服务热线18562255186

激光雷达渗透加速 测距技术发展路线多元化 核心元器件有望优先

产品详情
时间:2022-09-21 09:04:15 作者:kok平台APP下载 来源:KOK下载地址

  目前多类传感器融合感知路线已成为绝大多数厂家共识,激光雷达通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离,具有测距远、受环境光照影响小等特点,可弥补摄像头和毫米波雷达的缺陷,显著提升自动驾驶系统安全性,被众多车厂认为是高级别自动驾驶方案中必备的传感器。

  随着芯片短缺逐步缓解和汽车智能化渗透率提升,2022年智能网联汽车细分领域有望进入量产元年。激光雷达方面:遵循“性能优化+降本增效+下游需求旺盛“三大逻辑,前装量产元年将至。测距方式ToF发展成熟,FMCW有望与ToF并存,扫描方式短期内混合固态式有望前装量产,长期将从机械式向固态式演化。华为、大疆入局助推激光雷达降本增效,规模经济逐渐显现,未来激光雷达价格有望下探至商业化量产上车水平。

  短期应用以半固态为核心的技术组合为主,未来向固态式方向发展 技术发展路线多元化

  激光雷达扫描系统、激光器、探测器和整体测距原理均存在不同技术路线,导致总体技术路线繁多。扫描系统方面,机械式乘用车搭载概率低,主要瞄准 Robotaxi/Robotruck 市场;半固态式已跨越车规,开启规模化应用;未来纯固态式(Flash、OPA)高度集成化,更具成本优势。激光器因半固态上量,短期将以 EEL 应用为主,未来向VCSEL 阵列和光纤激光器的转换进程取决于固态式、1550nm 和FMCW 测 距 技 术 发 展 。 探 测 器 则 逐 步 采 取 高 增 益阵 列 结 构(SPPC/SiPM)加强远距探测能力。

  测距原理方面,ToF 为当前市场主流,FMCW 大多处于原型机状态,但性能优势明显,发展潜力巨大。车载激光雷达测距方法主要为 ToF(飞行时间)、FMCW (调频连续波),能够实现室外阳光下较远的测程(>100m)。ToF 原理是通过测量发射激光脉冲信号和反射信号的时间差来计算距离,在车载激光雷达上发展相当成熟,是多数厂商的选择。FMCW 发射连续激光而非脉冲, 其原理是将发射激光的光频进行线性调制,通过回波信号与参考光进行相干拍频得到频率差,从而间接获得飞 行时间反推目标物距。

  FMCW 性能理论优势明显,车规量产尚待时日。FMCW 能够解决 ToF 对背景辐射的抵抗力低,多用户干 扰以及缺乏瞬时速度信息的缺点。FMCW 的信噪比高于 ToF,相同最大探测距离下所需激光的峰值功率约为 ToF 的 1/10000,因此对人眼更加安全。当前市场 FMCW 激光雷达大多处于概念机的阶段,且根据 Innoviz 路演说 明,FMCW 需用 1300nm-1550nm 波长,虽然可以使用低成本的 PD 探测器,但需用 InGaAs 材料制作,再考虑 到较 ToF 复杂的信号处理电路,接收系统整体成本较高;发射端低成本、大批量低相位噪声的激光器制造也是 当下难题,目前 Aeva、Mobileye 等公司在研发 FMCW 激光雷达,Mobileye 预计需要等到 2025 年以后才能量产。

  具体来讲,预计半固态+EEL+SPPC/SiPM 是近期乘用车激光雷达采取的主要组合,固态式方案下 Flash+VCSEL+SPPC/SiPM 与OPA+FMCW 具有较好发展前景。

  自动驾驶智能化程度随等级提高,L3 处于分水岭。从 L0 级(纯由驾驶员控制)至 L5 级(完全自动驾驶),级别越高,车辆的自动化程度越高,驾驶员参与越小,驾驶员的信息输入交由更多车载 传感器的获取与处理来替代。尽管 Tesla 坚持纯视觉自动驾驶方案,但从安全性角度,基于摄像头的视觉方案在暗光、环境大光比以及雨水遮挡的情况下容易失效,且深度学习算法难避免长尾效应。从商业角度,大多数厂商缺乏 Tesla的数据和算法积累,跟随 Tesla 方案难免处于被动境地。目前多传感器融合感知路线已成为绝大多数厂家共识,激光雷达通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离,具有测距远、受环境光照影响小等特点,可弥补摄像头和毫米波雷达的缺陷,显著提升自动驾驶系统安全性,被众多车厂认为是高级别自动驾驶方案中必备的传感器。激光雷达单车搭载量亦将随自动驾驶等级同步上升,综合第三方机构预测,L3 至少需要 1 台激光雷达,L4 则需要 2-4 台,L5 需 要 4 台以上。

  目前行业上游核心元器件领域正加快追赶海 外巨头,实现国产替代;中游两种推进风格竞争,速腾聚创、禾赛科技等加速提升竞争力; 下游通过投资方式与OEM和Tier1高度捆绑,提前锁定订单。激光雷达未来将向性能、低 成本、全固态化、自主可控趋势发展。

  据不完全统计,有超过20台发布/量产的车型确定搭载激光雷达,车载激光雷达市场已处于爆发前期。根据预测,全球ADAS领域激光雷达市场规模将由2019年的1.2亿美元增至2025年的46.1亿美元,复合增长率83.7%;全球无人驾驶领域激光雷达市场规模将由2019年的1.0亿美元增至2025年的35亿美元,复合增长率80.9%;国内ADAS和无人驾驶激光雷达合计市场规模在2025年有望超过20亿美元。根据数据,2021年1-11月中国乘用车新车L2搭载率已逼近20%,预计未来中国市场比海外市场自动驾驶渗透率更快。当然也不能忽视目前搭载激光雷达的车型普遍为高端车型,车厂的持续投入意愿及市场接受度仍需持续关注。我们对此做出保守和乐观两种估计,保守情况下估计2025年国内仅ADAS领域的激光雷达市场规模有望达到19亿美元,乐观情况下则有望达到45亿美元。

  据沙利文据测,全球激光雷达在无人驾驶及高级辅助驾驶领域的市场规模将行业快报/电子元器件4 于2025年分别达到35亿美元和46.1亿美元。

返回上一页
KOK下载地址 kok平台APP下载
kok全网站下载
kok全网站下载
Copyright © 2019 NADO | All right reserved. 鲁ICP备16037561号
XML地图