計(jì)算機(jī)行業(yè)深度研究：汽車(chē)智能化與工業(yè)數(shù)字化專題（上）

計(jì)算機(jī)行業(yè)深度研究：汽車(chē)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(chē)身感知+網(wǎng)聯(lián)感知組成車(chē)載感知系統(tǒng)整個(gè)車(chē)載感知系統(tǒng)主要包括環(huán)境感知、車(chē)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(chē)輛從外界獲取信息，如附近車(chē)輛、車(chē)道線、行人、建筑物、障礙物、交通標(biāo)志、信號(hào)燈等，主要包括四大類(lèi)別的硬件傳感器車(chē)載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)；（2）車(chē)身感知：主要負(fù)責(zé)車(chē)輛對(duì)自身狀態(tài)的感知，如車(chē)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(shí)現(xiàn)車(chē)輛與外界的網(wǎng)聯(lián)通信以此來(lái)獲得道路信息、行人信息等，主要包括各類(lèi)路側(cè)設(shè)備、車(chē)載終端以及V2X云平臺(tái)等。四大硬件傳感器是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的眼睛，是環(huán)境感知的關(guān)鍵。車(chē)載傳感器主要包括車(chē)載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)四大類(lèi)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)首先是對(duì)環(huán)境信息與車(chē)內(nèi)信息的采集、處理與分析，這是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛自主駕駛的基礎(chǔ)和前提。環(huán)境感知是自動(dòng)駕駛車(chē)輛與外界環(huán)境信息交互的關(guān)鍵，車(chē)輛通過(guò)硬件傳感器獲取周?chē)沫h(huán)境信息，環(huán)境感知是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要多種傳感器實(shí)時(shí)獲取信息，各類(lèi)硬件傳感器是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的眼睛。當(dāng)前自動(dòng)駕駛正處在L2向L3級(jí)別跨越發(fā)展的關(guān)鍵階段。其中，L2級(jí)的ADAS是實(shí)現(xiàn)高等級(jí)自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)，從全球各車(chē)企自動(dòng)駕駛量產(chǎn)時(shí)間表來(lái)看，L3級(jí)別自動(dòng)駕駛即將迎來(lái)大規(guī)模地商業(yè)化落地。隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升，單車(chē)傳感器的數(shù)量呈倍級(jí)增加。預(yù)計(jì)自動(dòng)駕駛Level1-2級(jí)需要10-20個(gè)傳感器，Level3級(jí)需要20-30個(gè)傳感器，Level4-5級(jí)需要40-50個(gè)傳感器。Level1-2級(jí)別：通常具有1個(gè)前置遠(yuǎn)程雷達(dá)和1個(gè)攝像頭，用于自適應(yīng)巡航控制，緊急制動(dòng)輔助和車(chē)道偏離警告/輔助。2個(gè)向后的中程雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)檢測(cè)，外加4個(gè)攝像頭和12個(gè)超聲波雷達(dá)則可實(shí)現(xiàn)360度視角的泊車(chē)輔助功能。預(yù)計(jì)Level1-2的總傳感器數(shù)量約為10-20個(gè)左右。Level3級(jí)別：在Level1-2配置的基礎(chǔ)上，外加1個(gè)遠(yuǎn)程激光雷達(dá)，由于主動(dòng)距離測(cè)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(duì)于檢測(cè)和分類(lèi)對(duì)象或跟蹤地標(biāo)以進(jìn)行定位將是必需的。對(duì)于高速公路領(lǐng)航系統(tǒng)（Highwaypilot）應(yīng)用，通常會(huì)額外增加1顆后向的遠(yuǎn)程激光雷達(dá)。預(yù)計(jì)會(huì)使用6-8個(gè)攝像頭，8-12個(gè)超聲波雷達(dá)和4-8個(gè)毫米波雷達(dá)，以及1個(gè)激光雷達(dá)，因此，預(yù)計(jì)Level3的傳感器總數(shù)量會(huì)在20-30個(gè)左右。Level4-5級(jí)別：通常需要多種傳感器進(jìn)行360°視角的交叉驗(yàn)證，以消除每種傳感器的弱點(diǎn)。預(yù)計(jì)會(huì)使用8-15個(gè)攝像頭，8-12個(gè)超聲波雷達(dá)和6-12個(gè)毫米波雷達(dá)，以及1-3個(gè)激光雷達(dá)，因此，預(yù)計(jì)用于Level4至5的傳感器總數(shù)量會(huì)在30-40個(gè)左右。從本次廣州車(chē)展來(lái)看，各家新車(chē)型均搭配多個(gè)激光雷達(dá)，以此來(lái)提前布局高階自動(dòng)駕駛，哪吒S配置了3-6顆混合固態(tài)激光雷達(dá)，售價(jià)在30萬(wàn)以上的新車(chē)型普遍搭配了支持L3-L4級(jí)自動(dòng)駕駛所需要的各類(lèi)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(lái)ET7為例，共搭載了多達(dá)33個(gè)高精度傳感器，包括1個(gè)超遠(yuǎn)距高精度激光雷達(dá)、11個(gè)800萬(wàn)像素高清攝像頭、5個(gè)毫米波雷達(dá)、12個(gè)超聲波傳感器、2個(gè)高精定位單位、1個(gè)V2X車(chē)路協(xié)同感知系統(tǒng)和1個(gè)ADMS增強(qiáng)主駕感知，較蔚來(lái)ES8的25個(gè)傳感器還多了8個(gè)。各國(guó)政策不斷刺激，助力高階輔助駕駛ADAS快速落地。美國(guó)在2011年開(kāi)始就強(qiáng)制所有輕型商用車(chē)和乘用車(chē)搭載ESP系統(tǒng)，歐盟從2013年開(kāi)始強(qiáng)制安裝重型商用車(chē)搭載LDW、AEB等功能，日本從2014年強(qiáng)制要求商用車(chē)搭載AEB系統(tǒng)，2019年歐盟與日本等40國(guó)達(dá)成草案，將于2020年起全部輕型商用車(chē)和乘用車(chē)強(qiáng)制安裝AEB系統(tǒng)。中國(guó)自2016年開(kāi)始出臺(tái)各項(xiàng)政策，逐步強(qiáng)制商用車(chē)搭載LDW、FCW、LKA、AEB等ADAS功能。各國(guó)新車(chē)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不斷增加對(duì)主動(dòng)安全ADAS功能的權(quán)重。NCAP（NewCarAssessmentProgram，新車(chē)測(cè)試項(xiàng)目）是測(cè)試機(jī)構(gòu)對(duì)新車(chē)型的車(chē)輛安全水平進(jìn)行全面評(píng)估，并直接面向公眾公布試驗(yàn)結(jié)果。NCAP是民間組織，不受政府機(jī)構(gòu)組織控制。碰撞測(cè)試成績(jī)則由星級(jí)表示，共有五個(gè)星級(jí)，星級(jí)越高表示該車(chē)的碰撞安全性能越好。在部分國(guó)家，AEB等系統(tǒng)已經(jīng)成為五行評(píng)級(jí)的必備條件。從各國(guó)NCAP的路線圖能夠看出，美國(guó)NHTSA從2011年就將LDW、FCW等指標(biāo)納入加分項(xiàng)，美國(guó)IIHS從2014年開(kāi)始將FCW和AEB規(guī)定為最高評(píng)級(jí)的必備條件，歐盟Euro-NCAP從2014就將AEB納入評(píng)分體系，并不斷增加測(cè)試場(chǎng)景，中國(guó)C-NCAP從2017年首次納入AEB測(cè)試。各國(guó)對(duì)各類(lèi)ADAS輔助駕駛系統(tǒng)的重視程度不斷提升，帶動(dòng)高階輔助駕駛的全面落地。（1）激光雷達(dá)：是L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛的必備傳感器激光雷達(dá)，即（LiDAR,LightDetectionandRanging），是一種通過(guò)發(fā)射激光束來(lái)測(cè)量周?chē)h(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(cè)信號(hào)（激光束），然后將接收到的從目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)（目標(biāo)回波）與發(fā)射信號(hào)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(duì)障礙物、移動(dòng)物體等目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、追蹤和識(shí)別。激光雷達(dá)是當(dāng)下已知的車(chē)載雷達(dá)中探測(cè)距離遠(yuǎn)，角度測(cè)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(cè)精度在厘米級(jí)以內(nèi)。激光雷達(dá)能夠準(zhǔn)確的識(shí)別出障礙物具體輪廓、距離成3D點(diǎn)云，且不會(huì)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(cè)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(cè)繪項(xiàng)目，全球首個(gè)車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)在2017年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。1960年美國(guó)休斯實(shí)驗(yàn)室的西奧多·梅曼發(fā)明了人類(lèi)歷史上第一臺(tái)激光器，隨著激光器的發(fā)展，激光雷達(dá)逐漸發(fā)展起來(lái)。早期激光雷達(dá)主要用于科研及測(cè)繪項(xiàng)目，進(jìn)行氣象探測(cè)以及針對(duì)海洋、森林、地表的地形測(cè)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(gè)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(kāi)了激光雷達(dá)在民用市場(chǎng)的空間。而車(chē)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(guó)國(guó)防部組織的DARPA無(wú)人車(chē)挑戰(zhàn)賽上，參賽的7只隊(duì)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(chē)規(guī)化激光雷達(dá)SCALA的開(kāi)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(chē)規(guī)級(jí)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(lái)五年激光雷達(dá)市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)動(dòng)力。根據(jù)Yole的預(yù)測(cè)，2019年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模約為16億美金，預(yù)計(jì)到2025年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到38億美金，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為20%。按照各細(xì)分應(yīng)用板塊來(lái)看，智能駕駛場(chǎng)景未來(lái)五年的復(fù)合增長(zhǎng)率將超過(guò)60%，將會(huì)為整個(gè)激光雷達(dá)市場(chǎng)提供18億美金的增量，預(yù)計(jì)到2025年，智能駕駛場(chǎng)景將占到整個(gè)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模的50%，成為激光雷達(dá)市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)動(dòng)力。此外，各種工業(yè)及服務(wù)機(jī)器人對(duì)激光雷達(dá)的需求也在快速增長(zhǎng)，也將帶動(dòng)整個(gè)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。激光雷達(dá)是車(chē)載攝像頭與毫米波雷達(dá)的有效補(bǔ)充，將是L3級(jí)及以上自動(dòng)駕駛的必備傳感器。從工作原理來(lái)看，激光雷達(dá)發(fā)射的光波的頻率比微波高出2-3個(gè)數(shù)量級(jí)，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(cè)量精度更高，獲得信息更為立體，同時(shí)，由于激光波長(zhǎng)短，可發(fā)射發(fā)散角非常小的激光束，可探測(cè)低空/超低空目標(biāo)，抗干擾能力強(qiáng)。即便是純視覺(jué)的方案從效果上能夠一定程度代替激光雷達(dá)的自動(dòng)駕駛方案，但是對(duì)于高階自動(dòng)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(chē)輛的安全冗余，激光雷達(dá)將是L3及以上自動(dòng)駕駛的必備傳感器。ToF激光雷達(dá)是當(dāng)前的主流，未來(lái)ToF與FMCW會(huì)共存。按照探測(cè)方式來(lái)分，分成了非相干測(cè)量（脈沖飛行時(shí)間測(cè)量法ToF為代表）和相干測(cè)量（典型為FMCW調(diào)頻連續(xù)波）。ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽(yáng)光下較遠(yuǎn)的測(cè)程（100~250m），是車(chē)載激光雷達(dá)的優(yōu)選方案。ToF是目前市場(chǎng)車(chē)載中長(zhǎng)距激光雷達(dá)的主流方案，未來(lái)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(chǎng)上并存?；旌瞎虘B(tài)方案作為當(dāng)前市場(chǎng)的過(guò)渡期預(yù)計(jì)將存在5年以上，終極形態(tài)的激光雷達(dá)會(huì)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(huì)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(zhǎng)，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(chē)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(shì)，另一方面也存在信噪比低、有效距離短、視場(chǎng)角窄、工作壽命較短等缺點(diǎn)。MEMS方案是當(dāng)下車(chē)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(dòng)問(wèn)題與工作溫度范圍，過(guò)車(chē)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(huì)是激光雷達(dá)的架構(gòu)趨勢(shì)。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(dòng)器、接收端使用線性雪崩二極管探測(cè)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(wèn)題，芯片化架構(gòu)的激光雷達(dá)可將數(shù)百個(gè)分立器件集成于一顆芯片，在降低物料成本的同時(shí)，省去了對(duì)每一個(gè)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(lái)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(gè)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(cè)時(shí)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(cè)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(cè)器是激光雷達(dá)的重要部件，激光器和探測(cè)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(mén)特姆，探測(cè)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(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)替代海外，實(shí)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(jià)在7.5萬(wàn)美元，32線的機(jī)械式激光雷達(dá)售價(jià)在4萬(wàn)美元左右，16線的機(jī)械式激光雷達(dá)售價(jià)在3999美元。而國(guó)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(jià)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(jià)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(lái)臨。Velodyne宣布計(jì)劃到2024年將平均單價(jià)將下降到600美元，華為也宣布未來(lái)計(jì)劃將激光雷達(dá)的價(jià)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(jià)格約在1000美元左右，預(yù)計(jì)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(lái)，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(lái)ET7、智已L7、極狐阿爾法S、哪吒S、R汽車(chē)等都已宣布搭載激光雷達(dá)的車(chē)型正在量產(chǎn)路上，在前不久的廣州車(chē)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(zhǎng)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(chē)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(chē)載攝像頭：高清化、智能化帶動(dòng)攝像頭天花板不斷打開(kāi)車(chē)載攝像頭是環(huán)境感知中最常見(jiàn)的傳感器之一。攝像頭的工作原理即目標(biāo)物體通過(guò)鏡頭生成光學(xué)圖像投射到圖像傳感器上，光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過(guò)A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，最后送到DSP（數(shù)字信號(hào)處理芯片）中進(jìn)行加工處理，由DSP將信號(hào)處理成特定格式的圖像傳輸?shù)斤@示屏上進(jìn)行顯示。視覺(jué)是人類(lèi)駕駛汽車(chē)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(lèi)的視覺(jué)，對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)而言，攝像頭取代了人類(lèi)視覺(jué)，成為了汽車(chē)獲取外界信息的重要來(lái)源。車(chē)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(lèi)視覺(jué)，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(jiàn)度不足的場(chǎng)景下，其識(shí)別效率大大降低，此外，車(chē)載攝像頭缺乏深度信息，三維空間感不足。車(chē)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(chē)載攝像頭出貨量第一，市占率超過(guò)30%，韓國(guó)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(guò)80%。國(guó)產(chǎn)方面，除舜宇之外，聯(lián)創(chuàng)電子是國(guó)內(nèi)唯二具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的廠商，目前已經(jīng)進(jìn)入特斯拉、蔚來(lái)等產(chǎn)業(yè)鏈，正在快速崛起。車(chē)載CIS呈現(xiàn)寡頭格局，韋爾收購(gòu)豪威科技一躍成為行業(yè)第二。車(chē)載CIS（CMOSImageSensor）是當(dāng)下主流的車(chē)載攝像頭圖像傳感器方案，其中安森美是絕對(duì)的車(chē)載CIS龍頭，市占率超過(guò)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(chē)載市場(chǎng)較晚，正在快速切入。國(guó)產(chǎn)廠商方面，韋爾股份收購(gòu)豪威科技后，一躍成為車(chē)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(guó)產(chǎn)比例仍然較低。由于車(chē)規(guī)級(jí)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(jìng)爭(zhēng)格局方面，主要由海外公司占據(jù)主要市場(chǎng)份額，松下、法雷奧、富士通、大陸、麥格納等占據(jù)市場(chǎng)主要地位，國(guó)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(chē)載領(lǐng)域。根據(jù)安裝位置劃分，車(chē)載攝像頭可以分為五大類(lèi)：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(chē)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(dòng)駕駛汽車(chē)的前視，視角一般為45度左右，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)FCW、LDW、PCW、TSR、ACC等功能，而廣角攝像頭則要用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)的后視（后視泊車(chē)輔助）、內(nèi)置（閉眼提醒、DMS）、側(cè)視（盲點(diǎn)檢測(cè)）、以及環(huán)視（全景泊車(chē)、LDW）等多個(gè)方位多種功能。各家整車(chē)廠新車(chē)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(chē)型搭載方案來(lái)看，造車(chē)新勢(shì)力的單車(chē)搭載攝像頭數(shù)量平均已超過(guò)10顆。2021年最新發(fā)布的蔚來(lái)

ET7共搭載了11顆攝像頭，小鵬計(jì)劃于2022年量產(chǎn)的G9車(chē)型預(yù)計(jì)將搭載12顆攝像頭，極氪001更是搭載了15顆攝像頭，各家車(chē)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。特斯拉

Model3的感知系統(tǒng)包括了8個(gè)攝像頭+12個(gè)超聲波雷達(dá)+1個(gè)毫米波雷達(dá)。該感知系統(tǒng)可以實(shí)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(cè)軟硬物體，而且精度幾乎是以前系統(tǒng)的兩倍。包括1個(gè)前視窄視野長(zhǎng)焦攝像頭（FOV25度、最大測(cè)距250米），1個(gè)前視主視野中焦攝像頭（FOV50度、最大測(cè)距150米），1個(gè)前視寬視野廣角攝像頭（FOV150度、最大測(cè)距60米），2個(gè)側(cè)方前視攝像頭（最大測(cè)距80米）、2個(gè)側(cè)方后視攝像頭（最大測(cè)距100米）和1個(gè)后視攝像頭（最大測(cè)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(gè)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(zhǎng)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(chē)輔助攝像頭，1顆DMS內(nèi)視攝像頭。單車(chē)搭載攝像頭數(shù)量持續(xù)增加，預(yù)計(jì)到23年有望超過(guò)平均每臺(tái)車(chē)3顆。根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù)，2021Q1中國(guó)乘用車(chē)市場(chǎng)車(chē)載攝像頭的總安裝量為922.3萬(wàn)顆，同比增長(zhǎng)95.3%，2021Q1單車(chē)的攝像頭安裝量從2020Q1的1.559顆提升至1.779顆，市場(chǎng)對(duì)車(chē)載攝像頭的需求量持續(xù)增加。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2018年全球汽車(chē)平均每臺(tái)搭載攝像頭的數(shù)量為1.7顆，預(yù)計(jì)到2023年有望增加單車(chē)3顆左右，CAGR達(dá)12%。而對(duì)于高端車(chē)的搭載情況，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，高端車(chē)型的單車(chē)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(jì)到2024年將超過(guò)11顆。此外，根據(jù)不同等級(jí)自動(dòng)駕駛的要求，為了實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的識(shí)別效果，每一類(lèi)攝像頭會(huì)搭載不同焦段2-3只。L1或2級(jí)的車(chē)輛主要以安裝倒車(chē)或環(huán)視攝像頭為主，單車(chē)攝像頭數(shù)量約在3-5顆左右；L3級(jí)車(chē)輛還會(huì)安裝前視攝像頭，單車(chē)攝像頭數(shù)量約在8顆左右；L4/5級(jí)車(chē)輛基本會(huì)囊括各種類(lèi)型的攝像頭，單車(chē)攝像頭數(shù)量約在10-20顆左右。各類(lèi)型車(chē)載攝像頭快速上車(chē)，滲透率不斷提升。19-20年我國(guó)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(lèi)高級(jí)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(cè)需求上升，DMS攝像頭也在快速上車(chē)。根據(jù)佐思汽研的數(shù)據(jù)，2021Q1中國(guó)乘用車(chē)市場(chǎng)DMS安裝量同比增長(zhǎng)554.5%，是各類(lèi)車(chē)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(chē)記錄儀同比增速102.2%，后視攝像頭同比增速60.6%，各類(lèi)車(chē)載攝像頭安裝量快速提升。特斯拉剝離計(jì)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(shí)現(xiàn)圖像采集，Mobileye的EyeQ4實(shí)現(xiàn)視覺(jué)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(wàn)像素的CMOS圖像處理器，并沒(méi)有安裝計(jì)算功能模塊，圖像處理功能則由Autopilot來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)SystemPlus測(cè)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(jì)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(huì)促使算力集中化，進(jìn)而加速傳感器的硬件簡(jiǎn)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(jì)算模塊（CCM）、左車(chē)身控制模塊（BCMLH）、右車(chē)身控制模塊（BCMRH）三個(gè)部分組成，特斯拉的準(zhǔn)中央E/E架構(gòu)已帶來(lái)了線束革命，ModelS/ModelX整車(chē)線束的長(zhǎng)度是3公里，Model3整車(chē)線束的長(zhǎng)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(jì)劃是將線束長(zhǎng)度縮短至100米。整個(gè)架構(gòu)的不斷集中化，也帶動(dòng)了整個(gè)控制和算力的集中化，也避免了過(guò)往各ECU之間的算力冗余，進(jìn)一步簡(jiǎn)化邊緣端傳感器，從而帶動(dòng)邊緣段硬件成本的進(jìn)一步下探。駕駛員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（DMS，DriverMonitorSystem）是指駕駛員行駛過(guò)程中，全天候監(jiān)測(cè)駕駛員的疲勞狀態(tài)、危險(xiǎn)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(cuò)誤駕駛狀態(tài)后，DMS系統(tǒng)將會(huì)對(duì)此類(lèi)行為進(jìn)行及時(shí)的分析，并進(jìn)行語(yǔ)音燈光提示，起到警示駕駛員，糾正錯(cuò)誤駕駛行為的作用。DMS一般分為主動(dòng)式DMS和被動(dòng)式DMS。被動(dòng)式DMS基于方向盤(pán)轉(zhuǎn)向和行駛軌跡特征來(lái)判斷駕駛員狀態(tài)。主動(dòng)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(dòng)等，檢測(cè)駕駛員狀態(tài)。主動(dòng)DMS系統(tǒng)從18年開(kāi)始逐漸放量，21年1-9月DMS銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)244%。自2006年起，雷克薩斯LS460首次配備主動(dòng)DMS，隨著近年來(lái)一系列的安全事故大大提高了DMS在自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)尤其是L2/L3功能上的的重要性。從2018年開(kāi)始，隨著L2和L3系統(tǒng)逐漸量產(chǎn)，主動(dòng)式DMS系統(tǒng)開(kāi)始放量。根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù)，2019年在中國(guó)主動(dòng)DMS系統(tǒng)的乘用車(chē)新車(chē)安裝量為1.02萬(wàn)套，同比增長(zhǎng)174%。2021年1-9月中國(guó)乘用車(chē)新車(chē)的DMS系統(tǒng)銷(xiāo)量25.15萬(wàn)套，同比增長(zhǎng)244%，其中合資占比6%，本土占比94%，排名靠前的品牌有長(zhǎng)安、小鵬、哈弗、寶馬、蔚來(lái)等。2021年中國(guó)DMS爆發(fā)增長(zhǎng)主要原因是本土品牌增加了裝配車(chē)型力度。2021年新上市車(chē)型DMS裝配量9.67萬(wàn)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(chǎng)，國(guó)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(zhǎng)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(shí)間差，結(jié)合毫米波傳播速度、載體速度及監(jiān)測(cè)目標(biāo)速度，可以獲得汽車(chē)與其他物體相對(duì)距離、相對(duì)速度、角度及運(yùn)動(dòng)方向等物理環(huán)境信息。毫米波的波長(zhǎng)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(jiàn)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(jià)格差距也在不斷縮小。尤其是全天候工作無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)，已成為汽車(chē)電子廠商公認(rèn)的主流選擇，擁有巨大的市場(chǎng)需求。車(chē)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(lèi)。目前各個(gè)國(guó)家對(duì)車(chē)載毫米波雷達(dá)的頻段各有不同，除了少數(shù)國(guó)家（如日本）采用60GHz頻段外，主要集中在24GHz和77GHz兩個(gè)頻段。世界無(wú)線電通信大會(huì)已將77.5~78.0GHz頻段劃分給無(wú)線電定位業(yè)務(wù)，以促進(jìn)短距高分辨車(chē)用雷達(dá)的發(fā)展。由于77GHz相對(duì)于24GHz的諸多優(yōu)勢(shì)，未來(lái)全球車(chē)載毫米波雷達(dá)的頻段會(huì)趨同于77GHz頻段（76-81GHz）。車(chē)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(dòng)安全系統(tǒng)。不同探測(cè)距離決定了不同類(lèi)型毫米波雷達(dá)的應(yīng)用場(chǎng)景不同，因此，不同高級(jí)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(cè)（BSD）、變道輔助（LCA）和前后交叉交通警報(bào)（F/RCTA）的要求，而前雷達(dá)通常是負(fù)責(zé)自動(dòng)緊急制動(dòng)（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(jí)輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）的必備傳感器。國(guó)外毫米波雷達(dá)發(fā)展歷史悠久，國(guó)產(chǎn)正在逐步追趕。1973年德國(guó)首次出現(xiàn)汽車(chē)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(yàn)。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(jí)別的毫米波射頻芯片，降低了毫米波波雷達(dá)的技術(shù)門(mén)檻，同時(shí)降低其制造成本，推動(dòng)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(kāi)始進(jìn)入中國(guó)，2018年，實(shí)現(xiàn)24GHz毫米波雷達(dá)國(guó)產(chǎn)，但是在77GHz毫米波雷達(dá)產(chǎn)品仍未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模國(guó)產(chǎn)化，只有少數(shù)國(guó)內(nèi)廠商具備77GHz產(chǎn)品的量產(chǎn)能力，國(guó)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(hào)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(hào)的作用。在技術(shù)趨勢(shì)上，集成度更高、體積更小的高集成趨勢(shì)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(jià)格較海外有30%以上的優(yōu)勢(shì)。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(hào)處理器：通過(guò)嵌入不同的信號(hào)處理算法，分析前端收集的信號(hào)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(guò)DSP芯片或FPGA芯片實(shí)現(xiàn)，占總成本的10%左右。在技術(shù)趨勢(shì)上，DSP芯片在復(fù)雜算法處理上具備優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)PGA在大數(shù)據(jù)底層算法上具備優(yōu)勢(shì)，“DSP+FPGA”融合在實(shí)時(shí)信號(hào)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(guó)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(hào)的重要組件，毫米波雷達(dá)可通過(guò)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(duì)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(guó)內(nèi)主要是滬電股份等公司。博世、大陸、電裝、海拉等國(guó)外廠商占據(jù)全球毫米波雷達(dá)的七成市場(chǎng)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(guó)外巨頭占據(jù)行業(yè)73%的市場(chǎng)空間，行業(yè)集中度較高。維寧爾、大陸、海拉占據(jù)SRR市場(chǎng)，博世、大陸、電裝等占據(jù)LRR市場(chǎng)。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(guó)短程毫米波雷達(dá)（SRR）96.4%的市場(chǎng)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(zhǎng)距毫米波雷達(dá)（LRR）95.7%的市場(chǎng)空間，博世排名第一，市占率高達(dá)40%。24GHz國(guó)產(chǎn)化率較高，77GHz僅少部分國(guó)產(chǎn)玩家實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。國(guó)產(chǎn)廠商已實(shí)現(xiàn)24GHz毫米波雷達(dá)產(chǎn)品市場(chǎng)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(guó)內(nèi)乘用車(chē)前裝77GHz毫米波雷達(dá)市場(chǎng)份額排名首位的國(guó)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(chē)型接近100個(gè)，而德賽西威、華域汽車(chē)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(dòng)泊車(chē)滲透率快速提升，帶來(lái)新的增長(zhǎng)動(dòng)能超聲波雷達(dá)是最成熟的車(chē)載傳感器。超聲波雷達(dá)，俗稱倒車(chē)?yán)走_(dá)，是一種最常見(jiàn)的傳感器，其工作原理是通過(guò)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(guò)接收器接收到發(fā)送過(guò)來(lái)超聲波時(shí)的時(shí)間差來(lái)測(cè)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(cè)角度就越小，故一般采用40kHz的探頭。按構(gòu)造分類(lèi)，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(cè)角度與垂直探測(cè)角度是否相同；按技術(shù)方案分類(lèi)，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(dòng)數(shù)位，它們的信號(hào)抗干擾能力依次提升，技術(shù)難度與價(jià)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(cè)距的方法簡(jiǎn)單，成本低。但是超聲波散射角大，方向性較差，在測(cè)量較遠(yuǎn)距離的目標(biāo)時(shí)，其回波信號(hào)會(huì)比較弱，影響測(cè)量精度。但在短距離測(cè)量中，超聲波測(cè)距傳感器具有非常大的優(yōu)勢(shì)。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(cè)范圍在0.1-3米之間，而且精度較高，其主要作用是通過(guò)蜂鳴器來(lái)輔助駕駛員泊車(chē)、自動(dòng)泊車(chē)的輔助與微調(diào)車(chē)輛在行車(chē)道的位置，保持與相鄰車(chē)道車(chē)輛的安全距離。超聲波雷達(dá)主要用于停車(chē)輔助和自動(dòng)泊車(chē)，可以分為UPA和APA超聲波雷達(dá)兩種類(lèi)型。（1）UPA超聲波雷達(dá)：超聲波駐車(chē)輔助傳感器（UPA，UltrasonicParkingAssistant），探測(cè)距離一般在15~250cm之間，感測(cè)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(dòng)泊車(chē)輔助傳感器（APA，AutomaticParkingAssistant），探測(cè)距離一般在30~500cm之間，感測(cè)距離較長(zhǎng)，但是頻率較低，為40kHz，精度一般。倒車(chē)系統(tǒng)需要4個(gè)UPA，而自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)需要8個(gè)UPA+4個(gè)APA。一套普通的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)需要配備4個(gè)UPA超聲波雷達(dá)，而自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)需要在倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加4個(gè)UPA和4個(gè)APA超聲波雷達(dá)組成12個(gè)超聲波雷達(dá)系統(tǒng)，其中，8個(gè)UPA超聲波雷達(dá)安裝于汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠上，用于測(cè)量汽車(chē)前后障礙物，4個(gè)APA超聲波雷達(dá)安裝于汽車(chē)兩側(cè)，用于測(cè)量側(cè)方障礙物距離。超聲波雷達(dá)價(jià)格低廉，技術(shù)相對(duì)成熟。超聲波雷達(dá)測(cè)距方式簡(jiǎn)單，產(chǎn)業(yè)鏈成熟，單體價(jià)格相對(duì)低廉，平均售價(jià)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(gòu)）等廠商，傳感器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)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(guó)際Tier1、國(guó)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(guó)內(nèi)外玩家之間的差距主要在于傳感器實(shí)現(xiàn)上的穩(wěn)定性和可靠性，但整體差異較小。其中國(guó)際Tier1主要是博世、法雷奧、大陸，國(guó)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(gòu)）等。自動(dòng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)（AutoParkingAssist，APA），市值車(chē)輛在低速行駛時(shí)，可通過(guò)車(chē)輛周身搭載的傳感器測(cè)量車(chē)身與周?chē)h(huán)境之間的距離和角度，收集傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算出操作流程，同時(shí)自動(dòng)調(diào)整方向盤(pán)、剎車(chē)和油門(mén)實(shí)現(xiàn)停車(chē)入位。自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)按技術(shù)等級(jí)，又可分為半自動(dòng)泊車(chē)（只有自動(dòng)轉(zhuǎn)向）、全自動(dòng)泊車(chē)（含自動(dòng)轉(zhuǎn)向和自動(dòng)前進(jìn)后退）、自主代客泊車(chē)（AVP）等。通?？蓪⒅悄懿窜?chē)技術(shù)劃分為三大發(fā)展階段：半自動(dòng)泊車(chē)→全自動(dòng)泊車(chē)→自主代客泊車(chē)。從全自動(dòng)泊車(chē)發(fā)展到自主泊車(chē)技術(shù)，其最早普及的第一代APA自動(dòng)泊車(chē)，隨后出現(xiàn)將泊車(chē)與手機(jī)結(jié)合的第二代RPA（RemoteParkingAsist）遠(yuǎn)程遙控泊車(chē)，再是發(fā)展到第三代AI自主學(xué)習(xí)泊車(chē)，最理想的泊車(chē)輔助場(chǎng)景是第四代泊車(chē)解決方案AVP（AutomatedValetParking）自主代客泊車(chē)。中國(guó)乘用車(chē)APA裝配量快速增長(zhǎng)，但裝配率僅12.3%，增長(zhǎng)空間巨大。根據(jù)高工汽車(chē)數(shù)據(jù)顯示，2021年1-7月國(guó)內(nèi)新車(chē)搭載APA功能上險(xiǎn)量為142.55萬(wàn)輛，同比上年同期增長(zhǎng)36.4%。其中，融合泊車(chē)（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(zhǎng)的勢(shì)頭。據(jù)佐思汽研統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)乘用車(chē)APA裝配量為230.8萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)46.4%，APA裝配率為12.3%，較2019年全年上升4.28個(gè)百分點(diǎn)。APA在奔馳、寶馬等中高端車(chē)型以及理想、小鵬等造車(chē)新勢(shì)力中裝配率較高，但在大多數(shù)車(chē)型中普及率仍較低，APA未來(lái)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(chē)超聲波雷達(dá)配置方案來(lái)看，2019-2020年，4顆超聲波雷達(dá)方案占據(jù)大部分市場(chǎng)，主要實(shí)現(xiàn)倒車(chē)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(jì)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(dòng)泊車(chē)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(lái)智能汽車(chē)的主流。（5）車(chē)身感知：“GNSS+IMU+高精度地圖”組成多融合車(chē)身感知定位系統(tǒng)車(chē)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(guò)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）。GNSS通過(guò)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(chē)輛環(huán)境感知提供輔助，提供超視距路況信息。三者取長(zhǎng)補(bǔ)短、互相配合，共同構(gòu)成自動(dòng)駕駛定位導(dǎo)航系統(tǒng)。根據(jù)技術(shù)原理，自動(dòng)駕駛的定位技術(shù)主要可以分為基于信號(hào)定位、航位推算和地圖匹配三大類(lèi)：

(1)基于信號(hào)的定位：采用飛行時(shí)間測(cè)距法（TimeofFlight，ToF）獲得汽車(chē)與衛(wèi)星的距離，然后使用三球定位原理得到汽車(chē)的絕對(duì)位置，主要就是通過(guò)全球衛(wèi)星GNSS的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位，還包括使用WiFi、UWB、FM微波等其他信號(hào)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(shí)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(jué)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(chē)輛的位置和姿態(tài)。慣性導(dǎo)航：車(chē)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(cè)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(shí)時(shí)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(cè)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(cè)出運(yùn)動(dòng)體的當(dāng)前位置。一個(gè)慣性測(cè)量單元包括3個(gè)相互正交的單軸加速度計(jì)（Accelerometer）測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和3個(gè)互相正交的單軸陀螺儀（Gyroscopes）測(cè)量平移運(yùn)動(dòng)的加速度。自動(dòng)駕駛所需要的慣性傳感器（IMU）主要是加速度計(jì)和陀螺儀。（1）加速度計(jì)：基于牛頓第二定律，采用電容式、壓阻式或熱對(duì)流原理，通過(guò)在加速過(guò)程中對(duì)質(zhì)量塊對(duì)應(yīng)慣性力的測(cè)量來(lái)獲得加速度值。用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)體坐標(biāo)系上各軸的加速度；（2）陀螺儀：用于測(cè)量載體繞自身三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，同時(shí)也敏感地球自轉(zhuǎn)的角速度。按照力學(xué)編排實(shí)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(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（GimbaledInertialSystem,GINS）。平臺(tái)式慣導(dǎo)的傳感器安裝在多軸伺服平臺(tái)上作為反饋元件，控制伺服平臺(tái)的姿態(tài)達(dá)到設(shè)定，多用于沿地球表面作等速運(yùn)動(dòng)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(dòng)，省去了平臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、維護(hù)方便，自動(dòng)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(shí)現(xiàn)手段。DR算法是指已知上一時(shí)刻導(dǎo)航狀態(tài)（狀態(tài)、速度和位置），根據(jù)傳感器觀測(cè)值推算到下一時(shí)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(gè)部分。姿態(tài)編排使用的是AHRS（Attitudeandheadingreferencesystem）融合算法，處理后輸出車(chē)機(jī)姿態(tài)信息。DR算法可以在無(wú)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)或弱衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的場(chǎng)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(chē)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(shí)時(shí)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(shì)，可保證在任何時(shí)刻以高頻次輸出車(chē)輛運(yùn)動(dòng)參數(shù)，同時(shí)將視覺(jué)傳感器、雷達(dá)、激光雷達(dá)、車(chē)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(chē)輛位置，姿態(tài)的信息，車(chē)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(shí)現(xiàn)厘米級(jí)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(tái)，為全球海陸空的各類(lèi)軍民載體提供位置、速度和時(shí)間信息的空基無(wú)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(guò)三球定位原理實(shí)現(xiàn)的，由于衛(wèi)星的位置精確可知，通過(guò)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(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置?？紤]到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)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(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)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(tái)）進(jìn)行觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得出修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。使用RTK技術(shù)可以幫助GNSS實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)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(duì)流層延遲等誤差對(duì)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(guò)站間觀測(cè)值差分消除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相位模糊度的快速固定與瞬時(shí)厘米級(jí)定位。高精度地圖：實(shí)現(xiàn)L3及以上自動(dòng)駕駛的必備基礎(chǔ)高精度地圖，即HDMap（HighDefinitionMap）或HADMap（HighlyAutomatedDrivingMap），是指絕對(duì)精度和相對(duì)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(lèi)型、曲率、車(chē)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(duì)象信息，以及交通流量、紅綠燈狀態(tài)信息等實(shí)時(shí)動(dòng)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(gè)層級(jí)：為靜態(tài)地圖、準(zhǔn)靜態(tài)地圖、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)地圖和動(dòng)態(tài)地圖。