Vorteile, Nachteile und Anwendungsanalyse autonomer Fahrsensoren

Advanced Driver Assistant System, kurz ADAS, nutzt verschiedene im Auto installierte Sensoren, um erstmals Umweltdaten innerhalb und außerhalb des Autos zu sammeln, eine aktive Sicherheitstechnologie, die technische Aufgaben übernimmt Verarbeitung wie Identifizierung, Erkennung und Verfolgung von statischen und dynamischen Objekten, damit Fahrer mögliche Gefahren schnellstmöglich erkennen, Aufmerksamkeit erregen und die Sicherheit verbessern können.

Autosensor

Automotive-Sensorausrüstung hat unterschiedliche Zwecke und kann in zwei Kategorien unterteilt werden: herkömmliche mikroelektromechanische Sensoren (MEMS) zur Verbesserung des Informationsniveaus von Fahrrädern und intelligente Sensoren, die fahrerloses Fahren unterstützen. MEMS liefert Informationsrückmeldungen während des Steuerungsprozesses verschiedener Automobilsysteme, um eine automatische Steuerung zu erreichen. Es ist das „Neuron“ des Automobils. Intelligente Sensoren sammeln Informationen direkt von der Außenwelt und sind die „Augen“ fahrerloser Fahrzeuge.

01 Die Grundlage der Automobilintelligenz – der Sensor. Er ist die Informationsquelle des elektronischen Steuersystems des Fahrzeugs und die grundlegende Schlüsselkomponente des elektronischen Steuersystems des Fahrzeugs . Der Sensor besteht normalerweise aus einem empfindlichen Element, einem Umwandlungselement und einer Umwandlungsschaltung. Das empfindliche Element bezieht sich auf den Teil des Sensors, der den gemessenen Wert direkt spüren oder darauf reagieren kann. Das Umwandlungselement wandelt die oben genannten nichtelektrischen Größen in elektrische um Die Funktion der Konvertierungsschaltung besteht darin, das Konvertierungselement in elektrische Parameter umzuwandeln. Die ausgegebenen elektrischen Signale werden verarbeitet und in Teile umgewandelt, die für die Verarbeitung, Anzeige, Aufzeichnung und Steuerung geeignet sind. Basierend auf den unterschiedlichen Zwecken aktueller Automobil-Sensorausrüstung kann man sie in zwei Kategorien einteilen: traditionelle mikroelektromechanische Sensoren, die den Informationsgrad von Fahrrädern verbessern, und intelligente Sensoren, die fahrerloses Fahren unterstützen.

Die Zusammensetzung von Autosensoren

# 🎜 🎜#

Traditionelle Sensoren: Jeder Systemsteuerungsprozess ist auf Sensoren angewiesen, um Informationen zurückzugeben und automatische Steuerungsarbeiten zu realisieren, die die „Neuronen“ des Autos sind. Herkömmliche Automobilsensoren können entsprechend ihrer Funktion in acht Kategorien eingeteilt werden: Drucksensor, Positionssensor, Temperatursensor, Beschleunigungssensor, Winkelgeschwindigkeitssensor, Durchflusssensor, Gaskonzentrationssensor und Flüssigkeitsstandsensor. Automobilsensoren werden hauptsächlich in Antriebsstrangsystemen, Karosseriekontrollsystemen und Fahrwerksystemen eingesetzt. Automobilsensoren sind für das Sammeln und Übertragen von Informationen in diesen Systemen verantwortlich. Die gesammelten Informationen werden von der elektronischen Steuereinheit verarbeitet und dann in Anweisungen an die Aktoren umgewandelt, um die elektronische Steuerung abzuschließen.

Traditionelle Sensorklassifizierung

#🎜 🎜 #

Intelligente Sensoren: Intelligente Sensoren sind die „Augen“ fahrerloser Fahrzeuge. Autos entwickeln sich rasant zu sicher vernetzten, selbstfahrenden Robotern, die in der Lage sind, die Umgebung wahrzunehmen, zu planen und Entscheidungen zu treffen und letztendlich sicher ihr Ziel zu erreichen. Zu den gängigen Sensorprodukten für die Umweltsensorik gehören derzeit hauptsächlich Lidar, Millimeterwellenradar, Ultraschallradar und Kamera.

Smart-Sensor-Klassifizierung

#🎜 🎜 #

02 MEMS-Sensor: Automobil-Mikrosensor

MEMS-Sensor wird auf der Grundlage der Halbleiterfertigungstechnologie unter Verwendung entwickelt Mikro Neue Sensoren, hergestellt durch Elektronik und Mikrobearbeitungstechnik. MEMS-Sensoren werden häufig in elektronischen Stabilitätsprogrammen (ESP), Antiblockiersystemen (ABS), elektronisch gesteuerten Federungen (ECS), Reifendrucküberwachung (TPMS) und anderen Systemen eingesetzt. Unter ihnen sind Drucksensoren, Beschleunigungsmesser, Gyroskope und Durchflusssensoren die am häufigsten verwendeten MEMS-Sensoren in Automobilen und machen 99 % der MEMS-Systeme in Automobilen aus.

#🎜🎜 ##### 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜##MEMS-Anwendung #🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ##🎜 🎜#

MEMS-Sensorwert ist relativ konzentriert

MEMS hat offensichtliche Vorteile und ist eine der wichtigsten Optionen für den Bau von IoT-Sensorschichtsensoren in der Zukunft. Seine Vorteile spiegeln sich hauptsächlich in Folgendem wider: 1) Miniaturisierung, 2) Siliziumbasierte Verarbeitungstechnologie, 3) Massenproduktion, 4) Integration.

1) Miniaturisierung: MEMS-Geräte sind klein, mit Einzelabmessungen in Millimetern oder sogar Mikrometern, leicht und energieeffizient Verbrauch . Das höhere Verhältnis von Oberfläche zu Volumen (Oberfläche zu Volumen) von MEMS kann die Empfindlichkeit von Oberflächensensoren erhöhen.

2) Massenproduktion: Nehmen Sie als Beispiel einen einzelnen 5mm5mm großen MEMS-Sensor, bei dem Silizium-Mikrobearbeitungstechnologie an einem Stück verwendet wird 8-Zoll-Silizium Etwa 1.000 MEMS-Chips können gleichzeitig auf einem Wafer ausgeschnitten werden, und durch die Massenproduktion können die Produktionskosten eines einzelnen MEMS erheblich gesenkt werden.

3) Integration: Im Allgemeinen integriert ein einzelnes MEMS häufig ASIC-Chips, während gleichzeitig mechanische Sensoren untergebracht werden, die MEMS-Chips steuern und analoge Größen umwandeln in digitale Ausgänge umwandeln. #🎜🎜 ##### 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜#MEMS- und ASIC-Chip-integrierte Verpackung 🎜 🎜#MEMS können in Massenproduktion hergestellt werden, um die Herstellungskosten zu senken.

Große ausländische Hersteller monopolisieren die MEMS Der Markt für Sensoren ist hoch. Laut Statistiken von HIS Automotive machten die drei weltweit führenden MEMS-Anbieter (Bosch, Sensata und NXP) im Jahr 2017 57 % des Marktanteils aus, wobei Bosch mit einem Marktanteil von 33,62 % im Jahr 2017 den Spitzenplatz einnahm Sensata City Der Marktanteil erreichte 12,34 % und der Marktanteil von NXP erreichte 11,91 %. Hersteller wie Denso (8,94 %), Analog Devices (8,51 %), Panasonic (7,45 %) und Infineon (7,23 %) nehmen ebenfalls einen gewissen Anteil ein.

Große ausländische Hersteller verfügen über eine breite Produktpalette, führende Technologie und zahlreiche Kunden, was eine hohe Eintrittsbarriere darstellt. Die Schwierigkeit bei der Entwicklung von MEMS-Sensoren und die Komplexität ihrer Herstellungsprozesse sind die Hauptgründe für die Entstehung von Branchenbarrieren. Ausländische Hersteller wie Invensense und Infineon verfügen über zwei bis drei Produktlinien, und MEMS-Produktlinien wie Bosch, Denso und STMicroelectronics verfügen über mehr als vier Produktlinien. Im Gegensatz dazu ist es für kleine Anbieter schwierig, in kurzer Zeit eine Massenproduktion zu erreichen. Daher ist der Marktanteil der größten großen Anbieter relativ stabil und die Marktkonzentration hoch.

Das Montagevolumen und der Wert von MEMS-Sensoren sind direkt proportional zum Preis des Modells, in das sie eingebaut werden. Derzeit enthält ein durchschnittliches Auto 24 MEMS-Sensoren, und in High-End-Autos werden etwa 25–40 MEMS-Sensoren verwendet. Beispielsweise können die High-End-Modelle von BMW allein im Motor 20 bis 40 Sensoren verwenden, während die Einstiegsmodelle nur über etwa 5 verfügen. Der Wert eines häufig verwendeten MEMS-Sensor-Fahrrads liegt zwischen 2.000 und 20.000 Yuan; Joint-Venture-Autos kosten normalerweise nicht weniger als 4.000 Yuan, während unabhängige Marken nur etwa 2.000 Yuan kosten und High-End-Modelle etwa 10.000 bis 20.000 Yuan kosten. Es wird erwartet, dass die Marktgröße für MEMS-Sensoren bis 2019 42,013 Milliarden Yuan erreichen wird. Mit der Verbesserung der Intelligenz und Elektrifizierung wird die Marktgröße 2020 und 2021 jeweils 44,621 Milliarden Yuan und 47,227 Milliarden Yuan erreichen 2021 beträgt 6,5 %.

03 Smart Sensor: Autonomer Fahrkern

Millimeterwellenradar: ADAS-Systemkernsensor

Millimeterwellenradar bezieht sich auf die Verwendung von Millimeterwellen mit einer Wellenlänge von 1-10 nm und einer Frequenz von 30 GHz bis 300 GHz. Die Entfernung wird durch Messung der Zeitdifferenz der Echos berechnet. Millimeterwellenradar wurde zunächst im militärischen Bereich eingesetzt und mit der Verbesserung der Technologie schrittweise auch im Automobilbereich eingesetzt.

Die Vorteile von Millimeterwellenradar liegen hauptsächlich in den folgenden drei Aspekten: 1) Stabile Erkennungsleistung, große Reichweite und gute Anwendbarkeit in der Umwelt. 2) Im Vergleich zum Ultraschallradar zeichnet es sich durch geringe Größe, geringes Gewicht und hohe räumliche Auflösung aus. 3) Im Vergleich zu optischen Sensoren hat Millimeterwellenradar eine starke Fähigkeit, Nebel, Rauch und Staub zu durchdringen und weist die Eigenschaften eines Allwetter- und Allwetterbetriebs auf. Allerdings gibt es auch Nachteile wie hohe Kosten und Schwierigkeiten bei der Identifizierung von Fußgängern.

Millimeterwellenradar Vor- und Nachteile

77 GHz bietet weitere Vorteile in Bezug auf Leistung und Größe. Derzeit ist die Frequenz des Fahrzeugradars hauptsächlich in das 24-GHz-Frequenzband und das 77-GHz-Frequenzband unterteilt. Im Vergleich zum 24-GHz-Millimeterwellenradar bietet 77 GHz eine höhere Entfernungsauflösung und ist um ein Drittel kleiner. Im Jahr 2018 hat das China New Car Assessment Program (C-NCAP) automatische Notbremssysteme (AEBS) in das Bewertungssystem aufgenommen, was die zukünftige Marktnachfrage nach 77-GHz-Millimeterwellenradar ankurbeln wird. Langfristig gesehen ist das 77-GHz-Millimeterwellenradar kleiner und hat einen größeren Erfassungsbereich, wodurch es einen größeren Marktanteil als das 24-GHz-Millimeterwellenradar haben wird.

Vergleich von Millimeterwellenradar 24 GHz und 77 GHz

24 GHz- und 77 GHz-Millimeterwellenradar ist in der Lage, ADAS sowohl im Nah- als auch im Fernbereich zu erkennen. Millimeterwellenradar wird häufig in ADAS-Systemen eingesetzt, da seine Hardware klein ist und nicht durch schlechtes Wetter beeinträchtigt wird. 24 GHz wird derzeit häufig zur Überwachung des toten Winkels und zur Spurwechselunterstützung in Automobilen eingesetzt. Das Radar ist in der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs eingebaut und dient der Überwachung, ob sich auf beiden Seiten hinter dem Fahrzeug Autos auf der Fahrspur befinden und ob ein Spurwechsel möglich ist. Das 77-GHz-Radar ist dem 24-GHz-Radar in Bezug auf Erkennungsgenauigkeit und Entfernung überlegen. Es wird hauptsächlich für die Installation an der vorderen Stoßstange eines Fahrzeugs verwendet, um die Entfernung und Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu ermitteln. Es implementiert hauptsächlich eine Notbremsung und automatische Fahrzeugverfolgung und andere aktive Funktionen der Sicherheitsdomäne. Um verschiedene ADAS-Funktionen vollständig zu realisieren, sind im Allgemeinen 5-Millimeter-Wellenradare (1 lang + 4 mittel und kurz) erforderlich. Der Audi A8 ist mit 5-Millimeter-Wellenradaren (1LRR + 4MRR) und die Mercedes-Benz S-Klasse mit 6 Millimetern ausgestattet Wellenradargeräte (1LRR + 6SRR). Derzeit beträgt der Stückpreis eines 77-GHz-Millimeterwellenradars etwa 1.000 Yuan und der Stückpreis eines 24-GHz-Millimeterwellenradars etwa 500 Yuan.

Anwendung von Millimeterwellenradar in ADAS-Systemen

Die Schlüsseltechnologie des Millimeterwellenradars wird von ausländischen Unternehmen mit einem hohen Konzentrationsgrad monopolisiert. Auf dem globalen Markt für Millimeterwellenradare dominieren Länder wie Deutschland, die Vereinigten Staaten und Japan. Derzeit wird die Millimeterwellenradartechnologie hauptsächlich von traditionellen Komponentengiganten wie Continental, Bosch, Denso, Autoliv, Denso und Delphi monopolisiert. Die 77-GHz-Millimeterwellenradartechnologie wird von Bosch, Continental, Delphi, Denso und TRW monopolisiert. In den Händen von Unternehmen wie Fujitsuten und Hitachi. Im Jahr 2016 hatten Bosch und Continental jeweils 17 % des weltweiten Millimeterwellenradar-Marktanteils, Denso und Hella teilten sich den zweiten Platz mit einem Marktanteil von 11 %, auf ZF entfielen 8 %, auf Delphi entfielen 6 %; , und Austria Toliv hält 4 %. Die sieben größten Anbietergiganten machen 73 % des Marktes aus.

Wichtige ausländische Lieferanten und Produkte von Millimeterwellenradar

Inländisches Millimeterwellenradar ist auf Importe angewiesen und unterliegt ausländischen Technologieblockaden. 24-GHz-Millimeterwellenradar ist die Hauptrichtung. Derzeit sind alle in High-End-Autos eingebauten Millimeterwellenradarsensoren auf ausländische Importe angewiesen. Der Markt ist von amerikanischen, japanischen und deutschen Unternehmen monopolisiert. Die Preise sind hoch und es werden unabhängige Kontrollen eingeführt unmittelbar bevorsteht. Inländische unabhängige fahrzeugmontierte Millimeterwellenradarprodukte befinden sich im Allgemeinen noch in der Entwicklungsphase. Angesichts der Forschungs- und Entwicklungskosten und der Einschränkungen der 77-GHz-Entwicklungstechnologie konzentrieren sich inländische Hersteller derzeit bei der Forschung und Entwicklung von Millimeterwellenradaren auf 24 GHz. Auf dem heimischen Markt ist das Produktsystem des 24-GHz-Millimeterwellenradars relativ ausgereift und die Lieferkette ist relativ stabil. 24-GHz-Kernchips können von Chiplieferanten wie Infineon und Freescale bezogen werden. Laut einer Studie von Memes Consulting erreichte die Zahl der in chinesischen Autos vorinstallierten Millimeterwellenradargeräte im Jahr 2016 1,05 Millionen, wovon 24-GHz-Radargeräte 63,8 % und 77-GHz-Radargeräte 36,2 % ausmachten.

Schätzungen zufolge kann die Marktgröße von Millimeterwellenradar in den Jahren 2019, 2020 und 2025 470 Millionen Yuan, 3,6 Milliarden Yuan und 8 Milliarden Yuan erreichen. Die durchschnittliche Wachstumsrate von 2017 bis 2025 beträgt etwa 58 %.

Lidar: Der Schlüssel zum autonomen Fahren L3-L5

Lidar ist ein umfassendes Lichterkennungs- und Messsystem, das Laserstrahlen aussendet und empfängt und den Laser analysiert, wenn er auf das Zielobjekt trifft Mit der Rückkehrzeit wird der relative Abstand zwischen dem Zielobjekt und dem Auto berechnet. Derzeit werden üblicherweise 8-Zeilen-, 16-Zeilen- und 32-Zeilen-Lidar verwendet. Je mehr Lidar-Drahtstrahlen vorhanden sind, desto höher ist die Messgenauigkeit und desto höher die Sicherheit. Lidar ist keine neue Sache und wird seit langem in der Luft- und Raumfahrt, Vermessung und Kartierung und anderen Bereichen eingesetzt. Mit der Entwicklung der Automobilintelligenz wird Lidar zunehmend beim autonomen Fahren auf L3-Ebene eingesetzt. Aufgrund seiner hochpräzisen 3D-Umgebungsmodellierungseigenschaften in Echtzeit wird es zum wichtigsten Sensor in der L3-L5-Stufe.

Lidar-Arbeitsprinzip

Velodyne HDL-64E Lidar 3D-Bildgebung

.

Lidar Solid-State ist der Zukunftstrend und bietet Vorteile Miniaturisierung und niedrige Kosten. Es gibt zwei Hauptmöglichkeiten, die Kosten von Lidar in der Branche zu senken: 1) Eliminierung der mechanischen rotierenden Struktur und Nutzung der Festkörpertechnologie, um die Kosten von Lidar grundlegend zu senken. Solid-State-LiDAR ist kleiner, einfacher zu integrieren und weist eine verbesserte Systemzuverlässigkeit auf. Daher gibt es bei LiDAR einen Trend zur Solid-State-Entwicklung. 2) Reduzieren Sie die Anzahl der LIDAR-Linien und verwenden Sie mehrere LIDARs mit geringer Linienanzahl in Kombination. Von mechanischem Rotations- über Hybrid-Festkörper- bis hin zu reinem Festkörper-Lidar: Mit der Ausweitung des Massenproduktionsmaßstabs sowie der Iteration und Aktualisierung der Technologie sinken die Kosten weiter, und Lidar entwickelt sich auch ständig in Richtung Miniaturisierung, geringem Stromverbrauch und Integration weiter.

Die Kerntechnologie von Lidar wird hauptsächlich von drei Unternehmen kontrolliert: Velodyne, Ibeo und Quanergy. Das mechanische Lidar von American Velodyne wurde früh eingeführt und ist technologisch fortschrittlich. Das Unternehmen hat kürzlich den 128-Linien-Prototyp VLS-128 auf den Markt gebracht. Darüber hinaus hat das Unternehmen Kooperationsbeziehungen mit globalen Marktführern für autonomes Fahren wie Google, General Motors, Ford, Uber und Baidu aufgebaut. Automotive LiDAR nimmt eine führende Position in der Branche ein und hält den Großteil des Marktanteils.

Google, Baidu, Ford, Audi, BMW und andere Unternehmen haben nacheinander Lidar-Sensorlösungen eingeführt. BMW gab bekannt, dass es mit dem Lidar-Startup Innoviz zusammenarbeitet, um selbstfahrende Autos zu entwickeln, die voraussichtlich im Jahr 2021 auf den Markt kommen. Gemäß den Preisen für Lidar-Produkte auf der offiziellen Website jedes Unternehmens liegt der Wert eines Fahrrad-Lidar-Sensors zwischen 30.000 und 80.000 US-Dollar.

Lidar wird im Automobilbereich kurzfristig keinen breiten Einsatz finden. Obwohl die beschleunigte Entwicklung des autonomen Fahrens gute Anwendungsaussichten für die Lidar-Industrie geschaffen hat, schränken viele Schwachstellen bei der Entwicklung von Lidar seine Anwendung in autonomen Fahrzeugen ein. Es gibt drei wesentliche limitierende Faktoren: 1) Hohe Kosten. Das 16-Zeilen-Produkt des Lidar-Marktführers Velodyne kostet 8.000 US-Dollar, das 32-Zeilen-Produkt 40.000 US-Dollar und das 64-Zeilen-Produkt etwa 80.000 US-Dollar.

Hohe Produktpreise hemmen auch den Einsatz von Lidar in autonomen Fahrzeugen. 2) Schwierigkeiten bei der Massenproduktion und lange Lieferzyklen. Der Produktionszyklus von Velodyne64-Produkten dauert 4–8 Wochen, und 32-Linien- und 16-Linien-Produkte dauern ebenfalls 2–4 Wochen. Um die Genauigkeit der Sende- und Empfangssignale des Laserradars sicherzustellen, ist sein komplexer Montage- und Einstellprozess erforderlich verlängert den Lieferzyklus. 3) Fehlen relevanter Fahrzeugvorschriften. Derzeit handelt es sich beim autonomen Fahren lediglich um ein zukunftsweisendes Konzept, das noch nicht in die Praxis umgesetzt wurde, und es gibt keine entsprechenden verbindlichen Anforderungen in Richtlinien und Vorschriften. Dies schränkt auch die Popularität von Lidar im Bereich des autonomen Fahrens in gewissem Maße ein .

Ultraschallradar: der gängige Sensor für automatische Parksysteme

Das Funktionsprinzip des Ultraschallradars besteht darin, die Entfernung zu messen, indem Ultraschallwellen vom Ultraschallsendegerät ausgesendet und die gesendeten Ultraschallwellen über den Empfänger empfangen werden. Beim autonomen Fahren sind die grundlegenden Anwendungen des Ultraschallradars Parkassistent-Warnfunktionen und Kollisionswarnfunktionen im toten Winkel. Ultraschallradar ist kostengünstig, bietet Vorteile bei Kurzstreckenmessungen, hat einen Erfassungsbereich von 0,1 bis 3 Metern und eine hohe Genauigkeit, sodass es sich sehr gut zum Parken eignet. Allerdings ist die Messentfernung begrenzt und kann durch schlechtes Wetter leicht beeinträchtigt werden.

FUNKTIONSPRINZIP DES ULTRASCHALLRADARS#🎜 🎜##🎜 🎜#

Die Popularität des automatischen Parkens hat die Nachfrage nach Ultraschallradar angekurbelt. Ultraschallradar wird im Allgemeinen an der Stoßstange oder an der Seite des Fahrzeugs installiert. Ersteres wird als UPA bezeichnet und wird im Allgemeinen zur Messung von Hindernissen an der Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs verwendet. Letzteres wird als APA bezeichnet und zur Messung von seitlichen Hindernissen verwendet . Der APA-Ultraschallsensor ist die Kernkomponente des automatischen Parkassistenzsystems. Er verfügt über eine große Erfassungsreichweite und kann zur Erfassung der Parklückenbreite sowie zur Ermittlung von Informationen zur Parklückengröße und zum Fahrzeugstandort verwendet werden. Ultraschallradar wird hauptsächlich im Rückfahrradar und in der Nahbereichsüberwachung von Hindernissen in automatischen Parksystemen eingesetzt. Das Rückfahrradar hat sich von High-End-Modellen zu Modellen der mittleren bis unteren Preisklasse entwickelt, mit einer Vorinstallationsrate von etwa 80 %. Das Rückfahrradarsystem erfordert normalerweise 4 UPA-Ultraschallradare und das automatische Parkradarsystem erfordert 6-12 Ultraschallradare. Die typische Konfiguration ist 8 UPA+4 APA.

Ultraschallradar in Autos Anwendung# ?? 🎜🎜#

Ultraschallradartechnologielösungen haben ihre eigenen Vor- und Nachteile, und analoges Radar nimmt den Hauptmarkt ein. Die technischen Lösungen von Ultraschallradaren umfassen im Allgemeinen vier Typen: analog, vierdrahtig digital, zweidrahtig digital und dreidrahtig aktiv digital, die hinsichtlich der Verarbeitungswirkung von Signalstörungen sukzessive verbessert werden. Die vier technischen Lösungen haben ihre eigenen Vor- und Nachteile hinsichtlich technischer Schwierigkeit, Montage und Preis. Derzeit wird auf dem Markt hauptsächlich die „analoge“ Technologieroute verwendet. Ihr Vorteil sind niedrige Produktkosten, sie ist jedoch anfällig für Störungen durch die externe Umgebung. Unter dem zukünftigen Trend der Intelligenz wird der Weg der „digitalen“ Technologie immer beliebter. Auf dem Weg der „digitalen“ Technologie kann die Signaldigitalisierung die Entstörungsfähigkeit des Radars erheblich verbessern, aber die Kosten sind hoch und die Technologie ist schwierig. Derzeit kann der Großteil der Technologie nur einen Vierdrahtansatz übernehmen.

4 technische Routenoptionen für Ultraschallradar

#🎜🎜 #

Der Ultraschallradarmarkt wird hauptsächlich von Bosch (BOSCH), Japans Murata (Murata), Japans Nicera (Nicera) usw. besetzt. Inländische Audiway und Tongda Electronics haben eine hohe Konkurrenzkraft. Audiway ist der führende Hersteller von Ultraschallsensoren in China. Im Jahr 2016 wurden 26,27 Millionen Einheiten an fahrzeugmontierten Ultraschallsensoren verkauft Pkw-Marktanteil. Der größte Kunde von Audiway ist Taiwan Tongcheng Electronics. Das Kernprodukt von Taiwan Tongcheng Electronics ist das Rückfahrradar, und sein Marktanteil lag 2016 in Asien an erster Stelle.

Es wird erwartet, dass sich der Ultraschallmarkt kurz- und mittelfristig weiter verbessert und möglicherweise dem Substitutionsdruck durch andere Radargeräte ausgesetzt ist Sensoren auf lange Sicht. Derzeit ist die Installationsrate von nach hinten gerichtetem Ultraschallradar mit 45,2 % am höchsten, die Installationsrate von „nach vorne + nach hinten gerichtetem Radar“ beträgt 28,3 % und der Anteil der nicht ausgerüsteten Radargeräte beträgt 26,5 %. Mit der Entwicklung des automatisierten Fahrens wird erwartet, dass „Vorwärts- und Rückwärtsradar“ zur Standardausrüstung wird. Daher wird erwartet, dass der Marktanteil von Ultraschallradaren kurz- bis mittelfristig weiter zunehmen wird, langfristig jedoch in künftigen autonomen Fahrmodellen auf hohem Niveau einige oder alle Ultraschallradare durch ersetzt werden Millimeterwellenradar, Lidar usw. mit besserer Gesamtleistung.

Schätzungen zufolge wird der Markt für Ultraschallradar in den Jahren 2019, 2020 und 2025 4,2 Milliarden Yuan bzw. 8,7 Milliarden Yuan erreichen . 19,2 Milliarden Yuan. Die durchschnittliche Wachstumsrate von 2016 bis 2025 wird etwa 38 % erreichen.

Kamera: Hauptsichtsensor des ADAS-Systems #🎜🎜 #

Die Fahrzeugkamera ist der wichtigste visuelle Sensor des ADAS-Systems und einer der ausgereiftesten Fahrzeugsensoren. Nachdem das Bild durch das Objektiv erfasst wurde, verarbeiten die lichtempfindliche Komponentenschaltung und die Steuerkomponente in der Kamera das Bild und wandeln es in ein digitales Signal um, das vom Computer verarbeitet werden kann, wodurch die Wahrnehmung der Straßenbedingungen um das Fahrzeug herum realisiert wird. Kameras werden hauptsächlich in ADAS-Funktionen wie 360-Grad-Panoramabildern, Vorwärtskollisionswarnung, Spurverlassenswarnung und Fußgängererkennung eingesetzt. #🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜🎜##camera erkennt Road Fußgänger#🎜🎜 ## 🎜🎜 ## 🎜 🎜#

Anwendung der Kamera im Panorama-Parksystem

#🎜🎜 ## 🎜🎜# Das ADAS-System ist mit mehr als 6 Kameras ausgestattet. Entsprechend den Anforderungen verschiedener ADAS-Funktionen ist auch der Installationsort der Kamera unterschiedlich. Hauptsächlich unterteilt in Vorderansicht, Rückansicht, Seitenansicht und eingebaut. Bei der Realisierung des autonomen Fahrens sind für einen vollständigen Satz von ADAS-Funktionen die Installation von mehr als 6 Kameras erforderlich. Die Frontkamera erfordert komplexe Algorithmen und Chips, und der Stückpreis beträgt etwa 1.500 Yuan. Seitenansicht und eingebaute Kameras kosten etwa 200 Yuan. Die beliebte Anwendung von ADAS hat einen riesigen Markt für Fahrzeugkamerasensoren eröffnet.

Installationsort und Funktionen der Kamera# 🎜🎜#

Kurzfristig werden monokulare Kameras der Mainstream-Technologieweg sein. Das vorausschauende Kamera-ADAS-System kann in zwei technische Routen unterteilt werden: ausgestattet mit einer monokularen Kamera und ausgestattet mit einer binokularen Kamera. Im Vergleich zu monokularen Kameras sind binokulare Kameras leistungsstärker und messen genauer, die Kosten sind jedoch relativ hoch, weshalb sie häufig in High-End-Autos eingebaut werden. Die binokulare Kameralösung wird durch umfassende Faktoren wie Kosten, Herstellungsprozess, Zuverlässigkeit und Genauigkeit eingeschränkt, was es schwierig macht, sie auf dem Markt zu bewerben. Allerdings ist die kostengünstige und zuverlässige Lösung der monokularen Kamera in Kombination mit anderen Sensoren schwierig , kann die Anforderungen in L1-, L2- und einigen L3-Szenarien vollständig erfüllen. Daher werden monokulare Kameralösungen im aktuellen Marktumfeld weiterhin Mainstream sein.

Die Kamera wird hauptsächlich als Radar-Hilfssensor verwendet. Obwohl die Kamera über eine hohe Auflösung verfügt und die Textur und Farbe von Objekten erkennen kann, ist der visuelle Effekt bei Gegenlicht oder komplexen Licht- und Schattensituationen schlecht und sie ist sehr anfällig für schlechtes Wetter. Daher werden die von der Kamera erhaltenen Bildinformationen beeinträchtigt Hauptverantwortlich für einige Aufgaben wie die Verkehrszeichenerkennung als Ergänzung zu Lidar und Millimeterwellenradar.

Die Kette der Kameraindustrie lässt sich grob in drei Teile unterteilen: Upstream-Komponentenproduktion, Midstream-Modulverpackung und -integration sowie Downstream-Produktanwendung. 1) Zu den Upstream-Komponenten gehören hauptsächlich CMOS-Sensoren, Objektivsätze, DSP usw. Auf dem Upstream-Markt werden CMOS-Sensoren und DSP hauptsächlich von ausländischen Unternehmen wie Sony, Samsung, TI und ON Semiconductor monopolisiert. Inländische Unternehmen haben Vorteile in der Produktion von Objektivsätzen, einschließlich unabhängiger Marken, haben eine hohe Wettbewerbsfähigkeit. 2) Die Midstream-Verpackungsintegration umfasst Modulverpackung und Systemintegration. Die Verpackungs- und Integrationsprozesse der Module sind komplex und der Markt wird von ausländischen Unternehmen monopolisiert. Zu den Hauptherstellern zählen Panasonic, Sony, Valeo und andere Unternehmen. 3) Nachgelagerte Produkte werden bei Fahrzeugherstellern und 4S-Filialen eingesetzt.

Die Automobilkameraindustrie hat hohe Anforderungen an den Produktionsprozess und einen langen Zertifizierungszyklus. Im Vergleich zu Mobiltelefonkameras sind Fahrzeugkameras anspruchsvolleren Arbeitsbedingungen ausgesetzt und müssen viele Anforderungen erfüllen, wie z. B. hohe Temperaturbeständigkeit, Erdbebensicherheit, Antimagnetik und Stabilität. Insbesondere an die in ADAS-Systemen eingesetzten Frontkameras müssen hinsichtlich der Fahrsicherheit sehr hohe Zuverlässigkeitsanforderungen gestellt werden, weshalb der Produktionsprozess fahrzeugmontierter Kameras sehr anspruchsvoll ist. Bevor ein Unternehmen Erstlieferant eines Automobilherstellers wird, muss es sich einer Vielzahl unterschiedlicher strenger Tests unterziehen. Sobald es in das Liefersystem eines Automobilherstellers eintritt, entstehen hohe Hürden, die es schwierig machen ersetzt, und die Wiederbeschaffungskosten sind ebenfalls sehr hoch. Mobileye, ein führendes ausländisches Unternehmen für Bildverarbeitungssensoren, brauchte beispielsweise acht Jahre, um von der Forschung und Entwicklung aus in den Vorinstallationsmarkt einzusteigen.

Berechnungen zufolge wird die Marktgröße von Kamerasensoren im Jahr 2019 voraussichtlich 15 Milliarden Yuan erreichen und damit in die L3-Stufe eintreten. Die Marktgröße kann 20,5 Milliarden Yuan und 31,5 Milliarden Yuan im Jahr 2020 und 2025 erreichen eine durchschnittliche Wachstumsrate von 2016-2025, die etwa 17 % erreicht.

04 Multisensorfusion ist ein unvermeidlicher Trend

ADAS integriert mehrere Sensoren, um die Entwicklung des Sensormarktes voranzutreiben. Da der Anteil intelligenter Autos in Zukunft zunimmt, wird der ADAS-Markt sein Wachstum beschleunigen. Laut Untersuchungen der Global Investment Research-Abteilung von Goldman Sachs ist die derzeitige weltweite ADAS-Nutzungsrate im Allgemeinen nicht hoch und beträgt in Europa, den Vereinigten Staaten und Japan nur 8–12 %. Nach Berechnungen des Gasgoo Automotive Research Institute beträgt der ADAS-Wert meines Landes gemessen am Lebenszyklus etwa 2 bis 5 %. ADAS hat einen Sprung von der Einführungsphase zur Wachstumsphase geschafft. Im Allgemeinen verbessert sich das Niveau der Automobilelektronik und -intelligenz im Zuge des intelligenten Fahrens und des fahrerlosen Fahrens ständig, und ADAS bietet viel Raum für Wachstum. Die Umweltwahrnehmung ist die Hardware-Grundlage von ADAS, und der Einsatz von Sensoren ist unverzichtbar. Die zunehmende ADAS-Nutzung wird zu einem erheblichen Anstieg der Nachfrage nach fahrzeugmontierten Sensoren führen und die Marktgröße von Sensoren wird in Zukunft weiter wachsen.

ADAS integriert mehrere Sensoren

Umgebungssensoren sind die Augen des Autos, und Millimeterwellenradar bietet herausragende umfassende Vorteile. Im Kontext des intelligenten Zeitalters ist die Umweltwahrnehmung besonders wichtig. Sie spielen ihre jeweiligen Vorteile in verschiedenen Szenarien aus und sind schwierig, einander zu ersetzen. Millimeterwellenradar bietet herausragende umfassende Vorteile und wird voraussichtlich zum Hauptsensor von ADAS-Systemen werden.

Vergleich der Vor- und Nachteile verschiedener Sensoren

Die umfassenden Vorteile des Millimeterwellenradars sind herausragend

Ein einzelner Sensor verfügt über herausragende Eigenschaften und kann keine vollständige Informationsabdeckung bilden. Die Fusion mehrerer Sensoren ist ein unvermeidlicher Trend in der zukünftigen Entwicklung. Es stellt außerdem die notwendigen technischen Reserven für die Realisierung autonomer Fahrlösungen der Stufen 3 bis 5 bereit. Derzeit gibt es zwei technische Hauptwege für die Wahrnehmung der autonomen Fahrumgebung: Der eine ist eine visionsgesteuerte Multisensor-Fusionslösung, die von Tesla vertreten wird, und der andere wird von kostengünstigem Lidar angeführt, mit typischen Vertretern wie Google Waymo. Große ausländische Automobilkonzerne wie Tesla, Audi, General Motors usw. haben ihre Multisensor-Pläne für selbstfahrende Autos veröffentlicht. Die Multisensorfusion ist entscheidend, um die globale Positionierung des Fahrzeugs und das Verständnis der Umgebung sicherzustellen.

Im Allgemeinen umfassen die von ADAS verwendeten Sensoren hauptsächlich Kameras, Radare, Laser und Ultraschall usw., die Licht, Wärme, Druck oder andere Variablen erkennen können, die zur Überwachung des Fahrzeugstatus verwendet werden Befindet sich an der vorderen und hinteren Stoßstange des Fahrzeugs, am Seitenspiegel, in der Lenksäule oder an der Windschutzscheibe. Wenn jede Art von Subsystem in ADAS arbeitet, ist es untrennbar mit der Erfassung, Verarbeitung und Beurteilung von Informationen verbunden. Nach Abschluss der Beurteilung gibt das System Anweisungen an die Fahrzeugkarosserie, damit das Fahrzeug verschiedene Aktionen und andere Phasen ausführt. In einem solchen Prozess sind Sensoren wie Radar und Kameras sowie Prozessoren wie MCU oder Bildverarbeitungs-ICs zu den wichtigsten verwendeten Komponenten geworden. Auf dem Weg zum autonomen Fahren auf L5-Niveau ist die Reife und Perfektion des ADAS-Systems die grundlegende Garantie.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonVorteile, Nachteile und Anwendungsanalyse autonomer Fahrsensoren. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!