如若要想在車型上實現(xiàn)SAE L4/L5的全自動駕駛功能,，就需要應(yīng)用多種傳感器冗余系統(tǒng)。當今的半自動駕駛系統(tǒng)采用了各種各樣數(shù)量和設(shè)計的雷達和攝像頭系統(tǒng)。而高性能價格合理、能檢測300米半徑內(nèi)信息的激光探測與測距系統(tǒng)開發(fā)，還處在預(yù)研階段,。大多數(shù)汽車制造商都認為，如果要實現(xiàn)全自動駕駛,，攝像頭,、雷達和激光雷達這三大傳感器系統(tǒng)缺一不可,。

　　目前，超聲波雷達,、毫米波雷達和多攝像頭系統(tǒng)已經(jīng)在高端汽車上應(yīng)用,，隨著智能駕駛發(fā)展勢如破竹，環(huán)境感知技術(shù)將快速發(fā)展,，進一步發(fā)揮協(xié)同作用,。雖然傳感器僅僅是自動駕駛汽車的一部分，但是市場前景十分廣闊,。因此,，相關(guān)機構(gòu)預(yù)計到2023年左右全球車載攝像頭、毫米波雷達和夜視系統(tǒng)等市場都將進入快速成長期,。

　　攝像頭：智能駕駛之慧眼

　　車載攝像頭是實現(xiàn)眾多預(yù)警,、識別類ADAS功能的基礎(chǔ)。在眾多ADAS功能中,，視覺影像處理系統(tǒng)較為基礎(chǔ),，對于駕駛者也更為直觀，而攝像頭又是視覺影像處理系統(tǒng)的基礎(chǔ),，因此車載攝像頭對于智能駕駛必不可少,。

　　車道偏離預(yù)警（LDW）、前向碰撞預(yù)警（FCW）,、交通標志識別（TSR）、 車道保持輔助（LKA）,、行人碰撞預(yù)警（PCW）,、全景泊車（SVP）、駕駛員疲勞預(yù)警等眾多功能都可借助攝像頭實現(xiàn),，有的功能甚至只能通過攝像頭實現(xiàn),。

　　攝像頭可實現(xiàn)的ADAS功能

　　車載攝像頭價格持續(xù)走低，未來單車多攝像頭將成為趨勢,。 相對于車載雷達等傳感器價格更加低廉,，易于普及應(yīng)用。特斯拉Autopilot 2.0的硬件系統(tǒng)中就包含8個攝像頭,，未來單車多攝像頭將成為趨勢,。

　　根據(jù)不同ADAS功能的要求，攝像頭的安裝位置也不盡相同,。按攝像頭的安裝位置不同,，可分為前視、側(cè)視,、后視和內(nèi)置四個部分,。未來要實現(xiàn)全套ADAS功能,，單車需配備至少5個攝像頭。據(jù)高工智能產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）研究院預(yù)估,，攝像頭隨著ADAS滲透率的提升,，市場規(guī)模由2016年的20億元增長到2020年的58億元，年復合增長率為30%,。

　　車載攝像頭的價格不斷走低

　　前視攝像頭使用頻率最高,，單一攝像頭可實現(xiàn)多重功能。通過算法開發(fā)優(yōu)化,，單一前視攝像頭可以實現(xiàn)多重功能,，如行車記錄、車道偏離預(yù)警,、前向碰撞預(yù)警,、行人識別等。未來也有望通過算法整合,，實現(xiàn)更多ADAS功能,。

　　前視攝像頭一般為廣角鏡頭，安裝在車內(nèi)后視鏡上或者前擋風玻璃上較高的位置,，以實現(xiàn)較遠的有效距離,。

　　側(cè)視攝像頭代替后視鏡將成為趨勢。由于后視鏡的范圍有限,，當另一輛在斜后方的車位于這個范圍之外就“隱身”,，這個范圍之外的部分就叫做盲區(qū)。因為盲區(qū)的存在,，大大增加了交通事故發(fā)生的幾率,。而在車輛兩側(cè)加裝側(cè)視攝像頭可以基本覆蓋盲區(qū)，當有車輛進入盲區(qū)時,，就有自動提醒駕駛員注意,，這就是盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng),。

　　目前還出現(xiàn)了新的潮流,，那就是使用側(cè)視廣角攝像頭取代后視鏡，這樣既能降低風阻,，同時又可以獲得更大更廣的視角,，避免在危險的盲區(qū)發(fā)生意外， 寶馬i8 Mirrorless概念車就采用如此設(shè)計,。

　　汽車后視鏡盲區(qū)

　　全景泊車系統(tǒng)調(diào)用車身周圍多個攝像頭,，助泊車開啟“上帝視角”。全景泊車系統(tǒng)通過安裝在車身周圍的多個超廣角攝像頭,，同時采集車輛四周的影像,，經(jīng)過圖像處理單元矯正和拼接之后,，形成一副車輛四周的全景俯視圖，實時傳送至中控臺的顯示設(shè)備上,。

　　駕駛員坐在車中即可以“上帝視角”直觀地看到車輛所處的位置以及車輛周報的障礙物,，從容操縱泊車入位或通過復雜路面，有效減少刮蹭,、碰撞等事故的發(fā)生,。

　　全景泊車系統(tǒng)的圖像拼接技術(shù)

　　車載攝像頭應(yīng)用廣泛且價格相對低廉，是最基本最常見的傳感器,，未來市場空間將超百億人民幣,。

　　攝像頭對于多個ADAS功能必不可少，未來單價也有望繼續(xù)走低,，將帶動車載攝像頭市場空間快速增長,。根據(jù)的估算，全球車載攝像頭出貨量將從2014年的2800萬枚增長到2020年的8300萬枚,，復合增長率達20%,。

　　據(jù)此估算，全球車載攝像頭市場規(guī)模將從2015年的62億人民幣增長到2020年的133億人民幣,，年復合增長率將達16%,。消費區(qū)域主要在美洲、歐洲,、亞太等地,，其中亞太地區(qū)將成為增長最快的市場。

　　2022年國內(nèi)車載攝像頭市場需求量測算

　　攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈主要有鏡頭組,、CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor,，即互補性金屬氧化物半導體）、 DSP（Digital Signal Process 即數(shù)字信號處理器）,、模組封裝等環(huán)節(jié)組成。

　　近幾年,，智能手機的高速增長帶動了攝像頭市場的蓬勃發(fā)展，但是從 2014年開始智能手機的增速已轉(zhuǎn)緩,，手機攝像頭未來的增長率也必將放緩,。隨著車載攝像頭市場的興起，手機攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)能將向車載攝像頭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,，預(yù)計未來CMOS,、鏡頭,、 模組封裝等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)將繼續(xù)保持高增長,。

　　雷達：測距測速必不可少的傳感器

　　雷達通過發(fā)射聲波或者電磁波對目標物體進行照射并接收其回波,，由此獲得目標物體的距離、距離變化率（徑向速度）,、大小、方位等信息,。雷達最先應(yīng)用于軍事中,，后來逐漸民用化。

　　隨著汽車智能化的發(fā)展趨勢,，雷達開始出現(xiàn)在汽車上，主要用于測距,、測速等功能,。汽車雷達可分為超聲波雷達、毫米波雷達,、激光雷達等，不同雷達的原理不盡相同,，性能特點也各有優(yōu)勢,，可用于實現(xiàn)不同的功能,。

　　雷達傳感器（僅進行原始數(shù)據(jù)收集）的基本架構(gòu)

　　超聲波雷達

　　超聲波雷達是利用傳感器內(nèi)的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生40KHz的超聲波,，再由接收探頭接收經(jīng)障礙物反射回來的超聲波，根據(jù)超聲波反射接收的時間差計算與障礙物之間的距離,。超聲波雷達成本較低,，探測距離近精度高，且不受光線條件的影響,，因此常用于泊車系統(tǒng)中,。

　　自動泊車功能離不開超聲波雷達。寶馬最新的i系列和7系列已經(jīng)支持使用車鑰匙遙控汽車自動泊車,，在操作過程中用戶只需要發(fā)出前進或后退兩個指示,，汽車就會持續(xù)使用超聲波傳感器檢測車位和障礙物，自動操作方向盤和制動器,，實現(xiàn)自動泊車,。

　　毫米波雷達：ADAS核心傳感器

　　毫米波是指波長在1mm到10mm之間的電磁波，換算成頻率后,，毫米波的頻率位于30GHz到300GHz之間,。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和光電制導的優(yōu)點。

　　毫米波雷達在導彈制導,、目標監(jiān)視和截獲,、炮火控制和跟蹤、高速通信,、衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,。近些年，隨著毫米波雷達技術(shù)水平的提升和成本的下降,，毫米波雷達開始應(yīng)用于汽車領(lǐng)域,。

　　毫米波雷達關(guān)鍵技術(shù)主要由國外電子公司掌控。毫米波雷達系統(tǒng)主要包括天線,、收發(fā)模塊、信號處理模塊,，而MMIC（MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit）芯片和天線PCB板（PrintedCircuitBoard）是毫米波雷達的硬件核心,。

　　目前毫米波雷達關(guān)鍵技術(shù)主要被Bosch、ConTInental,、Denso,、Autoliv等零部件巨頭壟斷，特別是77GHz產(chǎn)品技術(shù)只有Bosch,、ConTInental,、Denso、Delphi等少數(shù)幾家公司掌握,。

　　激光雷達：功能強大成本大幅降低可期

　　激光雷達是軍轉(zhuǎn)民的高精度雷達技術(shù),。激光雷達的應(yīng)用一開始主要為軍事領(lǐng)域，受到了各國軍事部門的極大關(guān)注,。相比普通雷達,，激光雷達可提供高分辨率的輻射強度幾何圖像、距離圖像,、速度圖像,。在民用領(lǐng)域中，激光雷達因其在測距測速,、三維建模等領(lǐng)域的優(yōu)越性能也被廣泛應(yīng)用,。

　　激光雷達性能精良，是無人駕駛的最佳技術(shù)路線,。激光雷達相對于其他自動駕駛傳感器具有非常優(yōu)越的性能：

　　1）分辨率高。激光雷達可以獲得極高的角度,、距離和速度分辨率,。通常激光雷達的角分辨率不低于0.1mard也就是說可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個目標，并可同時跟蹤多個目標；距離分辨率可達0.1m,；速度分辨率能達到10m/s以內(nèi),。如此高的距離、速度分辨率意味著激光雷達可以利用多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像,。

　　2）精度高,。激光直線傳播、方向性好,、光束非常窄,，彌散性非常低，因此激光雷達的精度很高,。

　　3）抗有源干擾能力強,。與微波、毫米波雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同,，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多,，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強。

　　激光雷達可以分為一維激光雷達,、二維激光雷達,、三維激光掃描儀、三維激光雷達等,。其中一維激光雷達主要用于測距測速等,，二維激光雷達主要用于輪廓測量、物體識別,、區(qū)域監(jiān)控等,，三維激光雷達可以實現(xiàn)實時三維空間建模。

　　車載三維激光雷達一般安裝在車頂,，可以高速旋轉(zhuǎn),，以獲得周圍空間的點云數(shù)據(jù)，從而實時繪制出車輛周邊的三維空間地圖,；同時,，激光雷達還可以測量出周邊其他車輛在三個方向上的距離、速度,、加速度,、角速度等信息，再結(jié)合GPS地圖計算出車輛的位置,，這些龐大豐富的數(shù)據(jù)信息傳輸給ECU分析處理后,，以供車輛快速做出判斷。

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