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激光雷达如何撑起5000亿美元市值的自动驾驶产业?丨首席未来官
电动车的潮流呼啸而来,整车厂才刚过量产关,自动驾驶技术的研究布局早已是如火如荼。
电动车对外界环境的感知能力对自动驾驶的安全性至关重要,感知环节就像是人的眼睛和耳朵,主要通过车载摄像头、激光雷达、毫米波雷达等车载传感器完成对外界环境的感知,并将数据传输到决策层;
1.自动驾驶从L0级到L5级,人介入越来越少,直到驾驶责任最终全部由系统接管,势必对系统的安全可靠性提出越来越高的要求。
不同环境感知方式的性能对比
高清摄像头主要优点是角度分辨率优异,但黑夜/强光效果不佳,依赖深度学习算法,识别行人稳定性欠佳。
毫米波雷达的角度分辨力较弱,无法辨识物体的细节;对非金属材料的探测灵敏度偏低;人车复杂场景下的行人探测效果不佳。优势是兼具测距和测速功能, 有效探测距离长;在车载测距领域性价比较高。
超声波雷达的探测距离短,无法对中远距离物体测量。优点是成本低;环境影响小;近距离探测精度高。
激光雷达在恶劣天气效果不佳,但测距远,角度分辨率优,环境光照影响小;无需深度学习算法。
2.目前多数整车厂、Tier1认为对于L3级及以上的自动驾驶,激光雷达是必备的传感器。
随着自动驾驶级别升高,需要的传感器的数量也随之增加,为系统提供更加全面快速的环境信息数据,为安全驾驶提供数据支撑。
车厂的自动驾驶解决方案往往是多种传感器组合,来提高整体的效能。
3.激光雷达分为激光发射、扫描系统、激光接收、信息处理四个部分组成。
上游的主要核心零部件主要包括激光器,光电探测器,FPGA芯片、模拟芯片,旋转电机、扫描镜、准直镜头、窄带滤光片等。
其中的扫描系统是激光雷达最复杂和最关键的技术纬度。
激光雷达的组成部分
4.激光雷达的下游市场,除了电动车、自动驾驶领域以外,主要还包括机器人、无人机、高精度地图、车连网领域。
其中电动车市场开始爆发,也将有利于激光雷达的上量降成本,车载激光雷达即将迎来爆发。
5.据咨询机构AMR预计,2026年全球自动驾驶市场规模将达到 5566.7亿美元,激光雷达是高级别无人驾驶技术实现的关键。
全球激光雷达市场预测
激光雷达整体市场预计将呈现高速发展态势,至2025年全球市场规模为135.4亿美元。中国将是全球最大的自动驾驶市场,中国激光雷达市场规模将达到43.1亿美元。
中国激光雷达市场预测
6.激光雷达除了成本偏高影响应用之外,另外一个重要的限制因素是是否达到车规级要求。
激光雷达产品达到车规级,需在化学特性、机械特性、电气特性三大方面进行 38 项试验。包括备受业界关注的车规级冲击振动和高低温检测。
机械式激光雷达技术已趋于成熟,但由于物理极限和成本高等因素限制,装配和调制困难,扫描频率低,生产周期长,成本较高,并且机械部件寿命不长(约 1000-3000 小时) ,只能用于自动驾驶的研发领域, 难以满足苛刻的车规级要求 (至少小时) 。
而固态激光雷达中较为成熟的MEMS激光雷达能以较低的成本和较高的准确度实现激光扫描,但受限于较小的光学口径和 MEMS 振镜,其测距能力尚存在一定瓶颈。
Valeo(法雷奥)的 SCALA 激光雷达是国外非常受到市场认可的一款产品,通过车规并实现前装量产的激光雷达产品。
在 2020 年11月镭神智能月,镭神智能CH32混合固态激光雷达,在国内率先通过车规级认证。
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