計算機(jī)行業(yè)深度研究:汽車智能化與工業(yè)數(shù)字化專題(上)_第1頁
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計算機(jī)行業(yè)深度研究:汽車智能化與工業(yè)數(shù)字化專題(上)感知層研究框架環(huán)境感知+車身感知+網(wǎng)聯(lián)感知組成車載感知系統(tǒng)整個車載感知系統(tǒng)主要包括環(huán)境感知、車身感知與網(wǎng)聯(lián)感知三大部分。其中,(1)環(huán)境感知:主要負(fù)責(zé)車輛從外界獲取信息,如附近車輛、車道線、行人、建筑物、障礙物、交通標(biāo)志、信號燈等,主要包括四大類別的硬件傳感器車載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá);(2)車身感知:主要負(fù)責(zé)車輛對自身狀態(tài)的感知,如車輛位置、行駛速度、姿態(tài)方位等,主要包括慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航和高精度地圖;(3)網(wǎng)聯(lián)感知:主要負(fù)責(zé)實現(xiàn)車輛與外界的網(wǎng)聯(lián)通信以此來獲得道路信息、行人信息等,主要包括各類路側(cè)設(shè)備、車載終端以及V2X云平臺等。四大硬件傳感器是自動駕駛汽車的眼睛,是環(huán)境感知的關(guān)鍵。車載傳感器主要包括車載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)四大類。自動駕駛汽車首先是對環(huán)境信息與車內(nèi)信息的采集、處理與分析,這是實現(xiàn)車輛自主駕駛的基礎(chǔ)和前提。環(huán)境感知是自動駕駛車輛與外界環(huán)境信息交互的關(guān)鍵,車輛通過硬件傳感器獲取周圍的環(huán)境信息,環(huán)境感知是一個復(fù)雜的系統(tǒng),需要多種傳感器實時獲取信息,各類硬件傳感器是自動駕駛汽車的眼睛。當(dāng)前自動駕駛正處在L2向L3級別跨越發(fā)展的關(guān)鍵階段。其中,L2級的ADAS是實現(xiàn)高等級自動駕駛的基礎(chǔ),從全球各車企自動駕駛量產(chǎn)時間表來看,L3級別自動駕駛即將迎來大規(guī)模地商業(yè)化落地。隨著自動駕駛級別的提升,單車傳感器的數(shù)量呈倍級增加。預(yù)計自動駕駛Level1-2級需要10-20個傳感器,Level3級需要20-30個傳感器,Level4-5級需要40-50個傳感器。Level1-2級別:通常具有1個前置遠(yuǎn)程雷達(dá)和1個攝像頭,用于自適應(yīng)巡航控制,緊急制動輔助和車道偏離警告/輔助。2個向后的中程雷達(dá)可實現(xiàn)盲點(diǎn)檢測,外加4個攝像頭和12個超聲波雷達(dá)則可實現(xiàn)360度視角的泊車輔助功能。預(yù)計Level1-2的總傳感器數(shù)量約為10-20個左右。Level3級別:在Level1-2配置的基礎(chǔ)上,外加1個遠(yuǎn)程激光雷達(dá),由于主動距離測量,激光雷達(dá)還具有高分辨率,廣角和高精度的特點(diǎn),這對于檢測和分類對象或跟蹤地標(biāo)以進(jìn)行定位將是必需的。對于高速公路領(lǐng)航系統(tǒng)(Highwaypilot)應(yīng)用,通常會額外增加1顆后向的遠(yuǎn)程激光雷達(dá)。預(yù)計會使用6-8個攝像頭,8-12個超聲波雷達(dá)和4-8個毫米波雷達(dá),以及1個激光雷達(dá),因此,預(yù)計Level3的傳感器總數(shù)量會在20-30個左右。Level4-5級別:通常需要多種傳感器進(jìn)行360°視角的交叉驗證,以消除每種傳感器的弱點(diǎn)。預(yù)計會使用8-15個攝像頭,8-12個超聲波雷達(dá)和6-12個毫米波雷達(dá),以及1-3個激光雷達(dá),因此,預(yù)計用于Level4至5的傳感器總數(shù)量會在30-40個左右。從本次廣州車展來看,各家新車型均搭配多個激光雷達(dá),以此來提前布局高階自動駕駛,哪吒S配置了3-6顆混合固態(tài)激光雷達(dá),售價在30萬以上的新車型普遍搭配了支持L3-L4級自動駕駛所需要的各類傳感器(2+顆激光雷達(dá)、12顆超聲波雷達(dá)、7-10顆高清攝像頭、5+顆毫米波雷達(dá))。以蔚來ET7為例,共搭載了多達(dá)33個高精度傳感器,包括1個超遠(yuǎn)距高精度激光雷達(dá)、11個800萬像素高清攝像頭、5個毫米波雷達(dá)、12個超聲波傳感器、2個高精定位單位、1個V2X車路協(xié)同感知系統(tǒng)和1個ADMS增強(qiáng)主駕感知,較蔚來ES8的25個傳感器還多了8個。各國政策不斷刺激,助力高階輔助駕駛ADAS快速落地。美國在2011年開始就強(qiáng)制所有輕型商用車和乘用車搭載ESP系統(tǒng),歐盟從2013年開始強(qiáng)制安裝重型商用車搭載LDW、AEB等功能,日本從2014年強(qiáng)制要求商用車搭載AEB系統(tǒng),2019年歐盟與日本等40國達(dá)成草案,將于2020年起全部輕型商用車和乘用車強(qiáng)制安裝AEB系統(tǒng)。中國自2016年開始出臺各項政策,逐步強(qiáng)制商用車搭載LDW、FCW、LKA、AEB等ADAS功能。各國新車測試標(biāo)準(zhǔn)不斷增加對主動安全ADAS功能的權(quán)重。NCAP(NewCarAssessmentProgram,新車測試項目)是測試機(jī)構(gòu)對新車型的車輛安全水平進(jìn)行全面評估,并直接面向公眾公布試驗結(jié)果。NCAP是民間組織,不受政府機(jī)構(gòu)組織控制。碰撞測試成績則由星級表示,共有五個星級,星級越高表示該車的碰撞安全性能越好。在部分國家,AEB等系統(tǒng)已經(jīng)成為五行評級的必備條件。從各國NCAP的路線圖能夠看出,美國NHTSA從2011年就將LDW、FCW等指標(biāo)納入加分項,美國IIHS從2014年開始將FCW和AEB規(guī)定為最高評級的必備條件,歐盟Euro-NCAP從2014就將AEB納入評分體系,并不斷增加測試場景,中國C-NCAP從2017年首次納入AEB測試。各國對各類ADAS輔助駕駛系統(tǒng)的重視程度不斷提升,帶動高階輔助駕駛的全面落地。(1)激光雷達(dá):是L3級以上自動駕駛的必備傳感器激光雷達(dá),即(LiDAR,LightDetectionandRanging),是一種通過發(fā)射激光束來測量周圍環(huán)境物體的距離和方位的方法。激光雷達(dá)主要由發(fā)射模塊、處理模塊和接收模塊組成,其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測信號(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進(jìn)行比較,做適當(dāng)處理后,就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息,如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)及形狀等參數(shù),從而對障礙物、移動物體等目標(biāo)進(jìn)行探測、追蹤和識別。激光雷達(dá)是當(dāng)下已知的車載雷達(dá)中探測距離遠(yuǎn),角度測量精度極高的一種。激光雷達(dá)可以準(zhǔn)確的感知周邊環(huán)境的三維信息,探測精度在厘米級以內(nèi)。激光雷達(dá)能夠準(zhǔn)確的識別出障礙物具體輪廓、距離成3D點(diǎn)云,且不會漏判、誤判前方出現(xiàn)的障礙物,激光雷達(dá)普遍的有效探測距離也更遠(yuǎn)。與毫米波雷達(dá)和攝像頭相比,激光雷達(dá)具備高分辨率、遠(yuǎn)距離和視角廣闊等特性。激光雷達(dá)誕生于1960年,起初用于科研及測繪項目,全球首個車規(guī)級激光雷達(dá)在2017年實現(xiàn)量產(chǎn)。1960年美國休斯實驗室的西奧多·梅曼發(fā)明了人類歷史上第一臺激光器,隨著激光器的發(fā)展,激光雷達(dá)逐漸發(fā)展起來。早期激光雷達(dá)主要用于科研及測繪項目,進(jìn)行氣象探測以及針對海洋、森林、地表的地形測繪。2010年,Neato公司把激光雷達(dá)安在了掃地機(jī)器人上面,推出了NeatoXV-11,Neato公司將單個激光雷達(dá)的成本控制在30美元以內(nèi),解決了激光雷達(dá)的量產(chǎn)難題,打開了激光雷達(dá)在民用市場的空間。而車載雷達(dá)的發(fā)展歷史可以追溯到21世紀(jì)初,在2007年,美國國防部組織的DARPA無人車挑戰(zhàn)賽上,參賽的7只隊伍,就有6只安裝了Velodyne的激光雷達(dá)。2010年Ibeo公司同法雷奧合作進(jìn)行車規(guī)化激光雷達(dá)SCALA的開發(fā),SCALA為基于轉(zhuǎn)鏡架構(gòu)的4線激光雷達(dá),在2017年成為了全球第一款車規(guī)級激光雷達(dá),SCALA并在當(dāng)年搭載在全新的奧迪A8上。智能駕駛將是未來五年激光雷達(dá)市場的主要增長動力。根據(jù)Yole的預(yù)測,2019年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模約為16億美金,預(yù)計到2025年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到38億美金,年復(fù)合增長率約為20%。按照各細(xì)分應(yīng)用板塊來看,智能駕駛場景未來五年的復(fù)合增長率將超過60%,將會為整個激光雷達(dá)市場提供18億美金的增量,預(yù)計到2025年,智能駕駛場景將占到整個激光雷達(dá)市場規(guī)模的50%,成為激光雷達(dá)市場的主要增長動力。此外,各種工業(yè)及服務(wù)機(jī)器人對激光雷達(dá)的需求也在快速增長,也將帶動整個激光雷達(dá)市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。激光雷達(dá)是車載攝像頭與毫米波雷達(dá)的有效補(bǔ)充,將是L3級及以上自動駕駛的必備傳感器。從工作原理來看,激光雷達(dá)發(fā)射的光波的頻率比微波高出2-3個數(shù)量級,因此激光雷達(dá)具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率,因此測量精度更高,獲得信息更為立體,同時,由于激光波長短,可發(fā)射發(fā)散角非常小的激光束,可探測低空/超低空目標(biāo),抗干擾能力強(qiáng)。即便是純視覺的方案從效果上能夠一定程度代替激光雷達(dá)的自動駕駛方案,但是對于高階自動駕駛而言,安全駕駛是其重要的一步,在感知環(huán)節(jié)的傳感器冗余能夠有限提升車輛的安全冗余,激光雷達(dá)將是L3及以上自動駕駛的必備傳感器。ToF激光雷達(dá)是當(dāng)前的主流,未來ToF與FMCW會共存。按照探測方式來分,分成了非相干測量(脈沖飛行時間測量法ToF為代表)和相干測量(典型為FMCW調(diào)頻連續(xù)波)。ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽光下較遠(yuǎn)的測程(100~250m),是車載激光雷達(dá)的優(yōu)選方案。ToF是目前市場車載中長距激光雷達(dá)的主流方案,未來隨著FMCW激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,ToF和FMCW激光雷達(dá)將在市場上并存?;旌瞎虘B(tài)方案作為當(dāng)前市場的過渡期預(yù)計將存在5年以上,終極形態(tài)的激光雷達(dá)會是低成本、高度芯片化的產(chǎn)品。固態(tài)激光雷達(dá)是終極形態(tài),混合固態(tài)MEMS等方案短期內(nèi)會是主流。機(jī)械式激光雷達(dá)技術(shù)本身成熟,但具有成本較高、裝配調(diào)制困難、生產(chǎn)周期長,且需要持續(xù)旋轉(zhuǎn),機(jī)械部件的壽命較短,一般在1-2年,很難應(yīng)用在規(guī)模量產(chǎn)車型上。MEMS混合固態(tài)激光雷達(dá)一方面具有尺寸小、可靠性高、批量生產(chǎn)后成本低、分辨率較高等優(yōu)勢,另一方面也存在信噪比低、有效距離短、視場角窄、工作壽命較短等缺點(diǎn)。MEMS方案是當(dāng)下車用激光雷達(dá)量產(chǎn)的最優(yōu)解,但是MEMS微振鏡掃描角度小、振動問題與工作溫度范圍,過車規(guī)也存在挑戰(zhàn)。固態(tài)方案不用受制于機(jī)械旋轉(zhuǎn)的速度和精度,可大大壓縮雷達(dá)的結(jié)構(gòu)和尺寸,提高使用壽命,并降低成本。芯片化將會是激光雷達(dá)的架構(gòu)趨勢。當(dāng)前大部分ToF激光雷達(dá)產(chǎn)品采用分立器件,即發(fā)射端使用邊發(fā)射激光器EEL配合多通道驅(qū)動器、接收端使用線性雪崩二極管探測器(APD)配合多通道跨阻放大器(TIA)的方案。但分立器件仍存在零部件多、生產(chǎn)成本高、可靠性低等問題,芯片化架構(gòu)的激光雷達(dá)可將數(shù)百個分立器件集成于一顆芯片,在降低物料成本的同時,省去了對每一個激光器進(jìn)行獨(dú)立光學(xué)裝調(diào)的人力生產(chǎn)成本。此外,器件數(shù)量的減少,可以顯著降低因單一器件失效而導(dǎo)致系統(tǒng)失效的概率,提升了可靠性。芯片化架構(gòu)的激光雷達(dá)是未來的發(fā)展方向。激光雷達(dá)的成本構(gòu)成。激光雷達(dá)本質(zhì)是一個由多種部件構(gòu)成的光機(jī)電系統(tǒng),光電系統(tǒng)包括發(fā)射模組、接收模組、測時模組(TDC/ADC)和控制模組四部分構(gòu)成,其中,光電系統(tǒng)成本約占激光雷達(dá)整機(jī)成本的70%。激光雷達(dá)上游產(chǎn)業(yè)鏈主要包括激光器和探測器、FPGA芯片、模擬芯片供應(yīng)商,以及光學(xué)部件生產(chǎn)和加工商。激光器和探測器是激光雷達(dá)的重要部件,激光器和探測器的性能、成本、可靠性與激光雷達(dá)產(chǎn)品的性能、成本、可靠性密切相關(guān)。激光器主流供應(yīng)商有歐司朗、艾邁斯半導(dǎo)體、魯門特姆,探測器主流供應(yīng)商有濱松、安森美、索尼等。FPGA通常被用作激光雷達(dá)的主控芯片,主流供應(yīng)商有賽靈思、英特爾等,除了FPGA之外,也可以選用MCU、DSP等代替。MCU的主流供應(yīng)商有瑞薩、英飛凌等,DSP的主流供應(yīng)商有德州儀器、亞德諾半導(dǎo)體等。而在相關(guān)光學(xué)部件上,國內(nèi)供應(yīng)鏈已經(jīng)完全實現(xiàn)替代海外,實現(xiàn)自主供應(yīng)。從各家的Velodyne的64線機(jī)械式激光雷達(dá)的售價在7.5萬美元,32線的機(jī)械式激光雷達(dá)售價在4萬美元左右,16線的機(jī)械式激光雷達(dá)售價在3999美元。而國內(nèi)廠商,如禾賽科技在2020年發(fā)布的機(jī)械式激光雷達(dá)售價為4999美元左右,速騰聚創(chuàng)在2020年發(fā)布的機(jī)械式激光雷達(dá)售價為1898美元。隨著相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟,激光雷達(dá)的成本拐點(diǎn)即將來臨。Velodyne宣布計劃到2024年將平均單價將下降到600美元,華為也宣布未來計劃將激光雷達(dá)的價格控制在200美金以內(nèi)。隨著相關(guān)技術(shù)逐漸成熟和供應(yīng)鏈體系的逐步完善,當(dāng)前混合固態(tài)的激光雷達(dá)平均價格約在1000美元左右,預(yù)計到2023年左右成本有望下探到500美元。隨著激光雷達(dá)的成本拐點(diǎn)逐步到來,也為大規(guī)模商用打造了充分的基礎(chǔ)。2022年有望成為激光雷達(dá)大規(guī)模商業(yè)的元年。在2021年,如蔚來ET7、智已L7、極狐阿爾法S、哪吒S、R汽車等都已宣布搭載激光雷達(dá)的車型正在量產(chǎn)路上,在前不久的廣州車展上,威馬M7、廣汽埃安AIONLXPlus等均宣布了搭載2~3顆激光雷達(dá),長城最新發(fā)布的沙龍機(jī)甲龍更是配備4顆激光雷達(dá)。這些車型大多在2022年量產(chǎn),2022年有望成為激光雷達(dá)大規(guī)模商業(yè)的元年。(2)車載攝像頭:高清化、智能化帶動攝像頭天花板不斷打開車載攝像頭是環(huán)境感知中最常見的傳感器之一。攝像頭的工作原理即目標(biāo)物體通過鏡頭生成光學(xué)圖像投射到圖像傳感器上,光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,再?jīng)過A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)后變?yōu)閿?shù)字圖像信號,最后送到DSP(數(shù)字信號處理芯片)中進(jìn)行加工處理,由DSP將信號處理成特定格式的圖像傳輸?shù)斤@示屏上進(jìn)行顯示。視覺是人類駕駛汽車獲取環(huán)境信息最主要的途徑,攝像頭獲取的信息更為直觀,更接近人類的視覺,對于自動駕駛汽車而言,攝像頭取代了人類視覺,成為了汽車獲取外界信息的重要來源。車載攝像頭的優(yōu)點(diǎn)十分明顯,成本低且技術(shù)成熟,采集信息的豐富度較高,最接近人類視覺,但其缺點(diǎn)也十分顯著,攝像頭受光照、環(huán)境影響十分大,難以全天候工作,尤其是在黑夜、雨雪天、大霧等能見度不足的場景下,其識別效率大大降低,此外,車載攝像頭缺乏深度信息,三維空間感不足。車載鏡頭舜宇排名第一,聯(lián)創(chuàng)電子正在快速崛起。根據(jù)ICVTank在2019年的數(shù)據(jù)顯示,舜宇光學(xué)全球車載攝像頭出貨量第一,市占率超過30%,韓國世高光、日本關(guān)東辰美、日本富士占絕行業(yè)前四名,前四名市占率超過80%。國產(chǎn)方面,除舜宇之外,聯(lián)創(chuàng)電子是國內(nèi)唯二具備較強(qiáng)競爭力的廠商,目前已經(jīng)進(jìn)入特斯拉、蔚來等產(chǎn)業(yè)鏈,正在快速崛起。車載CIS呈現(xiàn)寡頭格局,韋爾收購豪威科技一躍成為行業(yè)第二。車載CIS(CMOSImageSensor)是當(dāng)下主流的車載攝像頭圖像傳感器方案,其中安森美是絕對的車載CIS龍頭,市占率超過六成,豪威科技位列第二,市占率約為20%,索尼和三星作為手機(jī)CIS的龍頭,進(jìn)入車載市場較晚,正在快速切入。國產(chǎn)廠商方面,韋爾股份收購豪威科技后,一躍成為車載CIS龍頭,正在迅速崛起。中游模組主要由海外公司主導(dǎo),國產(chǎn)比例仍然較低。由于車規(guī)級攝像頭模組的安全性和穩(wěn)定性要求更高,模組封裝工藝更為復(fù)雜,在競爭格局方面,主要由海外公司占據(jù)主要市場份額,松下、法雷奧、富士通、大陸、麥格納等占據(jù)市場主要地位,國產(chǎn)方面,舜宇光學(xué)、聯(lián)創(chuàng)電子等為代表的攝像頭模組企業(yè)正在快速布局車載領(lǐng)域。根據(jù)安裝位置劃分,車載攝像頭可以分為五大類:內(nèi)視攝像頭、后視攝像頭、前置攝像頭、側(cè)視攝像頭、環(huán)視攝像頭等;根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分,車載攝像頭可以分為單目攝像頭、雙目攝像頭、廣角攝像頭等。單目攝像頭和雙目攝像頭主要用于自動駕駛汽車的前視,視角一般為45度左右,負(fù)責(zé)實現(xiàn)FCW、LDW、PCW、TSR、ACC等功能,而廣角攝像頭則要用于自動駕駛汽車的后視(后視泊車輔助)、內(nèi)置(閉眼提醒、DMS)、側(cè)視(盲點(diǎn)檢測)、以及環(huán)視(全景泊車、LDW)等多個方位多種功能。各家整車廠新車型的攝像頭搭載數(shù)量持續(xù)上升。從各家最新發(fā)布的車型搭載方案來看,造車新勢力的單車搭載攝像頭數(shù)量平均已超過10顆。2021年最新發(fā)布的蔚來

ET7共搭載了11顆攝像頭,小鵬計劃于2022年量產(chǎn)的G9車型預(yù)計將搭載12顆攝像頭,極氪001更是搭載了15顆攝像頭,各家車企不斷增加前視、環(huán)視、后視和內(nèi)視等各方位的攝像頭,為了高階輔助駕駛的落地創(chuàng)造了堅實的基礎(chǔ)。特斯拉

Model3的感知系統(tǒng)包括了8個攝像頭+12個超聲波雷達(dá)+1個毫米波雷達(dá)。該感知系統(tǒng)可以實現(xiàn)在250米半徑內(nèi)提供360度的視野,可以在一定距離內(nèi)探測軟硬物體,而且精度幾乎是以前系統(tǒng)的兩倍。包括1個前視窄視野長焦攝像頭(FOV25度、最大測距250米),1個前視主視野中焦攝像頭(FOV50度、最大測距150米),1個前視寬視野廣角攝像頭(FOV150度、最大測距60米),2個側(cè)方前視攝像頭(最大測距80米)、2個側(cè)方后視攝像頭(最大測距100米)和1個后視攝像頭(最大測距50米)。Mobileye的純攝像頭ADAS解決方案包括了12顆攝像頭的子系統(tǒng)。在CES2020上,Mobileye也發(fā)布12個攝像頭組成的純攝像頭解決方案,包括2顆前視攝像頭(FOV120度),一顆前視窄視野長焦攝像頭(FOV28度),1顆后視攝像頭(FOV60度),4顆側(cè)視攝像頭(FOV100度),4顆停車輔助攝像頭,1顆DMS內(nèi)視攝像頭。單車搭載攝像頭數(shù)量持續(xù)增加,預(yù)計到23年有望超過平均每臺車3顆。根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù),2021Q1中國乘用車市場車載攝像頭的總安裝量為922.3萬顆,同比增長95.3%,2021Q1單車的攝像頭安裝量從2020Q1的1.559顆提升至1.779顆,市場對車載攝像頭的需求量持續(xù)增加。根據(jù)Yole預(yù)測,2018年全球汽車平均每臺搭載攝像頭的數(shù)量為1.7顆,預(yù)計到2023年有望增加單車3顆左右,CAGR達(dá)12%。而對于高端車的搭載情況,根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示,高端車型的單車攝像頭搭載數(shù)量從2014年的5顆提升到2020年的8顆,預(yù)計到2024年將超過11顆。此外,根據(jù)不同等級自動駕駛的要求,為了實現(xiàn)更準(zhǔn)確的識別效果,每一類攝像頭會搭載不同焦段2-3只。L1或2級的車輛主要以安裝倒車或環(huán)視攝像頭為主,單車攝像頭數(shù)量約在3-5顆左右;L3級車輛還會安裝前視攝像頭,單車攝像頭數(shù)量約在8顆左右;L4/5級車輛基本會囊括各種類型的攝像頭,單車攝像頭數(shù)量約在10-20顆左右。各類型車載攝像頭快速上車,滲透率不斷提升。19-20年我國后視攝像頭滲透率占比最高為50%,前視攝像頭滲透率30%、側(cè)視攝像頭滲透率22%,內(nèi)置攝像頭滲透率7%,仍然有很大的滲透空間。隨著IACC、HWA、HWP等各類高級ADAS功能落地,各種攝像頭的需求量也在不斷上升,駕駛員注意力監(jiān)測需求上升,DMS攝像頭也在快速上車。根據(jù)佐思汽研的數(shù)據(jù),2021Q1中國乘用車市場DMS安裝量同比增長554.5%,是各類車載攝像頭中增速最快的,此外環(huán)視攝像頭同比增速120.8%,前視攝像頭同比增速103.0%,行車記錄儀同比增速102.2%,后視攝像頭同比增速60.6%,各類車載攝像頭安裝量快速提升。特斯拉剝離計算功能,攝像頭BOM成本下降六成。以寶馬X5采用的采孚三目前視攝像頭和特斯拉在Model3中所使用的三目前視攝像頭進(jìn)行成本比較。寶馬X5中的采孚S-Cam4三目前視攝像頭是由豪威(OmniVision)的CMOS圖像傳感器實現(xiàn)圖像采集,Mobileye的EyeQ4實現(xiàn)視覺處理。而特斯拉在Model3中所使用的三目前視攝像頭,其攝像頭模塊是基于安森美(OnSemiconductor)120萬像素的CMOS圖像處理器,并沒有安裝計算功能模塊,圖像處理功能則由Autopilot來實現(xiàn)。根據(jù)SystemPlus測算,特斯拉Model3的三目前視攝像頭的BOM成本65美金左右,而采孚ZFS-Cam4三目前視攝像頭的BOM成本在165美金左右,特斯拉在剝離了計算功能后,攝像頭BOM成本下降了約六成。EEA架構(gòu)的集中化會促使算力集中化,進(jìn)而加速傳感器的硬件簡化。以特斯拉為例,Model3的電子電氣架構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入準(zhǔn)中央架構(gòu)階段,由中央計算模塊(CCM)、左車身控制模塊(BCMLH)、右車身控制模塊(BCMRH)三個部分組成,特斯拉的準(zhǔn)中央E/E架構(gòu)已帶來了線束革命,ModelS/ModelX整車線束的長度是3公里,Model3整車線束的長度縮短到了1.5公里,ModelY進(jìn)一步縮短到1公里左右,特斯拉最終的計劃是將線束長度縮短至100米。整個架構(gòu)的不斷集中化,也帶動了整個控制和算力的集中化,也避免了過往各ECU之間的算力冗余,進(jìn)一步簡化邊緣端傳感器,從而帶動邊緣段硬件成本的進(jìn)一步下探。駕駛員監(jiān)測系統(tǒng)(DMS,DriverMonitorSystem)是指駕駛員行駛過程中,全天候監(jiān)測駕駛員的疲勞狀態(tài)、危險駕駛行為的信息技術(shù)系統(tǒng)。在發(fā)現(xiàn)駕駛員出現(xiàn)疲勞、打哈欠、瞇眼睛及其他錯誤駕駛狀態(tài)后,DMS系統(tǒng)將會對此類行為進(jìn)行及時的分析,并進(jìn)行語音燈光提示,起到警示駕駛員,糾正錯誤駕駛行為的作用。DMS一般分為主動式DMS和被動式DMS。被動式DMS基于方向盤轉(zhuǎn)向和行駛軌跡特征來判斷駕駛員狀態(tài)。主動式DMS一般基于攝像頭和近紅外技術(shù),從眼瞼閉合、眨眼、凝視方向、打哈欠和頭部運(yùn)動等,檢測駕駛員狀態(tài)。主動DMS系統(tǒng)從18年開始逐漸放量,21年1-9月DMS銷量同比增長244%。自2006年起,雷克薩斯LS460首次配備主動DMS,隨著近年來一系列的安全事故大大提高了DMS在自動輔助駕駛系統(tǒng)尤其是L2/L3功能上的的重要性。從2018年開始,隨著L2和L3系統(tǒng)逐漸量產(chǎn),主動式DMS系統(tǒng)開始放量。根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù),2019年在中國主動DMS系統(tǒng)的乘用車新車安裝量為1.02萬套,同比增長174%。2021年1-9月中國乘用車新車的DMS系統(tǒng)銷量25.15萬套,同比增長244%,其中合資占比6%,本土占比94%,排名靠前的品牌有長安、小鵬、哈弗、寶馬、蔚來等。2021年中國DMS爆發(fā)增長主要原因是本土品牌增加了裝配車型力度。2021年新上市車型DMS裝配量9.67萬輛,占整體裝配量比例38%。(3)毫米波雷達(dá):海外廠商正主導(dǎo)市場,國內(nèi)正起步追趕毫米波雷達(dá)是一種使用天線發(fā)射波長1-10mm、頻率24-300GHz的毫米波(MillimeterWave,MMW)作為放射波的雷達(dá)傳感器。毫米波雷達(dá)根據(jù)接收和發(fā)射毫米波的時間差,結(jié)合毫米波傳播速度、載體速度及監(jiān)測目標(biāo)速度,可以獲得汽車與其他物體相對距離、相對速度、角度及運(yùn)動方向等物理環(huán)境信息。毫米波的波長介于厘米波和光波之間,因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。與激光雷達(dá)(LiDAR)相比,目前毫米波雷達(dá)技術(shù)更加成熟、應(yīng)用更加廣泛、成本更加低廉;與可見光攝像頭相比,毫米波雷達(dá)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性更好,價格差距也在不斷縮小。尤其是全天候工作無可替代的優(yōu)勢,已成為汽車電子廠商公認(rèn)的主流選擇,擁有巨大的市場需求。車載毫米波雷達(dá)根據(jù)毫米波頻率可以分為24GHz、77GHz和79GHz毫米波雷達(dá)三大種類。目前各個國家對車載毫米波雷達(dá)的頻段各有不同,除了少數(shù)國家(如日本)采用60GHz頻段外,主要集中在24GHz和77GHz兩個頻段。世界無線電通信大會已將77.5~78.0GHz頻段劃分給無線電定位業(yè)務(wù),以促進(jìn)短距高分辨車用雷達(dá)的發(fā)展。由于77GHz相對于24GHz的諸多優(yōu)勢,未來全球車載毫米波雷達(dá)的頻段會趨同于77GHz頻段(76-81GHz)。車載毫米波雷達(dá)因具備受天氣氣候影響程度低、不受前方目標(biāo)物形狀與顏色等干擾等特性,廣泛應(yīng)用于主動安全系統(tǒng)。不同探測距離決定了不同類型毫米波雷達(dá)的應(yīng)用場景不同,因此,不同高級輔助駕駛功能也需要不同的雷達(dá)選型。角雷達(dá)通常是SRR短程雷達(dá)負(fù)責(zé)盲點(diǎn)檢測(BSD)、變道輔助(LCA)和前后交叉交通警報(F/RCTA)的要求,而前雷達(dá)通常是負(fù)責(zé)自動緊急制動(AEB)和自適應(yīng)巡航控制(ACC)的MRR和LRR中遠(yuǎn)程雷達(dá)。毫米波雷達(dá)是高級輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)的必備傳感器。國外毫米波雷達(dá)發(fā)展歷史悠久,國產(chǎn)正在逐步追趕。1973年德國首次出現(xiàn)汽車防撞雷達(dá),歐美大型毫米波雷達(dá)制造商已累積近40年的技術(shù)經(jīng)驗。早期的毫米波雷達(dá)采用高電子遷移晶體管制作集成電路,集成度低且成本高昂,直到2012年,英飛凌及飛思卡爾成功推出芯片級別的毫米波射頻芯片,降低了毫米波波雷達(dá)的技術(shù)門檻,同時降低其制造成本,推動毫米波雷達(dá)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。2013年,24GHz毫米波雷達(dá)產(chǎn)品開始進(jìn)入中國,2018年,實現(xiàn)24GHz毫米波雷達(dá)國產(chǎn),但是在77GHz毫米波雷達(dá)產(chǎn)品仍未實現(xiàn)大規(guī)模國產(chǎn)化,只有少數(shù)國內(nèi)廠商具備77GHz產(chǎn)品的量產(chǎn)能力,國產(chǎn)毫米波雷達(dá)仍在持續(xù)追趕中。毫米波雷達(dá)的硬件占比約50%,主要由射頻前端(MMIC)、數(shù)字信號處理器、天線及控制電路等部分構(gòu)成,軟件算法占比約50%。射頻前端(MMIC):是核心射頻部分,占總成本的25%左右。由發(fā)射器、接收器、功率放大器、低噪聲放大器、混頻器、濾波器及壓控振蕩器組成,起到調(diào)制、發(fā)射、接收及解調(diào)毫米波信號的作用。在技術(shù)趨勢上,集成度更高、體積更小的高集成趨勢下,CMOS工藝有望成為主流。在供應(yīng)商方面,加特蘭微電子、意行半導(dǎo)體、矽杰微電子、矽典微等本土廠商已有能力自行研發(fā)生產(chǎn)低頻24GHz芯片,且價格較海外有30%以上的優(yōu)勢。但在高頻段77GHz芯片方面,主要由恩智浦、英飛凌、德州儀器、意法半導(dǎo)體等供應(yīng)。數(shù)字信號處理器:通過嵌入不同的信號處理算法,分析前端收集的信號獲取目標(biāo)信息,是保證毫米波雷達(dá)穩(wěn)定性及可靠性的核心部件,主要通過DSP芯片或FPGA芯片實現(xiàn),占總成本的10%左右。在技術(shù)趨勢上,DSP芯片在復(fù)雜算法處理上具備優(yōu)勢,F(xiàn)PGA在大數(shù)據(jù)底層算法上具備優(yōu)勢,“DSP+FPGA”融合在實時信號處理系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸廣泛。在供應(yīng)商方面,高端DSP芯片和FPGA芯片主要被國外企業(yè)壟斷,DSP芯片供應(yīng)商有飛思卡爾、英飛凌、亞德諾半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體等,F(xiàn)PGA芯片供應(yīng)商有賽靈思、阿爾特拉、美高森美、萊迪思等公司。高頻PCB:天線是毫米波雷達(dá)發(fā)射和接收信號的重要組件,毫米波雷達(dá)可通過微帶列陣方式將多根天線集成到PCB板上。由于毫米波頻率高,對電路尺寸精度要求高,所需印制電路板為高頻板材PCB,占總成本的10%。主要供應(yīng)商為羅杰斯、Isola、施瓦茨為主,國內(nèi)主要是滬電股份等公司。博世、大陸、電裝、海拉等國外廠商占據(jù)全球毫米波雷達(dá)的七成市場份額。全球毫米波雷達(dá)主要供應(yīng)商有博世、大陸、電裝、海拉、天合、安波福、奧托立夫等。博世、大陸、電裝、海拉等國外巨頭占據(jù)行業(yè)73%的市場空間,行業(yè)集中度較高。維寧爾、大陸、海拉占據(jù)SRR市場,博世、大陸、電裝等占據(jù)LRR市場。根據(jù)佐斯汽研的數(shù)據(jù)顯示,維寧爾、大陸、海拉、安波福和法雷奧五家企業(yè)占據(jù)中國短程毫米波雷達(dá)(SRR)96.4%的市場空間,其中維寧爾排名第一,市占率32%;博世、大陸、電裝和安波福占據(jù)長距毫米波雷達(dá)(LRR)95.7%的市場空間,博世排名第一,市占率高達(dá)40%。24GHz國產(chǎn)化率較高,77GHz僅少部分國產(chǎn)玩家實現(xiàn)量產(chǎn)。國產(chǎn)廠商已實現(xiàn)24GHz毫米波雷達(dá)產(chǎn)品市場化供貨,而僅少數(shù)玩家具備77GHz毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的量產(chǎn)能力,其中森思泰克是目前國內(nèi)乘用車前裝77GHz毫米波雷達(dá)市場份額排名首位的國產(chǎn)供應(yīng)商,正在逐漸縮小與海外廠商的差距,其毫米波雷達(dá)的定點(diǎn)車型接近100個,而德賽西威、華域汽車等公司也已達(dá)到77GHz雷達(dá)的量產(chǎn)條件。(4)超聲波雷達(dá):自動泊車滲透率快速提升,帶來新的增長動能超聲波雷達(dá)是最成熟的車載傳感器。超聲波雷達(dá),俗稱倒車?yán)走_(dá),是一種最常見的傳感器,其工作原理是通過超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)出超聲波(機(jī)械波而非電磁波),到通過接收器接收到發(fā)送過來超聲波時的時間差來測算距離。常用的工作頻率有40kHz、48kHz和58kHz三種。頻率越高,靈敏度越高,但水平與垂直方向的探測角度就越小,故一般采用40kHz的探頭。按構(gòu)造分類,超聲波雷達(dá)可以分為等方性與異方性,二者的區(qū)別在于水平探測角度與垂直探測角度是否相同;按技術(shù)方案分類,超聲波雷達(dá)可以分為模擬式、四線式數(shù)位、二線式數(shù)位、三線式主動數(shù)位,它們的信號抗干擾能力依次提升,技術(shù)難度與價格總體遞進(jìn)。超聲波的能量消耗較緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離比較遠(yuǎn),穿透性強(qiáng),測距的方法簡單,成本低。但是超聲波散射角大,方向性較差,在測量較遠(yuǎn)距離的目標(biāo)時,其回波信號會比較弱,影響測量精度。但在短距離測量中,超聲波測距傳感器具有非常大的優(yōu)勢。超聲波雷達(dá)防水、防塵,即使有少量的泥沙遮擋也不影響,探測范圍在0.1-3米之間,而且精度較高,其主要作用是通過蜂鳴器來輔助駕駛員泊車、自動泊車的輔助與微調(diào)車輛在行車道的位置,保持與相鄰車道車輛的安全距離。超聲波雷達(dá)主要用于停車輔助和自動泊車,可以分為UPA和APA超聲波雷達(dá)兩種類型。(1)UPA超聲波雷達(dá):超聲波駐車輔助傳感器(UPA,UltrasonicParkingAssistant),探測距離一般在15~250cm之間,感測距離較短,但是頻率較高,為58kHz,精度高;(2)APA超聲波雷達(dá):自動泊車輔助傳感器(APA,AutomaticParkingAssistant),探測距離一般在30~500cm之間,感測距離較長,但是頻率較低,為40kHz,精度一般。倒車系統(tǒng)需要4個UPA,而自動泊車系統(tǒng)需要8個UPA+4個APA。一套普通的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要配備4個UPA超聲波雷達(dá),而自動泊車系統(tǒng)需要在倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,增加4個UPA和4個APA超聲波雷達(dá)組成12個超聲波雷達(dá)系統(tǒng),其中,8個UPA超聲波雷達(dá)安裝于汽車前后保險杠上,用于測量汽車前后障礙物,4個APA超聲波雷達(dá)安裝于汽車兩側(cè),用于測量側(cè)方障礙物距離。超聲波雷達(dá)價格低廉,技術(shù)相對成熟。超聲波雷達(dá)測距方式簡單,產(chǎn)業(yè)鏈成熟,單體價格相對低廉,平均售價100元左右。超聲波雷達(dá)上游主要為芯片和傳感器供應(yīng)商,芯片主要依賴進(jìn)口,如飛思卡爾(恩智浦NXP收購)等廠商,傳感器已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。超聲波雷達(dá)中游為超聲波雷達(dá)生產(chǎn)商,主要參與者可以分為國際Tier1、國內(nèi)Tier1以及初創(chuàng)公司。由于超聲波雷達(dá)技術(shù)較為成熟,故國內(nèi)外玩家之間的差距主要在于傳感器實現(xiàn)上的穩(wěn)定性和可靠性,但整體差異較小。其中國際Tier1主要是博世、法雷奧、大陸,國內(nèi)Tier1主要是奧迪威、輝創(chuàng)電子、航盛電子、同致電子,初創(chuàng)企業(yè)有晟泰克、輔易航(中科創(chuàng)達(dá)收購)等。自動泊車輔助系統(tǒng)(AutoParkingAssist,APA),市值車輛在低速行駛時,可通過車輛周身搭載的傳感器測量車身與周圍環(huán)境之間的距離和角度,收集傳感器數(shù)據(jù)計算出操作流程,同時自動調(diào)整方向盤、剎車和油門實現(xiàn)停車入位。自動泊車系統(tǒng)按技術(shù)等級,又可分為半自動泊車(只有自動轉(zhuǎn)向)、全自動泊車(含自動轉(zhuǎn)向和自動前進(jìn)后退)、自主代客泊車(AVP)等。通??蓪⒅悄懿窜嚰夹g(shù)劃分為三大發(fā)展階段:半自動泊車→全自動泊車→自主代客泊車。從全自動泊車發(fā)展到自主泊車技術(shù),其最早普及的第一代APA自動泊車,隨后出現(xiàn)將泊車與手機(jī)結(jié)合的第二代RPA(RemoteParkingAsist)遠(yuǎn)程遙控泊車,再是發(fā)展到第三代AI自主學(xué)習(xí)泊車,最理想的泊車輔助場景是第四代泊車解決方案AVP(AutomatedValetParking)自主代客泊車。中國乘用車APA裝配量快速增長,但裝配率僅12.3%,增長空間巨大。根據(jù)高工汽車數(shù)據(jù)顯示,2021年1-7月國內(nèi)新車搭載APA功能上險量為142.55萬輛,同比上年同期增長36.4%。其中,融合泊車(基于全景環(huán)視+超聲波)占比32.83%,同比上年同期呈現(xiàn)數(shù)倍增長的勢頭。據(jù)佐思汽研統(tǒng)計,2020年中國乘用車APA裝配量為230.8萬輛,同比增長46.4%,APA裝配率為12.3%,較2019年全年上升4.28個百分點(diǎn)。APA在奔馳、寶馬等中高端車型以及理想、小鵬等造車新勢力中裝配率較高,但在大多數(shù)車型中普及率仍較低,APA未來仍有巨大滲透空間。12顆超聲波雷達(dá)方案的滲透率將從2019年的9.6%提升到2025年的26.1%。根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù)顯示,從單車超聲波雷達(dá)配置方案來看,2019-2020年,4顆超聲波雷達(dá)方案占據(jù)大部分市場,主要實現(xiàn)倒車輔助功能。2019年12顆超聲波雷達(dá)方案的占比僅為9.6%左右,預(yù)計到2025年12顆超聲波雷達(dá)方案的滲透率將達(dá)到26.1%。隨著自動泊車商業(yè)化推廣,12顆超聲波雷達(dá)方案占比正在快速攀升,有望成為未來智能汽車的主流。(5)車身感知:“GNSS+IMU+高精度地圖”組成多融合車身感知定位系統(tǒng)車身感知定位系統(tǒng)主要由慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和高精度地圖組成。主要是以高精地圖為依托,通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)。GNSS通過導(dǎo)航衛(wèi)星可以提供全局的定位信息,慣導(dǎo)系統(tǒng)可以提供不依賴于環(huán)境的定位信息,高精地圖為車輛環(huán)境感知提供輔助,提供超視距路況信息。三者取長補(bǔ)短、互相配合,共同構(gòu)成自動駕駛定位導(dǎo)航系統(tǒng)。根據(jù)技術(shù)原理,自動駕駛的定位技術(shù)主要可以分為基于信號定位、航位推算和地圖匹配三大類:

(1)基于信號的定位:采用飛行時間測距法(TimeofFlight,ToF)獲得汽車與衛(wèi)星的距離,然后使用三球定位原理得到汽車的絕對位置,主要就是通過全球衛(wèi)星GNSS的衛(wèi)星信號進(jìn)行定位,還包括使用WiFi、UWB、FM微波等其他信號獲取信息等技術(shù);

(2)航跡遞推(DeadReckoning):依靠慣性傳感器獲得加速度和角速度信息,根據(jù)上一時刻其策劃的位置和航向遞推出當(dāng)前的位置和航向;(3)地圖匹配(MapMatching,MM):基于視覺攝像頭(Camera)或激光雷達(dá)(LiDAR)采集到的數(shù)據(jù)特征與高精度地圖數(shù)據(jù)中的特征進(jìn)行匹配,得到車輛的位置和姿態(tài)。慣性導(dǎo)航:車身感知定位系統(tǒng)的信息融合中心慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(InertialNavigationSystem,INS)是一種不依賴外部信息、也不向外部輻射能量的自助式導(dǎo)航系統(tǒng)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)是利用慣性傳感器(IMU)測量載體的比力及角速度信息,結(jié)合給定的初始條件,與GNSS等系統(tǒng)的信息融合,從而進(jìn)行實時推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)屬于一種推算導(dǎo)航方式,即從一已知點(diǎn)的位置根據(jù)連續(xù)測得的運(yùn)載體航向角和速度推算出其下一點(diǎn)的位置,因而可連續(xù)測出運(yùn)動體的當(dāng)前位置。一個慣性測量單元包括3個相互正交的單軸加速度計(Accelerometer)測量轉(zhuǎn)動運(yùn)動和3個互相正交的單軸陀螺儀(Gyroscopes)測量平移運(yùn)動的加速度。自動駕駛所需要的慣性傳感器(IMU)主要是加速度計和陀螺儀。(1)加速度計:基于牛頓第二定律,采用電容式、壓阻式或熱對流原理,通過在加速過程中對質(zhì)量塊對應(yīng)慣性力的測量來獲得加速度值。用來測量運(yùn)動體坐標(biāo)系上各軸的加速度;(2)陀螺儀:用于測量載體繞自身三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動角速度,同時也敏感地球自轉(zhuǎn)的角速度。按照力學(xué)編排實現(xiàn)形式可分為:捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Strap-downInertialNavigation,SINS)和平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(GimbaledInertialSystem,GINS)。平臺式慣導(dǎo)的傳感器安裝在多軸伺服平臺上作為反饋元件,控制伺服平臺的姿態(tài)達(dá)到設(shè)定,多用于沿地球表面作等速運(yùn)動的飛行器(如飛機(jī)、巡航導(dǎo)彈等),捷聯(lián)式慣導(dǎo)的傳感器和載體一同運(yùn)動,省去了平臺,結(jié)構(gòu)簡單、體積小、維護(hù)方便,自動駕駛領(lǐng)域主要采用捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。航跡遞推(DeadReckoning,DR)算法是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要實現(xiàn)手段。DR算法是指已知上一時刻導(dǎo)航狀態(tài)(狀態(tài)、速度和位置),根據(jù)傳感器觀測值推算到下一時刻的導(dǎo)航狀態(tài)。DR算法包括姿態(tài)編排和位置編排兩個部分。姿態(tài)編排使用的是AHRS(Attitudeandheadingreferencesystem)融合算法,處理后輸出車機(jī)姿態(tài)信息。DR算法可以在無衛(wèi)星導(dǎo)航信號或弱衛(wèi)星導(dǎo)航信號的場景,僅靠DR算法也能得到較為可靠的導(dǎo)航信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是車身感知定位系統(tǒng)的信息融合中心,具有不可替代的作用。慣性導(dǎo)航的數(shù)據(jù)實時存在,永不消失,性能穩(wěn)定,可以連續(xù)100Hz高頻工作,慣導(dǎo)是三種定位方法中最為可靠的,具有輸出信息不間斷、不受外界干擾等獨(dú)特優(yōu)勢,可保證在任何時刻以高頻次輸出車輛運(yùn)動參數(shù),同時將視覺傳感器、雷達(dá)、激光雷達(dá)、車身系統(tǒng)信息進(jìn)行更深層次的融合,為決策層提供精確可靠的連續(xù)的車輛位置,姿態(tài)的信息,車身感知定位系統(tǒng)的信息融合中心。衛(wèi)星導(dǎo)航:RTK助力GNSS實現(xiàn)厘米級的定位全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)是以人造地球衛(wèi)星為導(dǎo)航臺,為全球海陸空的各類軍民載體提供位置、速度和時間信息的空基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。導(dǎo)航衛(wèi)星的工作原理主要是通過三球定位原理實現(xiàn)的,由于衛(wèi)星的位置精確可知,通過衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,利用三維坐標(biāo)中的距離公式,利用3顆衛(wèi)星,就可以組成3個方程式,解出觀測點(diǎn)的位置??紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機(jī)時鐘之間的誤差,實際上有4個未知數(shù),位置的X、Y、Z和鐘差,因而需要引入第4顆衛(wèi)星,形成4個方程式進(jìn)行求解,從而得到觀測點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。為提高定位精度,普遍采用差分GPS技術(shù),建立基準(zhǔn)站(差分臺)進(jìn)行觀測,利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo),與觀測值進(jìn)行比較,從而得出修正數(shù),并對外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后,與自身的觀測值進(jìn)行比較,消去大部分誤差,得到一個比較準(zhǔn)確的位置。使用RTK技術(shù)可以幫助GNSS實現(xiàn)厘米級的定位精度。RTK(Real-timekinematic)載波相位差分技術(shù),衛(wèi)其原理是衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲、對流層延遲等誤差對相距不遠(yuǎn)的GNSS站影響接近,特定的地理坐標(biāo)點(diǎn)、衛(wèi)星接收站等,以該點(diǎn)位為中心的20-40km半徑范圍內(nèi),可以通過站間觀測值差分消除,進(jìn)而實現(xiàn)相位模糊度的快速固定與瞬時厘米級定位。高精度地圖:實現(xiàn)L3及以上自動駕駛的必備基礎(chǔ)高精度地圖,即HDMap(HighDefinitionMap)或HADMap(HighlyAutomatedDrivingMap),是指絕對精度和相對精度均在1米以內(nèi)的高精度、高新鮮度、高豐富度的電子地圖。其信息包括道路類型、曲率、車道線位置等道路信息,路邊基礎(chǔ)設(shè)施、障礙物、交通標(biāo)志等環(huán)境對象信息,以及交通流量、紅綠燈狀態(tài)信息等實時動態(tài)信息。根據(jù)地圖信息的不同,高精度地圖由底層到上層可以分為四個層級:為靜態(tài)地圖、準(zhǔn)靜態(tài)地圖、準(zhǔn)動態(tài)地圖和動態(tài)地圖。

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