他廠商如美國(guó)德?tīng)柛?、德?guó)大陸、德國(guó)英飛凌(Infineon)、以色列 Oryx Vision、美國(guó) Blackmore、美國(guó)TetraVue、美國(guó) Cepton、加拿大 Leddartech、美國(guó) Quanergy、以色列 Innoviz 等技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力相對(duì)較強(qiáng),在不同產(chǎn)品領(lǐng)域均占據(jù)一定份額。
國(guó)內(nèi)代表廠商包括北科天繪、禾賽科技、鐳神智能、北醒光子、速騰聚創(chuàng)、光珀智能等,均大力研發(fā)布局車載激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè),以北科天繪為例,擁有 18 年的激光雷達(dá)技術(shù)積累,采用完全自主研發(fā)的芯片和半導(dǎo)體工藝,率先實(shí)現(xiàn)高 端激光雷達(dá)裝備規(guī)模量產(chǎn)。
目前,我國(guó)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展水平還存在一定差距,激光雷達(dá)主要由激光光源、探測(cè)器和信息處理器組成,光源、探測(cè)器部分核心部件分別是激光二極管和雪崩二極管,目前國(guó)內(nèi)激光二極管產(chǎn)品基本依賴進(jìn)口,雪崩二極管有一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)但對(duì)外依存度依然較高。