自動(dòng)駕駛引領(lǐng)雷達(dá)應(yīng)用熱潮

近年來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展越來(lái)越引人矚目。

無(wú)論是Waymo自動(dòng)駕駛車隊(duì)，還是奧迪發(fā)布首款搭載激光雷達(dá)（LiDAR）的A8動(dòng)作，都表明了這個(gè)領(lǐng)域的高熱度。        

當(dāng)前的 "自動(dòng)駕駛"車輛包含兩種類型。

一是嵌入了多種傳感器的無(wú)人駕駛汽車，搭載攝像頭、激光雷達(dá)和雷達(dá)，以實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)駕駛。

另一種是配備高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)的乘用車，僅嵌入數(shù)量有限的傳感器雷達(dá)，以實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)駕駛。

因此，據(jù)國(guó)外行業(yè)分析部門更新的《汽車?yán)走_(dá)和無(wú)線通信-2019版》報(bào)告中預(yù)測(cè)，2024年，汽車?yán)走_(dá)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)80億美元，汽車 LiDAR 的市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至42億美元。

無(wú)人駕駛汽車與乘用車在雷達(dá)應(yīng)用上的區(qū)別

自動(dòng)駕駛汽車需要全面把握周圍的環(huán)境信息，才能安全行駛。有許多傳感器可用于向自動(dòng)駕駛車輛提供這些信息，包括攝像頭和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 傳感器等。

不過(guò), 只有三種傳感模型能夠提供直接距離測(cè)量：短距離測(cè)距的超聲波傳感、用于物體檢測(cè)的雷達(dá)和用于3D環(huán)境感知的激光雷達(dá)。

現(xiàn)在，這些傳感器既可用于乘用車，也可用于無(wú)人駕駛汽車，但應(yīng)用之間存在差異。

乘用車的自主能力有限，而無(wú)人駕駛汽車顧名思義必須依賴傳感器冗余實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。

由于空氣會(huì)造成超聲波大幅衰減， 超聲波傳感器的探測(cè)范圍被限制在幾米以內(nèi)，主要用于停車輔助；雷達(dá)常用于乘用車自適應(yīng)巡航控制 (ACC) 和自主緊急制動(dòng) (AEB)。

傳感器雷達(dá)與激光雷達(dá)的性能差異化明顯

無(wú)人駕駛車輛使用多個(gè) LiDARs 來(lái)繪制周圍的地圖。為了確保乘客的安全, 激光雷達(dá)必須和攝像頭、雷達(dá)相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)傳感器之間的高度安全冗余。

▲自動(dòng)駕駛技術(shù)分為0~4共五個(gè)等級(jí)

由于原始設(shè)備制造商（OEM）的目標(biāo)是部分自動(dòng)化，所以能夠監(jiān)控駕駛環(huán)境的3級(jí)ADAS目前仍有很大的不確定性。對(duì)于這一層級(jí)的自動(dòng)駕駛，OEM將定義汽車自主駕駛的使用案例。

目前，OEM大多針對(duì)兩種用例：交通堵塞或高速公路駕駛。

例如，OEM將選擇何時(shí)可以啟用自動(dòng)駕駛模式，且可以定義避免夜間條件。OEM做出的這些選擇主要由成本驅(qū)動(dòng)，將直接影響ADAS車輛中嵌入傳感器的類型和數(shù)量。

此外，由于傳統(tǒng)的傳感器性能在不斷提高，攝像頭、雷達(dá)和超聲波傳感器的組合成本夠低，并且足以滿足這種自動(dòng)駕駛的水平，所以這種解決方案可供大部分OEM使用。

而對(duì)于高端OEM和豪華車型的ADAS產(chǎn)品系列，客戶有意愿采用最新的技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)差異化，可以提供另一種應(yīng)用激光雷達(dá)的解決方案。這可能會(huì)提供更高級(jí)的功能，或增加更多自動(dòng)駕駛的場(chǎng)景。

激光雷達(dá)市場(chǎng)價(jià)格或面臨傳感器雷達(dá)沖擊

無(wú)人駕駛汽車既可以使用帶有大型天線陣列的4D成像雷達(dá)，可實(shí)現(xiàn)低于1°的角度分辨率，也可使用數(shù)十個(gè)小型超寬帶高分辨率雷達(dá)。

然而, 目前4D成像雷達(dá)的尺寸超過(guò)了10 x10cm，這使得常規(guī)汽車設(shè)計(jì)師不喜歡他們。

同時(shí)，超寬帶雷達(dá)的的探測(cè)范圍也被限制在幾十米以內(nèi)，而價(jià)格高達(dá)數(shù)千元的激光雷達(dá)，對(duì)汽車制造商來(lái)說(shuō)沒(méi)有吸引力。

不過(guò)，它們高達(dá)200 米的探測(cè)范圍和0.1°的角分辨率等高性能，受到無(wú)人駕駛汽車公司的廣泛青睞。

毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)這些技術(shù)還將繼續(xù)發(fā)展。其中一個(gè)推動(dòng)因素，是將他們集成到乘用車中，以實(shí)現(xiàn)3級(jí)ADAS，在2019年，3D雷達(dá)將走向市場(chǎng)，帶來(lái)垂直市場(chǎng)和實(shí)現(xiàn)多普勒傳感能力。

3D雷達(dá)攝像頭和GNSS的傳感器融合，或?qū)⒆阋赃_(dá)到3級(jí)ADAS所需的車道級(jí)精度。這種情況或?qū)?yán)重影響激光雷達(dá)業(yè)務(wù)發(fā)展，限制激光雷達(dá)在汽車市場(chǎng)的應(yīng)用。  

此外, 4D成像雷達(dá)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，有網(wǎng)使其適用于個(gè)人乘用車輛，首批商業(yè)化產(chǎn)品可能會(huì)在2025-2030年上市，正好趕上4級(jí)ADAS的市場(chǎng)滲透。

對(duì)于激光雷達(dá)傳感器，得益于MEMS 光學(xué)掃描儀和Flash激光雷達(dá)光電探測(cè)器陣列等新技術(shù)的應(yīng)用，預(yù)計(jì)將使激光雷達(dá)傳感器的價(jià)格在同時(shí)期獲得大幅度下降。

激光雷達(dá)售價(jià)降低的另一個(gè)關(guān)鍵因素是市場(chǎng)規(guī)模效應(yīng)，產(chǎn)量的規(guī)?；瘜?dǎo)致價(jià)格下降。  

傳感器行業(yè)炙手可熱，沒(méi)人可以真正預(yù)知4級(jí)ADAS及以后的傳感器組合最終會(huì)如何發(fā)展。

因此，產(chǎn)業(yè)正在投資未來(lái)最有前景的技術(shù)，雷達(dá)和激光雷達(dá)的性能和成本競(jìng)賽已經(jīng)開(kāi)始，競(jìng)爭(zhēng)有利于推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)不斷向前，這值得我們密切關(guān)注。