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智能汽车传感器产业及市场研究

发表时间:2021-08-06 10:15

本文推荐一份高质量的智能汽车传感器产业研究报告,详细分析了相关产业和市场发展现状、趋势,具有较高的参考价值。

01 汽车传感器发展概述

汽车传感器是信息采集分析的前端系统,是将观察变量转换成可供测量信号的信号转换装备。汽车传感 器通常由敏感元件、转换元件和转换电路组成。

汽车传感器分类:从目前汽车传感器装备的目的不同,可以分为提升单车信息化水平的传统微机电传感器(MEMS)和为自 动驾驶提供支持的智能传感器两大类。

汽车传感器具体应用:传感器在汽车上的应用主要有以下三大领域:动力系统、底盘、车身& 安全舒适领域。

汽车传感器发展历程:汽车传感器的发展大体可分为三个阶段:结构型传感器、固体传感器、智能型传感器阶段。

汽车传感器发展驱动因素:汽车传感器快速发展有其背后的必然性,主要驱动力来源于市场带动、技术拉动、政策推动以及整合促进四个方面。

02 智能汽车传感器

汽车智能传感器诞生:汽车安全技术的发展,从被动安全技术向主动安全技术演进,传感系统也从车身电子传感向智能传感延伸;汽车智能化与网联化是汽车主动安全的实现过程,智能传感系统进入需求爆发期。

全面感知是智能网联汽车发展的基础

智能汽车的发展过程是汽车驾驶从被动安全到主动安全、从信息孤岛到全面互联的过程,而未来的无人驾 驶汽车也是建立在完备的智能感知系统的基础上。

汽车智能传感器分类:根据传感器功能及定位的不同可以将汽车智能传感器分为雷达类传感器、视觉类传感器、定位传感器以 及其他类传感器。

智能传感器——毫米波雷达

随着车载智能化的发展推进,车载毫米波雷达逐步进入大众视野,成为高端车型的标配。当前ADAS与自 动驾驶解决方案都是基于多传感器融合的解决方案,车载毫米波雷达是支持安全驾驶的关键零部件之一。

根据辐射电磁波方式的不同,毫米波雷达主要分为脉冲体制以及连续波体制两种工作机制,而FMCW调 频连续波雷达是最常用的车载毫米波雷达。

毫米波雷达主要包括天线(含板材和整个雷达结构)、射频前端的芯片和后台的DSP信号处理环节三部分, 其中前端单片微波集成电路MMIC和雷达天线高频PCB板是其核心组成部分。

目前毫米波雷达的主流方向是24GHz和77GHz,24GHz主要应用于汽车后方,77GHz主要应用于前方和 侧向。相比于24GHz,77GHz拥有更好的物体分辨准确度、更高的测速和测距精确度等优势。

随着自动驾驶等级的增加,毫米波雷达的数量也在不断增加。想要完全实现ADAS各项功能,全方位覆盖 汽车周围环境的感测,兼顾性能和成本,会在一辆汽车的前中后安装多颗毫米波雷达。

毫米波雷达的技术总的趋势是朝着成本更低、体积更小、功耗更低、集成度更高的方向发展。

智能传感器——激光雷达

激光雷达得益于探测精度高、分辨率高等性能,能帮助汽车实现周围环境的精准3D重建,被业界称为最 有效的环境感知方案。

高级别自动驾驶中激光雷达的作用不可或缺,激光雷达在自动驾驶领域中的两个核心应用包括3D建模进 行环境感知以及基于激光雷达的定位。

车载激光雷达按照技术路线主要可分为机械旋转式和固态激光雷达。固态激光雷达目前大致形成了三种 技术路线:MEMS、OPA与3D Flash。其中MEMS和OPA均为扫描式,而3D Flash为非扫描式。

激光雷达系统一般由四大基本单元构成:发射单元、接收单元、控制单元(控制器、逻辑电路)以及信 号处理单元(信号处理、数字校准与输出)。

从测距原理看,激光雷达主要有时间飞行法(TOF)、三角法、调频连续波法(FMCW)三种测距方法, 目前大多数激光雷达产品使用的都是TOF测距原理。

车载激光雷达未来技术将向着高性能、低成本、轻量化、小型化、固态化等方向发展,其中高性能Flash 和MEMS技术路线将是激光雷达未来重要的发展方向之一。

智能传感器——超声波雷达

在汽车智能传感器中,超声波雷达是目前最常见、技术最成熟的一种。短距离测量中,超声波测距传感 器具有非常大的优势,主要用在泊车系统中。

智能传感器——车载摄像头

车载摄像头具备识别物体属性的特点,是实现众多预警、识别类ADAS功能的基础,同时也是自动驾驶必 不可少的关键传感器之一。

根据不同ADAS功能的需要,车载摄像头的安装位置也有所不同,主要分为前视摄像头、后视摄像头、侧 视摄像头、内视摄像头以及环视摄像头。

车载摄像头是自动驾驶重要的传感器,其构成主要包括镜片、滤光片、CMOS、PCBA、DSP和其他封装、 保护材料等。

相比单目方案,双目摄像头的功能更加强大、测量更加精准,但在成本、制造工艺、可靠性等因素制约 下短期内难以在市场上推广,因此单目摄像头在现有市场环境下依然会是主流方案。

智能传感器——红外夜视

汽车夜视系统是一种利用红外线技术辅助驾驶员在黑夜中看清道路、增强主动安全的系统。由于其核心 部件价格高昂,目前尚未大规模普及,仅搭载于部分高端豪华品牌车型。

03 市场现状

全球重点企业分布图 —— 毫米波雷达

毫米波雷达技术壁垒较高,从全球市场情况来看,目前主要由国外零部件巨头企业所占据;相比于国外企 业,车载毫米波雷达在国内仍属于起步阶段。

全球重点企业分布图 —— 激光雷达

随着自动驾驶汽车在全球布局,美国、中国、德国、加拿大等国家在激光雷达技术上走在世界前列。

全球重点企业分布图 —— 车载摄像头

车载摄像头行业在国内市场有着良好的发展空间,但在高端产品市场国外企业仍占据着较大的市场份额。

毫米波雷达市场竞争格局:美国、德国、日本在车载雷达技术研究方面处于领先地位,博世、大陆、海拉、富士通天、电装、安波福 等零部件巨头几乎垄断了毫米波雷达市场。

毫米波雷达市场规模预测:随着自动驾驶对毫米波雷达需求增加的规模效益,将带来成本的下降,从而极大地推动毫米波雷达的产业 化进程。预计2025年国内毫米波雷达市场规模将超过90亿美元。

激光雷达市场竞争格局:全球激光雷达市场整体都处于研究发展阶段,OEM、零部件巨头和科技公司都在以不同的方式提前进行市 场布局。

激光雷达价格趋势预测:现阶段,昂贵的价格是制约激光雷达市场发展的最大障碍,伴随着自动驾驶传感器需求的持续性扩大,规 模效应将促使激光雷达价格大幅下降。

激光雷达市场规模预测:自动驾驶驱动激光雷达传感器渗透率提升,L3级别及以上高等级自动驾驶对激光雷达的需求随之扩大,预 计2024年全球激光雷达市场规模将超64亿美元。

车载激光雷达价格开始下探

2020年北美CES激光雷达参展商超过30家,新进入者包括博世、大疆等。多数激光雷达价格下探到1000 美元以内,量产时间在2020~2021年。

车载摄像头市场竞争格局:车载摄像头市场较为成熟,行业的壁垒在于模组封装技术和客户渠道,目前行业龙头的摄像头大厂占据了 较大的市场份额,且不容易被新进入者蚕食。

车载摄像头市场规模预测:受益于互联网和自动驾驶的迅速发展,车载镜头市场前景广阔。全景影像和全景泊车ADAS驱动着近两年 车载摄像头市场的爆发,预计2024年全球车载摄像头市场规模将达135亿美元。


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