Avantages, inconvénients et analyse des applications des capteurs de conduite autonome

Le système avancé d'assistance au conducteur (ADAS), appelé ADAS, utilise divers capteurs installés sur la voiture pour collecter des données environnementales à l'intérieur et à l'extérieur de la voiture dans un premier temps afin d'identifier les objets statiques et dynamiques, la détection, le suivi et d'autres traitements techniques. peut permettre aux conducteurs de détecter les dangers possibles le plus rapidement possible pour attirer l'attention et améliorer la sécurité.

Capteurs automobiles

Les équipements de capteurs automobiles ont des objectifs différents et peuvent être divisés en capteurs microélectromécaniques (MEMS) traditionnels pour améliorer le niveau d'informatisation du vélo et en capteurs intelligents pour fournir une assistance à la conduite sans conducteur. Deux grandes catégories. Le MEMS fournit un retour d'informations pendant le processus de contrôle de divers systèmes automobiles pour réaliser un contrôle automatique. C'est le « neurone » de l'automobile. Les capteurs intelligents collectent des informations directement du monde extérieur et sont les « yeux » des véhicules sans conducteur.

01 Le fondement de l'intelligence automobile - les capteurs

Les capteurs sont la source d'informations pour les systèmes de contrôle électronique automobile et sont les composants clés de base des systèmes de contrôle électronique des véhicules. Le capteur se compose généralement d'un élément sensible, d'un élément de conversion et d'un circuit de conversion. L'élément sensible fait référence à la partie du capteur qui peut détecter ou répondre directement à la valeur mesurée. L'élément de conversion convertit les quantités non électriques ci-dessus en valeurs électriques. Paramètres. La fonction du circuit de conversion est de convertir l'élément de conversion en paramètres électriques. Les signaux électriques de sortie sont traités et convertis en pièces pratiques pour le traitement, l'affichage, l'enregistrement et le contrôle. Sur la base des différents objectifs des équipements de capteurs automobiles actuels, ils peuvent être divisés en deux catégories : les capteurs microélectromécaniques traditionnels qui améliorent le niveau d'informatisation des vélos et les capteurs intelligents qui prennent en charge la conduite sans conducteur.

La composition des capteurs de voiture

Capteurs traditionnels : chaque processus de contrôle du système s'appuie sur des capteurs pour renvoyer des informations et réaliser un travail de contrôle automatique. Les capteurs automobiles traditionnels peuvent être divisés en huit catégories selon leurs fonctions : capteur de pression, capteur de position, capteur de température, capteur d'accélération, capteur de vitesse angulaire, capteur de débit, capteur de concentration de gaz et capteur de niveau de liquide. Les capteurs automobiles sont principalement utilisés dans les systèmes de transmission, les systèmes de commande de carrosserie et les systèmes de châssis. Les capteurs automobiles sont responsables de la collecte et de la transmission des informations dans ces systèmes. Les informations collectées sont traitées par l'unité de commande électronique, puis transformées en instructions destinées aux actionneurs pour effectuer le contrôle électronique.

Classification traditionnelle des capteurs

Capteurs intelligents : les capteurs intelligents sont les « yeux » des véhicules sans conducteur. Les voitures évoluent rapidement vers un robot autonome connecté en réseau sécurisé, capable de percevoir l’environnement, de planifier et de prendre des décisions, et finalement d’atteindre sa destination en toute sécurité. Actuellement, les principaux produits de capteurs utilisés dans la détection environnementale comprennent principalement le lidar, le radar à ondes millimétriques, le radar à ultrasons et la caméra.

Classification intelligente des capteurs

02 Capteur MEMS : micro-sensoriel automobile

Le capteur MEMS est développé sur la base de la technologie de fabrication de semi-conducteurs et fabriqué à l'aide de la microélectronique et de la technologie de micro-usinage. Nouveaux capteurs sortent. Les capteurs MEMS sont largement utilisés dans le programme électronique de stabilité (ESP), le freinage antiblocage (ABS), la suspension à commande électronique (ECS), la surveillance de la pression des pneus (TPMS) et d'autres systèmes. Parmi eux, les capteurs de pression, les accéléromètres, les gyroscopes et les capteurs de débit sont les capteurs MEMS les plus couramment utilisés dans les automobiles, représentant 99 % des systèmes MEMS automobiles.

La valeur du capteur MEMS est relativement concentrée.

MEMS présente des avantages évidents et constitue le choix idéal pour la construction la couche de perception de l'Internet des objets à l'avenir. L'un des principaux choix pour les capteurs, ses avantages se reflètent principalement dans : 1) la miniaturisation, 2) la technologie de traitement à base de silicium, 3) la production de masse et 4) l'intégration.

1) Miniaturisation : Les dispositifs MEMS sont de petite taille, avec des dimensions uniques mesurées en millimètres voire en microns, légers et peu gourmands en énergie. Le rapport surface/volume plus élevé (surface/volume) des MEMS peut augmenter la sensibilité des capteurs de surface.

2) Production de masse : en prenant comme exemple un seul capteur MEMS de 5 mm, environ 1 000 puces MEMS peuvent être découpées simultanément sur une plaquette de silicium de 8 pouces à l'aide de la technologie de micro-usinage du silicium. La production de masse peut réduire considérablement la production de masse. coût de production d’un seul MEMS.

3) Intégration : De manière générale, un seul MEMS emballe souvent non seulement des capteurs mécaniques, mais intègre également des puces ASIC pour contrôler les puces MEMS et convertir les quantités analogiques en sorties numériques. Les emballages intégrés pour les MEMS et les puces ASIC peuvent être produits en série pour réduire les coûts de fabrication.

Monopole en grande partie fabricants étrangers Le marché des capteurs MEMS présente un degré élevé de concentration du marché. Selon les statistiques de HIS Automotive, les trois principaux fournisseurs mondiaux de MEMS (Bosch, Sensata et NXP) représentaient 57 % de la part de marché en 2017, Bosch occupant la première place, avec une part de marché de 33,62 % en 2017, et Sensata City La part de marché a atteint 12,34 % et celle de NXP a atteint 11,91 %. Des fabricants tels que Denso (8,94 %), Analog Devices (8,51 %), Panasonic (7,45 %) et Infineon (7,23 %) occupent également une certaine part.

Les grands fabricants étrangers disposent d'une large gamme de produits, d'une technologie de pointe et de nombreux clients, ce qui constitue une barrière à l'entrée élevée. La difficulté de développer des capteurs MEMS et la complexité de leurs processus de fabrication sont les principales raisons de la formation de barrières industrielles. Les fabricants étrangers tels qu'Invensense et Infineon disposent de 2 à 3 gammes de produits, et les gammes de produits MEMS telles que Bosch, Denso et STMicroelectronics comptent plus de 4 gammes de produits. En revanche, il est difficile pour les petits fournisseurs de réaliser une production et une fabrication de masse dans un court laps de temps. Par conséquent, la part de marché des principaux fournisseurs est relativement stable et la concentration du marché est élevée.

Le volume et la valeur d'assemblage des capteurs MEMS sont directement proportionnels au prix du modèle dans lequel ils sont assemblés. Actuellement, une voiture moyenne contient 24 capteurs MEMS, et dans les voitures haut de gamme, environ 25 à 40 capteurs MEMS sont utilisés. Par exemple, les modèles haut de gamme de BMW peuvent utiliser 20 à 40 capteurs dans le seul moteur, tandis que les modèles d'entrée de gamme n'en ont qu'environ 5. La valeur d'un vélo couramment utilisé équipé de capteurs MEMS varie de 2 000 à 20 000 yuans ; les véhicules de coentreprise ne coûtent généralement pas moins de 4 000 yuans, tandis que les marques indépendantes ne coûtent qu'environ 2 000 yuans et les modèles haut de gamme coûtent environ 10 000 à 20 000 yuans. On s'attend à ce que la taille du marché des capteurs MEMS atteigne 42,013 milliards de yuans d'ici 2019 ; avec l'amélioration de l'intelligence et de l'électrification, la taille du marché atteindra respectivement 44,621 milliards de yuans et 47,227 milliards de yuans en 2020 et 2021. Le taux de croissance composé de 2015 à 2021 est de 6,5%.

Capteur intelligent 03 : noyau de conduite autonome de 30GHZ-300GHZ La différence de temps des échos est mesurée pour calculer la distance. Le radar à ondes millimétriques a été utilisé pour la première fois dans le domaine militaire et, avec l'amélioration de la technologie, il a été progressivement utilisé dans le domaine automobile.

Les avantages du radar à ondes millimétriques résident principalement dans les trois aspects suivants : 1) Performances de détection stables, longue portée et bonne applicabilité environnementale. 2) Comparé au radar à ultrasons, il présente les caractéristiques de petite taille, de légèreté et de haute résolution spatiale. 3) Comparé aux capteurs optiques, le radar à ondes millimétriques a une forte capacité à pénétrer le brouillard, la fumée et la poussière, et présente les caractéristiques d'un fonctionnement par tous les temps et par tous les temps. Cependant, il existe également des inconvénients tels que le coût élevé et la difficulté d'identifier les piétons.

Avantages et inconvénients du radar à ondes millimétriques

77 GHz présente plus d'avantages en termes de performances et de taille. À l'heure actuelle, la fréquence du radar du véhicule est principalement divisée en bande de fréquences de 24 GHz et en bande de fréquences de 77 GHz. Comparé au radar à ondes millimétriques de 24 GHz, 77 GHz a une résolution de distance plus élevée et est un tiers plus petit. En 2018, le programme chinois d'évaluation des voitures neuves (C-NCAP) a inclus des systèmes de freinage d'urgence automatique (AEBS) dans le système de notation, ce qui stimulera la demande future du marché pour un radar à ondes millimétriques de 77 GHz. À long terme, le radar à ondes millimétriques de 77 GHz a une taille plus petite et une portée de détection plus longue, ce qui lui confèrera un espace de marché plus grand que le radar à ondes millimétriques de 24 GHz.

Comparaison des radars à ondes millimétriques 24 GHz et 77 GHz

Les radars à ondes millimétriques 24 GHz et 77 GHz conviennent tous deux à la détection à longue et courte portée des ADAS. Le radar à ondes millimétriques est largement utilisé dans les systèmes ADAS car son matériel est petit et n'est pas affecté par les intempéries. La bande 24 GHz est actuellement largement utilisée dans la surveillance des angles morts et l’assistance au changement de voie dans les automobiles. Le radar est installé dans le pare-chocs arrière du véhicule et permet de surveiller s'il y a des voitures dans les voies des deux côtés derrière le véhicule et s'il peut changer de voie. Le radar 77 GHz est supérieur au radar 24 GHz en termes de précision de détection et de distance. Il est principalement utilisé pour être installé sur le pare-chocs avant d'un véhicule pour détecter la distance et la vitesse du véhicule qui le précède. Il met principalement en œuvre le freinage d'urgence et le suivi automatique du véhicule. et d'autres fonctions actives du domaine de sécurité. La réalisation complète des diverses fonctions ADAS nécessite généralement des radars à ondes millimétriques (1 long + 4 moyens et courts). L'Audi A8 est équipée de radars à ondes millimétriques (1LRR + 4MRR), et la Mercedes-Benz Classe S est équipée de radars 6 millimètres. radars à ondes (1LRR + 6SRR). Actuellement, le prix unitaire d'un système radar à ondes millimétriques de 77 GHz est d'environ 1 000 yuans, et le prix unitaire d'un système radar à ondes millimétriques de 24 GHz est d'environ 500 yuans.

Application du radar à ondes millimétriques dans les systèmes ADAS

La technologie clé du radar à ondes millimétriques est monopolisée par des sociétés étrangères, avec un haut degré de concentration. Sur le marché mondial des radars à ondes millimétriques, des pays comme l’Allemagne, les États-Unis et le Japon dominent. À l'heure actuelle, la technologie des radars à ondes millimétriques est principalement monopolisée par les géants des composants traditionnels tels que Continental, Bosch, Denso, Autoliv, Denso et Delphi ; parmi eux, la technologie des radars à ondes millimétriques de 77 GHz est monopolisée par Bosch, Continental, Delphi, Denso, TRW, Entre les mains d'entreprises telles que Fujitsuten et Hitachi. En 2016, Bosch et Continental détenaient tous deux 17 % de part de marché mondiale des radars à ondes millimétriques, à égalité à la première place ; Denso et Hella à égalité à la deuxième place, avec une part de marché de 11 %, ZF représentait 8 %, Delphi 6 %. , et l'Autriche Toliv en détient 4 %. Les sept principaux fournisseurs géants représentent 73 % du marché.

Principaux fournisseurs et produits étrangers de radar à ondes millimétriques

Le radar à ondes millimétriques national dépend des importations et est soumis à des blocages technologiques étrangers. Le radar à ondes millimétriques de 24 GHz est la direction dominante. Actuellement, tous les capteurs radar à ondes millimétriques assemblés dans les automobiles de milieu et haut de gamme sur le marché chinois dépendent des importations étrangères. Le marché est monopolisé par des entreprises américaines, japonaises et allemandes, et les prix sont également élevés. , et une contrôlabilité indépendante est imminente. Les radars à ondes millimétriques indépendants montés sur véhicule sont généralement encore en phase de développement. Compte tenu des coûts de recherche et développement et des limites de la technologie de développement 77 GHz, les fabricants nationaux se concentrent actuellement sur 24 GHz dans la recherche et le développement de radars à ondes millimétriques. Sur le marché intérieur, le système de produits du radar à ondes millimétriques de 24 GHz est relativement mature et la chaîne d'approvisionnement est relativement stable. Des puces de base de 24 GHz peuvent être obtenues auprès de fournisseurs de puces tels qu'Infineon et Freescale. Selon une étude de Memes Consulting, le nombre de radars à ondes millimétriques préinstallés dans les voitures chinoises a atteint 1,05 million en 2016, dont 63,8 % pour les radars à 24 GHz et 36,2 % pour les radars à 77 GHz.

Selon les estimations, la taille du marché des radars à ondes millimétriques peut atteindre 470 millions de yuans, 3,6 milliards de yuans et 8 milliards de yuans en 2019, 2020 et 2025. Le taux de croissance composé de 2017 à 2025 est d'environ 58 %.

Lidar : La clé de la conduite autonome L3-L5

Lidar est un système complet de détection et de mesure de la lumière qui émet et reçoit des faisceaux laser et analyse le laser lorsqu'il rencontre l'objet cible. Après le temps de retour, la distance relative entre l'objet cible et la voiture est calculée. Actuellement, les lidars à 8, 16 et 32 ​​lignes sont couramment utilisés. Plus il y a de faisceaux de fils lidar, plus la précision des mesures est élevée et plus la sécurité est élevée. Le Lidar n’est pas une nouveauté et est utilisé depuis longtemps dans l’aérospatiale, l’arpentage, la cartographie et d’autres domaines. Avec le développement de l'intelligence automobile, le lidar a commencé à être utilisé dans la conduite autonome de niveau L3. En raison de ses caractéristiques de modélisation d'environnement 3D en temps réel de haute précision, il deviendra le capteur le plus critique des étapes L3-L5.

Principe de fonctionnement du Lidar

Velodyne HDL-64E Lidar 3D Imaging

Le solide Lidar est la tendance future et existe Avantages de miniaturisation et faible coût. Il existe deux manières principales de réduire le coût du lidar dans l'industrie : 1) Éliminer la structure mécanique rotative et utiliser la technologie à semi-conducteurs pour réduire fondamentalement le coût du lidar. Le LiDAR à semi-conducteurs est plus petit, plus facile à intégrer et a amélioré la fiabilité du système. Par conséquent, le LiDAR a une tendance vers le développement à semi-conducteurs. 2) Réduisez le nombre de lignes lidar et utilisez plusieurs lidars à nombre de lignes faibles en combinaison. De la rotation mécanique au lidar hybride à semi-conducteurs en passant par le lidar à semi-conducteurs pur, avec l'expansion de l'échelle de production de masse et l'itération et la mise à jour de la technologie, le coût continue de diminuer, et le lidar évolue également constamment vers la miniaturisation, la faible consommation d'énergie et l'intégration.

La technologie de base du lidar est principalement contrôlée par trois sociétés : Velodyne, Ibeo et Quanergy. Le lidar mécanique de l'américain Velodyne a démarré très tôt et est technologiquement avancé. Il a récemment lancé le prototype de 128 lignes VLS-128 et a également établi des relations de coopération avec des leaders mondiaux de la conduite autonome tels que Google, General Motors, Ford, Uber et Baidu. , occupant une part de marché importante. Le LiDAR automobile détient la majorité des parts de marché.

Google, Baidu, Ford, Audi, BMW et d'autres sociétés ont successivement adopté des solutions de détection lidar. BMW a annoncé qu'elle s'associe à la startup lidar Innoviz pour développer des voitures sans conducteur, dont le lancement est prévu en 2021. Selon le prix des produits lidar sur le site officiel de chaque entreprise, la valeur d'un capteur lidar pour vélo varie de 30 000 à 80 000 dollars américains.

Le Lidar ne sera pas largement utilisé dans le domaine automobile à court terme. Bien que le développement accéléré de la conduite autonome ait créé de bonnes perspectives d’application pour l’industrie du lidar, de nombreux problèmes liés au développement du lidar limitent son application dans les véhicules autonomes. Il existe trois principaux facteurs limitants : 1) Coût élevé. Le produit à 16 lignes du leader lidar Velodyne coûte 8 000 $ US, son produit à 32 lignes coûte 40 000 $ US et son produit à 64 lignes coûte environ 80 000 $ US.

Les prix élevés des produits inhibent également l'application du lidar dans les véhicules autonomes. 2) Difficulté de production en série et long cycle de livraison. Le cycle de production des produits de la gamme Velodyne64 prend 4 à 8 semaines, et les produits de 32 et 16 lignes prennent également 2 à 4 semaines afin de garantir la précision des signaux de transmission et de réception du radar laser, son processus complexe d'assemblage et de réglage. allonge son cycle de livraison. 3) Absence de réglementations pertinentes sur les véhicules. À l’heure actuelle, la conduite autonome n’est qu’un concept prospectif qui n’a pas encore été mis en pratique, et il n’existe aucune exigence obligatoire correspondante dans les politiques et réglementations. Cela limite également dans une certaine mesure la popularité du lidar dans le domaine de la conduite autonome. .

Radar à ultrasons : le capteur principal du système de stationnement automatique

Le principe de fonctionnement du radar à ultrasons est d'envoyer des ondes ultrasonores à travers le dispositif de transmission ultrasonique, et lorsque les ondes ultrasoniques sont reçues Par le récepteur, utilisez le décalage horaire pour mesurer la distance. En conduite autonome, les applications de base du radar à ultrasons sont les fonctions d'avertissement d'aide au stationnement et d'avertissement de collision dans les angles morts. Le radar à ultrasons est peu coûteux, présente des avantages dans les mesures à courte distance, a une plage de détection de 0,1 à 3 mètres et a une grande précision, il est donc très approprié pour le stationnement. Cependant, la distance de mesure est limitée et elle est facilement affectée par les intempéries.

Principe de fonctionnement du radar à ultrasons

La popularité du stationnement automatique a stimulé la demande de radar à ultrasons. Le radar à ultrasons est généralement installé sur le pare-chocs ou sur le côté de la voiture. Le premier est appelé UPA, qui est généralement utilisé pour mesurer les obstacles à l'avant et à l'arrière de la voiture, et le second est appelé APA, qui est utilisé pour mesurer les obstacles latéraux. . Le capteur à ultrasons APA est le composant central du système d'aide au stationnement automatique. Il possède une longue plage de détection et peut être utilisé pour détecter la largeur de l'espace de stationnement et obtenir des informations sur la taille de l'espace de stationnement et l'emplacement du véhicule. Le radar à ultrasons est principalement utilisé dans le radar de recul et la surveillance des obstacles à courte portée dans les systèmes de stationnement automatique. Le radar de recul est passé des modèles haut de gamme aux modèles milieu et bas de gamme, avec un taux de préinstallation d'environ 80 %. Le système de radar de recul nécessite généralement 4 radars à ultrasons UPA, et le système de radar de stationnement automatique nécessite 6 à 12 radars à ultrasons. La configuration typique est 8 UPA+4 APA. Application du radar à ultrasons dans les automobiles Les solutions technologiques de radar à ultrasons ont chacune leurs propres avantages et inconvénients. Le radar analogique domine le marché. Les solutions techniques du radar à ultrasons comprennent généralement quatre types : analogique, numérique à quatre fils, numérique à deux fils et numérique actif à trois fils, qui sont successivement améliorés dans l'effet de traitement des interférences de signal. Les quatre solutions techniques présentent leurs propres avantages et inconvénients en termes de difficulté technique, de montage et de prix. À l'heure actuelle, la voie technologique « analogique » est largement utilisée sur le marché. Son avantage est le faible coût du produit, mais elle est sensible aux interférences de l'environnement extérieur. Dans le cadre de la tendance future du renseignement, la voie technologique « numérique » deviendra plus populaire. Dans le cadre de la technologie « numérique », la numérisation du signal peut améliorer considérablement la capacité anti-interférence du radar, mais le coût est élevé et la technologie est difficile à ce stade, la plupart des technologies ne peuvent adopter qu'une approche à quatre fils.

4 plans d'itinéraire techniques pour radar à ultrasons

Le marché des radars à ultrasons est principalement occupé par Bosch, Murata, Nicera, etc. Domestic Audiway et Tongda Electronics ont une compétitivité élevée. Audiway est le principal fabricant de capteurs à ultrasons en Chine. En 2016, les capteurs à ultrasons montés sur véhicule d'Audiway ont vendu 26,27 millions d'unités. La capacité du marché mondial des capteurs à ultrasons montés sur véhicule est d'environ 274 millions d'unités. part de marché des voitures particulières. Le plus gros client d'Audiway est Taiwan Tongcheng Electronics. Le produit principal de Taiwan Tongcheng Electronics est le radar de recul, et sa part de marché s'est classée première en Asie en 2016.

Le marché des ultrasons devrait continuer à s'améliorer à court et moyen terme, et pourrait être remplacé par d'autres capteurs radar à long terme. Actuellement, le taux d'installation des radars à ultrasons orientés vers l'arrière est le plus élevé, atteignant 45,2 %, le taux d'installation des « radars avant + arrière » est de 28,3 % et la proportion de non équipés est de 26,5 %. Avec le développement de la conduite automatisée, le radar « avant + arrière » devrait devenir un équipement standard. Par conséquent, on s'attend à ce qu'à court et moyen terme, la part de marché des radars à ultrasons continue d'augmenter, mais à long terme, dans les futurs modèles de conduite autonome de haut niveau, tout ou partie des radars à ultrasons seront remplacés par radars à ondes millimétriques, lidars, etc. avec de meilleures performances complètes.

Selon les estimations, la taille du marché des radars à ultrasons atteindra 4,2 milliards de yuans, 8,7 milliards de yuans et 19,2 milliards de yuans en 2019, 2020 et 2025 respectivement. Le taux de croissance composé de 2016 à 2025 atteindra environ 38 %.

Caméra : le capteur visuel principal du système ADAS

La caméra montée sur véhicule est le capteur visuel principal du système ADAS et est l'un des capteurs montés sur véhicule les plus matures. Une fois l'image collectée à travers l'objectif, le circuit du composant photosensible et le composant de commande de la caméra traitent l'image et la convertissent en un signal numérique qui peut être traité par l'ordinateur, réalisant ainsi la perception des conditions routières autour du véhicule. Les caméras sont principalement utilisées dans les fonctions ADAS telles que les images panoramiques à 360°, l'avertissement de collision avant, l'avertissement de sortie de voie et la détection des piétons.

Caméra pour détecter les piétons sur la route

Application de caméras dans un système de stationnement panoramique

Système ADAS équipé de plus de 6 caméras tête. Selon les besoins des différentes fonctions ADAS, l'emplacement d'installation de la caméra est également différent. Principalement divisé en vue avant, vue arrière, vue latérale et intégrée. Lors de la réalisation d'une conduite autonome, un ensemble complet de fonctions ADAS nécessitera l'installation de plus de 6 caméras. La caméra de vue frontale nécessite des algorithmes et des puces complexes, et le prix unitaire est d'environ 1 500 yuans. les caméras à vue latérale et intégrées coûtent environ 200 yuans. L'application populaire de l'ADAS a créé un énorme espace de marché pour les capteurs de caméras de véhicules.

Emplacement et caractéristiques d'installation de la caméra

À court terme, les caméras monoculaires seront la voie technologique dominante. Le système de caméra frontale ADAS peut être divisé en deux voies techniques : équipé d'une caméra monoculaire et équipé d'une caméra binoculaire. Par rapport aux caméras monoculaires, les caméras binoculaires sont plus puissantes et plus précises dans leurs mesures, mais leur coût est relativement élevé, elles sont donc souvent installées dans les voitures haut de gamme. La solution de caméra binoculaire est limitée par des facteurs complets tels que le coût, le processus de fabrication, la fiabilité et la précision, ce qui rend difficile sa promotion sur le marché. Cependant, la solution peu coûteuse et fiable de la caméra monoculaire, combinée à d'autres capteurs. , peut répondre pleinement aux exigences des fonctions dans les scénarios L1, L2 et certains scénarios L3. Par conséquent, dans l’environnement de marché actuel, les solutions de caméras monoculaires resteront courantes.

La caméra est principalement utilisée comme capteur auxiliaire radar. Bien que la caméra ait une haute résolution et puisse détecter la texture et la couleur des objets, l'effet visuel est médiocre en cas de contre-jour ou dans des situations complexes de lumière et d'ombre, et elle est très sensible aux intempéries. Par conséquent, les informations d'image obtenues par la caméra seront. principalement responsable de quelques tâches telles que le domaine de la reconnaissance des panneaux de signalisation, en complément du lidar et du radar à ondes millimétriques.

La chaîne industrielle des caméras peut être grossièrement divisée en trois parties : la production de composants en amont, le conditionnement et l'intégration de modules intermédiaires et l'application de produits en aval. 1) Les composants en amont comprennent principalement les capteurs CMOS, les jeux d'objectifs, le DSP, etc. Sur le marché en amont, les capteurs CMOS et le DSP sont principalement monopolisés par des sociétés étrangères telles que Sony, Samsung, TI et ON Semiconductor. Les sociétés nationales ont des avantages dans la production. d'ensembles de lentilles, y compris les marques indépendantes Sunny Optical et d'autres, ont une compétitivité élevée ; 2) L'intégration du packaging intermédiaire comprend le packaging des modules et l'intégration du système. Les processus de conditionnement et d'intégration des modules sont complexes et le marché est monopolisé par des sociétés étrangères. Les principaux fabricants sont Panasonic, Sony, Valeo et d'autres sociétés. 3) Les produits en aval sont utilisés par les constructeurs automobiles et les magasins 4S.

L'industrie des caméras automobiles a des exigences élevées en matière de processus de production et un long cycle de certification. Par rapport aux caméras de téléphones portables, les caméras montées sur véhicule sont confrontées à des conditions de travail plus sévères et doivent répondre à de nombreuses exigences telles que la résistance aux températures élevées, la résistance aux tremblements de terre, l'antimagnétique et la stabilité. En particulier, les caméras frontales utilisées dans les systèmes ADAS doivent avoir des exigences de fiabilité très élevées en matière de sécurité de conduite, c'est pourquoi le processus de production de caméras embarquées sur véhicule est très exigeant. Avant qu'une entreprise devienne un fournisseur de premier plan d'un constructeur automobile, elle doit se soumettre à un grand nombre de types différents de tests rigoureux. Une fois entrée dans le système d'approvisionnement d'un constructeur automobile, elle formera des barrières élevées, ce qui la rendra difficile. remplacé, et le coût de remplacement est également très élevé. Par exemple, il a fallu huit ans à Mobileye, le leader étranger en matière de capteurs de vision, pour entrer sur le marché de la pré-installation grâce à la recherche et au développement.

Selon les calculs, la taille du marché des capteurs de caméra devrait atteindre 15 milliards de yuans en 2019, entrant dans la phase L3. La taille du marché peut atteindre 20,5 milliards de yuans et 31,5 milliards de yuans en 2020 et 2025. un taux de croissance composé de 2016-2025 atteignant environ 17 %.

04 La fusion multi-capteurs est une tendance inévitable

ADAS intègre plusieurs capteurs pour piloter le développement du marché des capteurs. À mesure que la proportion de voitures intelligentes augmentera à l’avenir, le marché des ADAS accélérera sa croissance. Selon une étude du département de recherche sur les investissements mondiaux de Goldman Sachs, le taux d'utilisation mondial actuel des ADAS n'est généralement pas élevé, avec seulement 8 à 12 % en Europe, aux États-Unis et au Japon. Selon les calculs du Gasgoo Automotive Research Institute, l'ADAS de mon pays est d'environ 2 à 5 % à en juger par le cycle de vie, l'ADAS a réalisé un saut entre la période d'introduction et la période de croissance ; D'une manière générale, sous la vague de la conduite intelligente et de la conduite sans conducteur, le niveau d'électronique et d'intelligence automobile s'améliore constamment, et l'ADAS a une grande marge de croissance. La perception environnementale est le fondement matériel de l'ADAS, et l'application de capteurs est indispensable. L'augmentation de l'utilisation de l'ADAS entraînera une augmentation substantielle de la demande de capteurs montés sur véhicule, et la taille du marché des capteurs continuera à s'étendre à l'avenir.

ADAS intègre plusieurs capteurs

Les capteurs de détection d'environnement sont les yeux de la voiture, et le radar à ondes millimétriques présente des avantages complets exceptionnels. Dans le contexte de l'ère intelligente, la perception de l'environnement est particulièrement importante. Différents capteurs ont des principes et des fonctions différents. Ils présentent leurs avantages respectifs dans différents scénarios et sont difficiles à remplacer. Le radar à ondes millimétriques présente des avantages complets exceptionnels et devrait devenir le capteur principal des systèmes ADAS.

Comparaison des avantages et des inconvénients de divers capteurs

Les avantages complets du radar à ondes millimétriques sont exceptionnels

Un seul capteur a des caractéristiques exceptionnelles et ne peut pas former une couverture complète des informations. La fusion multi-capteurs est une tendance inévitable dans le développement futur. Il fournit également les réserves techniques nécessaires à la réalisation de solutions de conduite autonome de niveau 3 à niveau 5. Il existe actuellement deux principales voies techniques pour la perception de l'environnement de conduite autonome : l'une est une solution de fusion multi-capteurs basée sur la vision représentée par Tesla, et l'autre est dirigée par un lidar à faible coût, avec des représentants typiques tels que Google Waymo. Les grands constructeurs automobiles étrangers tels que Tesla, Audi, General Motors, etc. ont publié leurs plans multi-capteurs pour les voitures autonomes. La fusion multi-capteurs est cruciale pour assurer le positionnement global du véhicule et la compréhension de son environnement.

En général, les capteurs utilisés dans les ADAS comprennent principalement des caméras, des radars, des lasers et des ultrasons, qui peuvent détecter la lumière, la chaleur, la pression ou d'autres variables utilisées pour surveiller l'état de la voiture. Ils sont généralement situés sur le véhicule. pare-chocs avant et arrière du véhicule, rétroviseur latéral, à l'intérieur de la colonne de direction ou sur le pare-brise. Lorsque chaque type de sous-système de l'ADAS fonctionne, il est indissociable de la collecte, du traitement et du jugement des informations. Une fois le jugement terminé, le système donne des instructions à la carrosserie pour que la voiture effectue différentes actions et autres étapes. Dans un tel processus, les capteurs tels que les radars et les caméras, ainsi que les processeurs tels que les MCU ou les circuits intégrés de traitement d'images, sont devenus les composants les plus importants utilisés. Sur la route vers la conduite autonome de niveau L5, la maturité et la perfection du système ADAS constituent la garantie de base.

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