车载摄像头发展较为成熟,是应用最广泛的“汽车之眼”。我们认为车载摄像头不仅是目前自动驾驶的核心传感器,也将在未来高等级自动驾驶中发挥主导作用。随着自动驾驶等级提高,单车摄像头数量将持续提升,由 L2 的 1-2 个提升到 L3 的 3-6 颗,未来高等级自动驾驶有望达到 10 颗以上,相应带动车载摄像头市场高速增长,未来五年全球 CAGR 约为 16%,中国 CAGR 约为 32%。
毫米波雷达:全天候待命自动驾驶传感器
(一)毫米波雷达全天候待命,77GHz 是未来方向
毫米波雷达是 ADAS 核心的传感器之一。毫米波雷达通过天线向外发射波长 1-10nm,频率在 30GHZ-300GHZ 之间的毫米波,接收反射信号并处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息,然后根据所探知的物体信息进行智能处理和决策。它首先运用于军事领域,随后进入汽车领域。
毫米波雷达的优势主要有以下几方面:
(1)毫米波具有穿透烟、灰尘和雾的能力,可全天候工作。相比于激光雷达等其他传感器来说,毫米波的特性让毫米波雷达的应用环境更为广泛,能实现全天候待命。
(2)毫米波雷达天线孔径小、空间辨识率高、易携带且方向性好。
(3)毫米波雷达波束窄、抗电子干扰性好。
(4)价格成本低廉,目前价格在千元级别,相比其他传感器如万元级别的激光雷达,成本较低。
FMCW 是主流调制方式。根据持续时间的长短,毫米雷达波可分为脉冲波和连续波,后者又可细分为 FSK(频移键控)、PSK(相移键控)、CW(恒频连续波)、FMCW(调频连续波)等方式。目前,FMCW 成为毫米波雷达主流调制方式,被德尔福、电装、博世、大陆等主流供应商采用。
FMCW 调频连续波具有能同时测出多个目标的距离和速度信息,可对目标连续跟踪,系统敏感性高,错误报警率低,不易受外界电磁噪声的干扰,测量距离远分辨率高,所需发射功率低,成本较低,信号处理难易程度及实时性可达到系统要求等优点。
根据毫米波雷达的有效范围和频段,可将车载毫米波雷达分为长距离雷达(LRR)和中距离雷达(MRR)以及短距离雷达(SRR)。而各个国家目前对车载毫米波雷达分配的频段主要集中在 24GHz 和 77-79GHz 之中,分别属于 SRR/MRR 和 LRR 的范围。
77GHz 是未来发展趋势。市场上的毫米波雷达主要包括 24GHz 和 77-79GHz 两类。24GHz主要用于汽车盲点监测、变道辅助等中短距测量功能,后者则属于长距毫米波雷达,主要用于自动驾驶、前向碰撞预警等长距离测量功能,而目前中国、日本等地区尚不允许 79GHz 频段的使用,所以 77GHz 是主要的长距毫米波雷达。
相较于 24GHz 雷达,77GHz 体积更小,穿透力更强,探视距离可达 150-250 米,探测精度为 24GHz 雷达的 3-5 倍,可接受的车速上限达250km/h,在识别精度、测量距离以及环境适应度等方面均具有明显优势。
因此,77GHz 的技术要求和生产成本也更高,具有较高的技术壁垒,当前市场上的主流产品为 24GHz 雷达。未来,随着技术的成熟以及成本的下降,77GHz 雷达将逐渐取代 24GHz 雷达成为未来毫米波雷达市场的主流发展趋势。
(二)产品加速升级,市场空间潜力大
随着 ADAS 系统的逐渐升级,对毫米波雷达的要求会更高。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。
在雷达芯片技术上,高集成化的单片微波集成电路(MMIC)成为了主流;而在芯片工艺上,朝着利用 CMOS 工艺,将MMIC 做得更小的方向发展。