1、前言

今年號(hào)稱(chēng)是激光雷達(dá)元年！各廠家紛紛發(fā)布搭載激光雷達(dá)的車(chē)型，不光是新勢(shì)力，如小鵬、蔚來(lái)，也包括傳統(tǒng)汽車(chē)廠家，如上汽、長(zhǎng)城、北汽等，都是計(jì)劃今明兩年量產(chǎn)。

同時(shí)，毫米波雷達(dá)數(shù)量，也從1~5顆拓展到6~8顆，已有應(yīng)用4D成像雷達(dá)車(chē)型；攝像頭，除了前視和環(huán)視攝像頭，側(cè)向4顆+后向1顆攝像頭已基本成為標(biāo)配。

這里簡(jiǎn)單梳理下自動(dòng)駕駛傳感器方案發(fā)展路線(xiàn)（乘用車(chē)），以及各類(lèi)型傳感器發(fā)展趨勢(shì)。

國(guó)內(nèi)搭載激光雷達(dá)車(chē)型（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

2、傳感器選擇與布置

乘用車(chē)自動(dòng)駕駛發(fā)展，根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)景不同可分為：行車(chē)自動(dòng)駕駛和泊車(chē)自動(dòng)駕駛。

由于行車(chē)和泊車(chē)運(yùn)行場(chǎng)景有很大不同，在傳感器選擇上很大區(qū)別。同時(shí)，需要綜合考慮各類(lèi)型傳感器性能、成本、布置位置等因素。

1）傳感器選擇

行車(chē)主要運(yùn)行工況為中高速，需要選用檢測(cè)距離較遠(yuǎn)的傳感器。目前應(yīng)用傳感器主要有：攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)。

泊車(chē)運(yùn)行在低速，一般選用檢測(cè)距離10m內(nèi)傳感器。目前應(yīng)用傳感器主要有：超聲波雷達(dá)、魚(yú)眼攝像頭。

在數(shù)據(jù)處理上進(jìn)行融合，充分利用各類(lèi)型傳感器優(yōu)勢(shì)。

車(chē)載環(huán)境感知傳感器概況（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

自動(dòng)駕駛行車(chē)系統(tǒng)傳感器綜合比較（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

2）傳感器布置

車(chē)輛周邊區(qū)域，可以大致劃分為4大區(qū)域：正前區(qū)域A、側(cè)前區(qū)域B、側(cè)向區(qū)域C、后向區(qū)域D和側(cè)后區(qū)域E（如下圖）：

-對(duì)于行車(chē)自動(dòng)駕駛，A區(qū)域是重中之重，布置傳感器也最為豐富。最遠(yuǎn)感知距離一般需要200m以上；其次是側(cè)后E區(qū)域和測(cè)前B區(qū)域，用于變道和橫穿等場(chǎng)景，最遠(yuǎn)感知距離一般需要80m以上。

-對(duì)于泊車(chē)自動(dòng)駕駛，需要對(duì)車(chē)輛四周全覆蓋。由于泊車(chē)時(shí)速度一般在10km/h內(nèi)，感知距離范圍在10m內(nèi)就能滿(mǎn)足要求。

傳感器布置位置（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

特斯拉傳感器方案（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

3、傳感器方案發(fā)展階段

1）行車(chē)傳感器方案

行車(chē)自動(dòng)駕駛發(fā)展可大致分三個(gè)階段：?jiǎn)诬?chē)道自動(dòng)駕駛輔助、多車(chē)道自動(dòng)駕駛輔助和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)自動(dòng)導(dǎo)航駕駛。

-單車(chē)道自動(dòng)駕駛輔助：通過(guò)前視單目攝像頭或前向毫米波雷達(dá)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急制動(dòng)AEB和自適應(yīng)巡航ACC功能。毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)車(chē)輛速度的探測(cè)，而攝像頭的優(yōu)勢(shì)在于識(shí)別車(chē)道線(xiàn)和對(duì)障礙物分類(lèi)。前視單目攝像頭和前向毫米波雷達(dá)結(jié)合一起應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)單車(chē)道高速駕駛輔助HWA和交通擁堵輔助TJA功能。

-多車(chē)道自動(dòng)駕駛輔助：要實(shí)現(xiàn)變道輔助，需要增加傳感器對(duì)鄰道環(huán)境進(jìn)行感知。通常在車(chē)尾部?jī)山歉髟黾?個(gè)毫米波雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛側(cè)后環(huán)境感知。進(jìn)一步，可增加車(chē)前毫米波角雷達(dá)，拓展側(cè)前環(huán)境感知，實(shí)現(xiàn)路口輔助JA、緊急車(chē)道保持ELK、緊急轉(zhuǎn)向輔助ESA等功能。

-點(diǎn)對(duì)點(diǎn)自動(dòng)導(dǎo)航駕駛：要實(shí)現(xiàn)從一個(gè)點(diǎn)到另個(gè)點(diǎn)全自動(dòng)駕駛，需要對(duì)車(chē)輛周邊環(huán)境進(jìn)行全方位感知，同時(shí)增加冗余。一般需要前視增加激光雷達(dá)、側(cè)視和后視增加攝像頭和毫米波實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)感知，同時(shí)，增加高精地圖和慣性導(dǎo)航進(jìn)行定位。

自動(dòng)行車(chē)，目前發(fā)展到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)自動(dòng)導(dǎo)航駕駛階段。主流傳感器方案為：激光雷達(dá)x1~3+毫米波雷達(dá)x5~8+ADS攝像頭x7~10。

自動(dòng)行車(chē)方案路線(xiàn)

2）泊車(chē)傳感器方案

泊車(chē)自動(dòng)駕駛發(fā)展大致可分四個(gè)階段：倒車(chē)輔助、自動(dòng)泊車(chē)、記憶泊車(chē)和代客泊車(chē)。

-倒車(chē)輔助：通過(guò)倒車(chē)?yán)走_(dá)和全景影像，實(shí)現(xiàn)倒車(chē)時(shí)碰撞預(yù)警和提供車(chē)輛四周環(huán)境影像輔助倒車(chē)。倒車(chē)?yán)走_(dá)，一般車(chē)前、車(chē)后各安裝4顆超聲波雷達(dá)；全景影像，一般在車(chē)輛四周共安裝4顆魚(yú)眼攝像頭。

-自動(dòng)泊車(chē)：在倒車(chē)?yán)走_(dá)基礎(chǔ)上，車(chē)側(cè)兩邊各增加2個(gè)長(zhǎng)距超聲波泊車(chē)?yán)走_(dá)識(shí)別車(chē)位，達(dá)到共12顆超聲波雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē)。進(jìn)一步，可與全景攝像頭融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)性車(chē)位感知，增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē)場(chǎng)景。也可與鑰匙、手機(jī)APP結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在駕駛員監(jiān)控下的遙控泊車(chē)功能。

-記憶泊車(chē)：實(shí)現(xiàn)100m內(nèi)尋跡泊車(chē)。不需要額外加裝傳感器，但泊車(chē)系統(tǒng)需要融合前視行車(chē)攝像頭數(shù)據(jù)，通過(guò)VSLAM構(gòu)建地圖。進(jìn)一步，可跟后視行車(chē)攝像頭數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)尋跡倒車(chē)功能。

-代客泊車(chē)：實(shí)現(xiàn)1km內(nèi)自動(dòng)泊車(chē)。需要增加高精地圖和慣性導(dǎo)航定點(diǎn)，同時(shí)跟停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)無(wú)人自動(dòng)駕駛泊車(chē)。

自動(dòng)泊車(chē)，目前發(fā)展到記憶泊車(chē)/代客泊車(chē)階段，各廠家傳感器方案都是采用超聲波雷達(dá)x12+環(huán)視攝像頭x4方案，同時(shí)，需要與行車(chē)傳感器融合。

自動(dòng)泊車(chē)方案路線(xiàn)（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

4、傳感器技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

1）攝像頭

根據(jù)布置位置，車(chē)載攝像頭可分為：前置攝像頭（含ADS攝像頭、行車(chē)記錄儀、夜視、環(huán)視前置攝像頭等）、側(cè)置攝像頭、后置攝像頭和內(nèi)置攝像頭。

對(duì)于高階自動(dòng)駕駛，ADS攝像頭一般為7～10顆。側(cè)視和后視通常共5顆，差異主要在前視攝像頭。

前視攝像頭一般采用長(zhǎng)焦+廣角兩攝像頭方案。有的為了識(shí)別深度，采用雙目立體攝像頭方案，但對(duì)標(biāo)定、算法要求比較高。華為在極狐上采用的是長(zhǎng)焦+廣角+雙目共4顆攝像頭方案。

另外，前視攝像頭一般集成圖像采集和視覺(jué)處理，直接輸出目標(biāo)物。隨著目前計(jì)算集中化，攝像頭有向“只采集不計(jì)算”方向發(fā)展趨勢(shì)：把計(jì)算部分放到域控制器中。如特斯拉前視攝像頭，未配置SoC、MCU等計(jì)算模塊。

車(chē)載攝像頭布置位置（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

極狐-華為前視攝像頭（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

Tesla與ZF前視攝像頭對(duì)比（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

2）毫米波雷達(dá)

毫米波雷達(dá)最大優(yōu)勢(shì)是對(duì)車(chē)輛速度的識(shí)別，一般是車(chē)輛前視區(qū)域A必備傳感器。安裝在車(chē)輛前后4角位置的毫米波角雷達(dá)，用于拓展多車(chē)道駕駛輔助功能。部分車(chē)型在高級(jí)自動(dòng)駕駛上毫米波雷達(dá)應(yīng)用已拓展到后視區(qū)域D和側(cè)視區(qū)域C，如長(zhǎng)城摩卡傳感器，毫米波雷達(dá)搭載數(shù)量已達(dá)到8顆。

技術(shù)發(fā)展上，4D成像雷達(dá)具有：可實(shí)現(xiàn)“高度”探測(cè)、分辨率更高、可實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)障礙物分類(lèi)等優(yōu)勢(shì)，主要集中在前視區(qū)域應(yīng)用，達(dá)到類(lèi)似低線(xiàn)數(shù)激光雷達(dá)效果。目前上汽R品牌-ES33已搭載了2顆采埃孚的4D毫米波雷達(dá)，安裝在車(chē)輛前保險(xiǎn)杠，探測(cè)距離超過(guò)300米。

另外，毫米波手勢(shì)雷達(dá)、生命體征監(jiān)測(cè)雷達(dá)也值得關(guān)注。目前車(chē)內(nèi)監(jiān)測(cè)主要以攝像頭為主，但是攝像頭會(huì)涉及到個(gè)人隱私問(wèn)題，毫米波雷達(dá)則能夠減少這個(gè)顧慮。森思泰克已開(kāi)發(fā)出STA60-1手勢(shì)雷達(dá)和STA79-4生命體征監(jiān)測(cè)雷達(dá)。其中，STA79-4生命體征監(jiān)測(cè)雷達(dá)，已在廣汽蔚來(lái)合創(chuàng)007上搭載應(yīng)用。

長(zhǎng)城摩卡傳感器方案（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

上汽R品牌-ES33 4D毫米波雷達(dá)（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

森思泰克 STA60-1手勢(shì)雷達(dá)（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

森思泰克 STA79-4生命體征監(jiān)測(cè)雷達(dá)（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

3）激光雷達(dá)

激光雷達(dá)應(yīng)用，主要受制于成本。隨著MEMS、純固態(tài)技術(shù)的成熟，激光雷達(dá)價(jià)格有望發(fā)生大幅下降，而激光雷達(dá)價(jià)格下降促進(jìn)激光雷達(dá)出貨量提升將進(jìn)一步為激光雷達(dá)帶來(lái)規(guī)模效應(yīng)促進(jìn)其成本下降。

對(duì)于激光雷達(dá)三大核心零部件-激光發(fā)射器、激光探測(cè)器、掃描部件：

-短期受限于成本以及有限的智能駕駛場(chǎng)景，普遍采用905nm激光發(fā)射器+Si激光探測(cè)器+轉(zhuǎn)鏡/MEMS掃描方案；

-長(zhǎng)期來(lái)看性能更加優(yōu)異且可適應(yīng)更多智能駕駛場(chǎng)景需求的1550nm激光發(fā)射器+InGaAs激光探測(cè)器+純固態(tài)及FMCW掃描方案。

-目前國(guó)內(nèi)車(chē)型搭載的激光雷達(dá)，掃描方式基本都采用轉(zhuǎn)鏡方案，激光發(fā)射器采用905nm和1550nm都有。

激光雷達(dá)價(jià)格趨勢(shì)（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

國(guó)內(nèi)車(chē)型激光雷達(dá)應(yīng)用情況（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

5、后記

對(duì)國(guó)內(nèi)主流高階自動(dòng)駕駛車(chē)型傳感器方案進(jìn)行了梳理如下圖：

-華為方案堪稱(chēng)豪華，不過(guò)售價(jià)也挺“豪華”，不知用戶(hù)會(huì)不會(huì)買(mǎi)單；

-小鵬的智能化一直被津津樂(lè)道。這次P5搭載2顆激光雷達(dá)，售價(jià)如果真能控制在20萬(wàn)內(nèi)那就香了；

-首次搭載4D毫米波成像雷達(dá)的上汽R汽車(chē)ES33，不知會(huì)不會(huì)引領(lǐng)潮流，這可能得跟激光雷達(dá)降本趨勢(shì)博弈。

國(guó)內(nèi)主要高階自動(dòng)駕駛車(chē)型傳感器方案

大咖深入解讀智能汽車(chē)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

“IMCA第十八屆國(guó)際論壇2021中國(guó)智能汽車(chē)技術(shù)大會(huì)”將于2021年9月27日-29日在深圳隆重舉行，與漢諾威打造的“華南國(guó)際工業(yè)自動(dòng)化展覽會(huì)”同期舉行。同期還將舉行“2021中國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)大會(huì)”與“IMN 2021世界測(cè)試測(cè)量大會(huì)暨博覽會(huì)”。

"IMCA第十八屆國(guó)際論壇 2021中國(guó)智能汽車(chē)技術(shù)大會(huì)”

時(shí)間：2021年9月27日-29日

地點(diǎn)：深圳國(guó)際會(huì)展中心（寶安新館）

往屆精彩

2020中國(guó)智能汽車(chē)技術(shù)大會(huì)與2020中國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)峰會(huì)

2019中國(guó)智能汽車(chē)技術(shù)大會(huì)與2019中國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)峰會(huì)

往屆參會(huì)企業(yè)（部分）

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