자율주행 센서의 장점, 단점 및 응용 분석

ADAS(Advanced Driver Assistant System)라고도 불리는 ADAS는 자동차에 장착된 다양한 센서를 이용해 차량 내부와 외부의 환경 데이터를 최초로 수집해 정적, 동적 물체를 식별하는 기술입니다. 이를 통해 운전자는 가능한 한 빨리 위험을 감지하여 주의를 끌고 안전을 향상시킬 수 있습니다.

자동차용 센서

자동차용 센서 장비는 다양한 목적을 가지고 있으며, 자전거 정보화 수준을 향상시키는 전통적인 미세전자기계 센서(MEMS)와 무인운전을 지원하는 스마트 센서로 구분할 수 있습니다. 두 가지 주요 카테고리. MEMS는 다양한 자동차 시스템의 제어 과정에서 정보 피드백을 제공하여 자동 제어를 구현합니다. 스마트 센서는 외부 세계로부터 직접 정보를 수집하며 자율주행차의 '눈' 역할을 합니다.

01 자동차 지능의 기초 - 센서

센서는 자동차 전자 제어 시스템의 정보 소스이자 자동차 전자 제어 시스템의 기본 핵심 구성 요소입니다. 센서는 일반적으로 감응소자, 변환소자, 변환회로로 구성됩니다. 감응소자는 측정된 값을 직접 감지하거나 반응할 수 있는 센서 부분을 말합니다. 변환소자는 위의 비전기적 양을 전기적으로 변환합니다. 매개변수 변환 회로의 기능은 변환 요소를 전기 매개변수로 변환하는 것입니다. 출력된 전기 신호는 처리, 표시, 기록 및 제어에 편리한 부분으로 변환됩니다. 현재 자동차 센서 장비의 다양한 목적에 따라 자전거의 정보화 수준을 향상시키는 전통적인 미세 전자 기계 센서와 무인 운전을 지원하는 스마트 센서의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

자동차 센서의 구성

전통적인 센서: 각 시스템 제어 프로세스는 센서에 의존하여 정보를 피드백하고 자동 제어 작업을 실현합니다. 전통적인 자동차 센서는 기능에 따라 압력 센서, 위치 센서, 온도 센서, 가속도 센서, 각속도 센서, 유량 센서, 가스 농도 센서, 액체 레벨 센서 등 8가지 범주로 나눌 수 있습니다. 자동차 센서는 주로 파워트레인 시스템, 차체 제어 시스템, 섀시 시스템에 사용됩니다. 자동차 센서는 이러한 시스템에서 정보를 수집하고 전송하는 역할을 담당합니다. 수집된 정보는 전자 제어 장치에 의해 처리된 다음 전자 제어를 완료하기 위해 액추에이터에 대한 명령으로 구성됩니다.

전통적인 센서 분류

스마트 센서: 스마트 센서는 무인 차량의 "눈"입니다. 자동차는 환경을 인지하고 계획하고 의사결정을 할 수 있으며 궁극적으로 목적지에 안전하게 도달할 수 있는 안전한 네트워크형 자율주행 로봇으로 빠르게 진화하고 있습니다. 현재 환경 감지에 사용되는 주류 센서 제품에는 주로 LiDAR, 밀리미터파 레이더, 초음파 레이더 및 카메라가 포함됩니다.

지능형 센서 분류

02 MEMS 센서: 자동차용 마이크로 센서

MEMS 센서는 반도체 제조 기술을 기반으로 개발되어 마이크로 전자 공학 및 마이크로 가공 기술을 사용하여 제조됩니다. 새로운 센서 나오고 있습니다. MEMS 센서는 전자 안정성 프로그램(ESP), 잠김 방지 제동(ABS), 전자 제어 서스펜션(ECS), 타이어 공기압 모니터링(TPMS) 및 기타 시스템에 널리 사용됩니다. 그 중 압력 센서, 가속도계, 자이로스코프 및 유량 센서는 자동차 MEMS 시스템의 99%를 차지하는 자동차에 가장 일반적으로 사용되는 MEMS 센서입니다.

MEMS가 널리 사용됩니다

MEMS 센서 값이 상대적으로 집중되어 있습니다

MEMS는 확실한 장점을 갖고 있으며 구축에 이상적인 선택입니다. 미래 사물 인터넷의 인식 계층은 센서의 주요 선택 중 하나이며 그 장점은 주로 1) 소형화, 2) 실리콘 기반 처리 기술, 3) 대량 생산 및 4) 통합에 반영됩니다.

1) 소형화: MEMS 장치는 크기가 작고 단일 치수가 밀리미터 또는 마이크론 단위로 측정되며 무게가 가볍고 에너지 소비가 적습니다. MEMS의 표면 대 부피 비율(표면적 대 부피)이 높을수록 표면 센서의 감도가 높아질 수 있습니다.

2) 대량 생산: 5mm5mm 크기의 MEMS 센서 하나를 예로 들면, 실리콘 미세 가공 기술을 사용하면 8인치 실리콘 웨이퍼에 약 1,000개의 MEMS 칩을 동시에 절단할 수 있습니다. 단일 MEMS의 생산 비용.

3) 통합: 일반적으로 단일 MEMS는 기계 센서를 패키징할 뿐만 아니라 ASIC 칩을 통합하여 MEMS 칩을 제어하고 아날로그 양을 디지털 출력으로 변환하는 경우가 많습니다.

MEMS와 ASIC 칩 일체형 패키징

MEMS는 대량 생산이 가능하여 제조 비용 절감

대규모 독점 해외 제조사 MEMS 센서 시장은 시장 집중도가 매우 높은 시장이다. HIS Automotive의 통계에 따르면, 글로벌 3대 MEMS 공급업체(Bosch, Sensata, NXP)는 2017년 시장 점유율 57%를 차지했으며, 2017년에는 Bosch가 33.62%의 시장 점유율로 1위를 차지했습니다. 센사타시티 시장점유율은 12.34%, NXP의 시장점유율은 11.91%에 달했다. Denso(8.94%), Analog Devices(8.51%), Panasonic(7.45%), Infineon(7.23%) 등 제조업체도 일정 점유율을 차지하고 있습니다.

해외 메이저 제조사들은 폭넓은 제품군과 앞선 기술력, 수많은 고객을 보유하고 있어 높은 진입장벽을 형성하고 있습니다. MEMS 센서 개발의 어려움과 제조 공정의 복잡성은 업계 장벽이 형성되는 주요 원인입니다. 인벤센스, 인피니언 등 해외 제조사는 2~3개 제품군을 보유하고 있고, 보쉬, 덴소, ST마이크로일렉트로닉스 등 MEMS 제품군은 4개 이상의 제품군을 보유하고 있다. 이에 비해 소규모 공급업체는 단기간에 대량생산과 제조를 달성하기 어렵기 때문에 상위 대형 공급업체의 시장점유율은 상대적으로 안정적이고 시장집중도도 높다.

MEMS 센서의 조립량과 가치는 조립되는 모델의 가격에 정비례합니다. 현재 일반 자동차에는 24개의 MEMS 센서가 탑재되어 있으며, 고급 자동차에는 약 25~40개의 MEMS 센서가 사용됩니다. 예를 들어 BMW의 고급 모델은 엔진에만 20~40개의 센서를 사용할 수 있는 반면, 보급형 모델은 5개 정도만 사용할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 MEMS 센서가 장착된 자전거의 가격은 2,000~20,000위안입니다. 합작 자동차의 가격은 일반적으로 4,000위안 이상인 반면, 독립 브랜드의 가격은 약 2,000위안, 고급 모델의 가격은 약 10,000~20,000위안입니다. MEMS 센서 시장 규모는 2019년까지 420억 1300만 위안에 이를 것으로 예상되며, 지능화와 전기화의 발전으로 인해 2020년과 2021년 시장 규모는 각각 446억 2100만 위안과 472억 2700만 위안에 이를 것으로 예상됩니다. 2015년부터 2021년까지 복합 성장률 2021년은 6.5%이다.

03 스마트 센서: 자율주행 코어

밀리미터파 레이더: ADAS 시스템 코어 센서

밀리미터파 레이더는 파장 1~10nm, 주파수 1개의 밀리미터파를 사용하는 것을 말합니다. 30GHZ-300GHZ의 에코의 시간차를 측정하여 거리를 계산합니다. 밀리미터파 레이더는 군사 분야에서 처음 사용되었으며, 기술의 발전에 따라 점차 자동차 분야에서도 활용되고 있습니다.

밀리미터파 레이더의 장점은 주로 다음 세 가지 측면에 있습니다. 1) 안정적인 감지 성능, 장거리 및 우수한 환경 적용 가능성. 2) 초음파 레이더에 비해 크기가 작고, 무게가 가벼우며, 공간 분해능이 높은 특징을 가지고 있습니다. 3) 밀리미터파 레이더는 광센서에 비해 안개, 연기, 먼지 등을 투과하는 능력이 강해 전천후, 전천후 운용이 가능한 특성을 갖고 있다. 하지만 비용이 많이 들고 보행자 식별이 어렵다는 단점도 있다.

밀리미터파 레이더의 장점과 단점

77GHz는 성능과 크기 면에서 더 많은 장점을 가지고 있습니다. 현재 차량 레이더의 주파수는 주로 24GHZ 주파수 대역과 77GHZ 주파수 대역으로 구분됩니다. 24GHz 밀리미터파 레이더에 비해 77GHz는 거리 분해능이 더 높고 크기는 1/3 더 작습니다. 2018년 중국 신차 평가 프로그램(C-NCAP)은 자동 긴급 제동 시스템(AEBS)을 채점 시스템에 포함시켰으며, 이는 77GHz 밀리미터파 레이더에 대한 향후 시장 수요를 견인할 것입니다. 장기적으로 77GHz 밀리미터파 레이더는 더 작고 감지 범위가 길어 24GHz 밀리미터파 레이더보다 더 큰 시장 공간을 갖게 됩니다.

밀리미터파 레이더 24GHz와 77GHz 비교

24GHz와 77GHz 밀리미터파 레이더는 모두 ADAS의 장거리 및 단거리 탐지에 적합합니다. 밀리미터파 레이더는 하드웨어가 작고 악천후에 영향을 받지 않기 때문에 ADAS 시스템에 널리 사용됩니다. 24GHz는 현재 자동차의 사각지대 모니터링과 차선변경 지원 등에 널리 사용되고 있다. 레이더는 차량 후방 범퍼에 설치돼 차량 뒤 양측 차선에 차량이 있는지, 차선 변경이 가능한지 등을 감시하는 데 사용된다. 77GHz 레이더는 24GHz 레이더에 비해 감지 정확도와 거리가 우수하다. 주로 차량 앞 범퍼에 장착해 전방 차량의 거리와 속도를 감지하는 데 주로 사용된다. 및 기타 활성 기능. 다양한 ADAS 기능을 완벽하게 구현하려면 일반적으로 5mm파 레이더(장거리 1개 + 중·단거리 4개)가 필요하며, 아우디 A8에는 5mm파 레이더(1LRR + 4MRR)가 탑재되고, 메르세데스-벤츠 S클래스에는 6mm파 레이더가 탑재된다. 파도 레이더(1LRR + 6SRR). 현재 77GHz 밀리미터파 레이더 시스템의 단가는 약 1,000위안이고, 24GHz 밀리미터파 레이더의 단가는 약 500위안이다.

ADAS 시스템에 밀리미터파 레이더 적용

밀리미터파 레이더의 핵심 기술은 외국 기업이 독점하고 있으며 집중력이 높습니다. 세계 밀리미터파 레이더 시장은 독일, 미국, 일본 등이 강세를 보이고 있다. 현재 밀리미터파 레이더 기술은 주로 Continental, Bosch, Denso, Autoliv, Denso 및 Delphi와 같은 전통적인 부품 거대 기업이 독점하고 있으며, 그중 77GHz 밀리미터파 레이더 기술은 Bosch, Continental, Delphi, Denso, TRW, Fujitsuten 및 Hitachi와 같은 회사의 손에 있습니다. 2016년 Bosch와 Continental은 모두 글로벌 밀리미터파 레이더 시장 점유율 17%로 공동 1위를 차지했습니다. Denso와 Hella는 시장 점유율 11%, ZF가 8%, Delphi가 6%로 공동 2위를 차지했습니다. , 오스트리아 Toliv는 4%를 보유하고 있습니다. 상위 7개 거대 공급업체가 시장의 73%를 차지합니다.

밀리미터파 레이더 해외 주요 공급업체 및 제품

국내 밀리미터파 레이더는 수입에 의존하고 있어 외국 기술의 차단을 받고 있는 24GHz 밀리미터파 레이더가 주류를 이루고 있습니다. 현재 중국 시장의 고급 자동차에 조립되는 밀리미터파 레이더 센서는 모두 외국 수입품에 의존하고 있으며, 가격이 비싸고 독립적인 통제가 이루어지고 있습니다. 임박하다. 국내 독립 차량 탑재 밀리미터파 레이더 제품은 일반적으로 아직 개발 단계에 있습니다. 연구개발 비용과 77GHz 개발 기술의 한계 등을 고려해 국내 제조사들은 현재 밀리미터파 레이더 연구개발을 위해 24GHz에 주력하고 있다. 국내 시장에서는 24GHz 밀리미터파 레이더의 제품 시스템이 상대적으로 성숙하고 공급망도 상대적으로 안정적입니다. Infineon, Freescale 등의 칩 공급업체에서 24GHz 코어 칩을 얻을 수 있습니다. Memes Consulting의 조사에 따르면, 중국 자동차에 사전 설치된 밀리미터파 레이더의 수는 2016년 기준 105만 개에 이르렀으며, 그 중 24GHz 레이더가 63.8%, 77GHz 레이더가 36.2%를 차지했습니다.

추정에 따르면 밀리미터파 레이더 시장 규모는 2019년, 2020년, 2025년에 4억 7천만 위안, 36억 위안, 80억 위안에 이를 수 있습니다. 2017년부터 2025년까지 복합 성장률은 약 58%이다.

Lidar: L3-L5 자율주행의 핵심

Lidar는 레이저 빔을 방출 및 수신하여 레이저가 대상 물체를 만나면 레이저를 분석하는 종합적인 빛 감지 및 측정 시스템입니다. 다음 반환 시간에 대상 개체와 자동차 사이의 상대 거리가 계산됩니다. 현재는 8라인, 16라인, 32라인 라이다가 널리 사용되고 있다. LiDAR 와이어 빔이 많을수록 측정 정확도가 높아지고 안전성이 높아집니다. Lidar는 새로운 것이 아니며 오랫동안 항공우주, 측량, 매핑 및 기타 분야에서 사용되어 왔습니다. 자동차 지능의 발달과 함께 LiDAR는 L3 수준의 자율주행에 사용되기 시작했으며 고정밀 실시간 3D 환경 모델링 특성으로 인해 L3~L5 단계에서 가장 중요한 센서가 될 것입니다.

Lidar 작동 원리

Velodyne HDL-64E Lidar 3D 이미징

Lidar Solid-State는 미래 트렌드이며 존재하는 장점 소형화 및 저렴한 비용. 업계에서 라이더 비용을 절감하는 방법은 크게 두 가지가 있습니다. 1) 기계적인 회전 구조를 없애고 솔리드 스테이트 기술을 사용하여 라이더 비용을 근본적으로 절감합니다. 고체 LiDAR는 크기가 더 작고 통합이 용이하며 시스템 신뢰성이 향상되었습니다. 따라서 LiDAR는 고체 상태 개발 추세를 보이고 있습니다. 2) LiDAR 라인 수를 줄이고 여러 개의 로우 라인 번호 LIDAR를 조합하여 사용합니다. 기계식 회전부터 하이브리드 솔리드 스테이트, 순수 솔리드 스테이트 LiDAR까지, 대량 생산 규모의 확대와 기술 반복 및 업데이트로 인해 비용은 계속 감소하고 있으며 LiDAR도 소형화, 저전력 소비 및 통합을 향해 끊임없이 발전하고 있습니다.

LiDAR의 핵심 기술은 주로 Velodyne, Ibeo, Quanergy 세 회사가 관리하고 있습니다. 미국 벨로다인의 기계식 라이더는 일찍부터 시작돼 기술적으로 발전했다. 최근 128라인 프로토타입 제품 VLS-128을 출시했으며, 구글, 제너럴모터스, 포드, 우버, 바이두 등 글로벌 자율주행 선두업체들과도 협력 관계를 구축했다. , 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 자동차 LiDAR는 시장 점유율의 대부분을 차지하고 있습니다.

Google, Baidu, Ford, Audi, BMW 및 기타 회사는 LiDAR 감지 솔루션을 연속적으로 채택했습니다. BMW는 라이더 스타트업인 이노비즈(Innoviz)와 협력해 2021년 출시 예정인 자율주행차를 개발한다고 발표했다. 각 회사 공식 홈페이지에 나와 있는 라이다 제품 가격에 따르면 자전거 라이다 센서의 가치는 3만 달러에서 8만 달러에 이른다.

Lidar는 단기적으로 자동차 분야에서 널리 사용되지는 않을 것입니다. 자율 주행의 가속화된 개발로 인해 LiDAR 산업에 대한 좋은 응용 전망이 창출되었지만 LiDAR 개발의 많은 문제점으로 인해 자율 주행 차량에 적용이 제한됩니다. 세 가지 주요 제한 요소가 있습니다. 1) 높은 비용. 라이다 선두업체인 벨로다인의 16라인 제품은 8000달러, 32라인 제품은 4만달러, 64라인 제품은 약 8만달러 수준이다.

높은 제품 가격도 자율주행차에 라이더를 적용하는 데 걸림돌이 됩니다. 2) 대량생산이 어렵고 납기주기가 길다. Velodyne64 라인 제품의 생산 주기는 4~8주가 소요되며, 32라인 및 16라인 제품도 레이저 레이더 송수신 신호의 정확성을 보장하기 위해 복잡한 조립 및 조정 과정이 소요됩니다. 배송 주기가 길어집니다. 3) 관련 차량 규정이 부족합니다. 현재 자율주행은 아직 실행되지 않은 미래지향적인 개념일 뿐이며, 정책과 규정에 상응하는 필수 요구사항도 없기 때문에 자율주행 분야에서 LiDAR의 인기가 어느 정도 제한됩니다. .

초음파 레이더: 자동 주차 시스템의 주류 센서

초음파 레이더의 작동 원리는 초음파 발신 장치를 통해 초음파를 내보내고, 초음파가 수신되면 수신기에서는 시차를 이용하여 거리를 측정합니다. 자율주행에서 초음파 레이더의 기본 적용 분야는 주차 보조 경고, 사각지대 충돌 경고 기능이다. 초음파 레이더는 가격이 저렴하고 단거리 측정에 장점이 있으며 감지 범위가 0.1~3m이고 정확도가 높아 주차에 매우 적합합니다. 그러나 측정 거리가 제한되어 있어 악천후의 영향을 받기 쉽습니다.

초음파 레이더의 작동 원리

자동 주차의 인기로 인해 초음파 레이더에 대한 수요가 증가했습니다. 초음파 레이더는 일반적으로 차량의 범퍼나 측면에 설치되는데, 전자를 UPA라고 부르는데, 이는 일반적으로 차량의 앞뒤에 있는 장애물을 측정하는 데 사용되며, 후자는 APA라고 하며 측면 장애물을 측정하는 데 사용됩니다. . APA 초음파 센서는 자동 주차 보조 시스템의 핵심 부품으로 감지 범위가 길고 주차 공간의 너비를 감지하고 주차 공간 크기 및 차량 위치 정보를 얻는 데 사용할 수 있습니다. 초음파 레이더는 주로 자동 주차 시스템의 후진 레이더 및 근거리 장애물 모니터링에 사용됩니다. 후진 레이더는 고급 모델에서 중저가 모델로 옮겨갔고, 사전 설치 비율은 약 80% 수준이다. 후진 레이더 시스템에는 일반적으로 4개의 UPA 초음파 레이더가 필요하며, 자동 주차 레이더 시스템에는 6~12개의 초음파 레이더가 필요합니다. 일반적인 구성은 8UPA+4 APA입니다. 자동차에 초음파 레이더 적용 초음파 레이더 기술 솔루션에는 고유한 장점과 단점이 있습니다. 아날로그 레이더가 시장을 지배합니다. 초음파 레이더의 기술 솔루션에는 일반적으로 아날로그, 4선 디지털, 2선 디지털, 3선 능동 디지털의 네 가지 유형이 포함되며 신호 간섭 처리 효과가 연속적으로 향상됩니다. 네 가지 기술 솔루션은 기술 난이도, 조립 및 가격 측면에서 고유한 장점과 단점을 가지고 있습니다. 현재 시장에서는 '아날로그' 기술 경로가 대부분 사용되고 있으며, 제품 가격이 저렴하다는 장점이 있지만 외부 환경의 간섭을 받기 쉽습니다. 미래의 지능화 추세에 따라 "디지털" 기술 경로가 더욱 대중화될 것입니다. "디지털" 기술 경로에서 신호 디지털화는 레이더의 간섭 방지 능력을 크게 향상시킬 수 있지만 비용이 많이 들고 기술이 어렵습니다. 이 단계에서는 대부분의 기술이 4선 접근 방식만 채택할 수 있습니다.

초음파 레이더에 대한 4가지 기술 경로 계획

초음파 레이더 시장은 주로 Bosch, Murata, Nicera 등이 점유하고 있습니다. 국내 Audiway와 Tongda Electronics는 경쟁력이 높습니다. Audiway는 중국 최고의 초음파 센서 제조업체입니다. 2016년 Audiway의 차량 탑재 초음파 센서는 2,627만 대를 판매했습니다. 전세계적으로 Audiway의 차량 탑재 초음파 센서 시장 규모는 약 2억 7,400만 대입니다. 승용차 시장점유율 9%. Audiway의 최대 고객은 Taiwan Tongcheng Electronics입니다. 대만 Tongcheng Electronics의 핵심 제품은 반전 레이더이며, 2016년 시장 점유율은 아시아 1위를 차지했습니다.

초음파 시장은 단기 및 중기적으로 지속적으로 개선될 것으로 예상되며, 장기적으로는 다른 레이더 센서로 대체될 수도 있습니다. 현재 후방 초음파 레이더 설치율은 45.2%로 가장 높으며, '전방+후방 레이더' 설치율은 28.3%, 미탑재 비율은 26.5%이다. 자율주행이 발전하면서 '전방+후방' 레이더가 표준 장비가 될 전망이다. 따라서 단기적으로는 초음파 레이더의 시장점유율이 지속적으로 높아질 것으로 예상되지만, 장기적으로는 향후 고급 자율주행 모델에서는 초음파 레이더의 일부 또는 전부가 초음파 레이더로 대체될 것으로 예상된다. 더 나은 포괄적인 성능을 갖춘 밀리미터파 레이더, 라이더 등.

추정에 따르면 초음파 레이더 시장 규모는 2019년, 2020년, 2025년 각각 42억 위안, 87억 위안, 192억 위안에 이를 것으로 예상됩니다. 2016년부터 2025년까지 복합성장률은 약 38%에 이를 것으로 예상된다.

카메라: ADAS 시스템의 주요 시각 센서

차량 탑재 카메라는 ADAS 시스템의 주요 시각 센서이며 가장 성숙한 차량 탑재 센서 중 하나입니다. 렌즈를 통해 이미지가 수집된 후 카메라의 감광 부품 회로와 제어 부품이 이미지를 처리하고 컴퓨터가 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환함으로써 차량 주변의 도로 상황에 대한 인식을 실현합니다. 카메라는 주로 360 파노라마 이미지, 전방 충돌 경고, 차선 이탈 경고, 보행자 감지 등 ADAS 기능에 사용됩니다.

도로에서 보행자를 감지하는 카메라

파노라마 주차 시스템에 카메라 적용

카메라 6대 이상 장착 머리. 다양한 ADAS 기능의 필요에 따라 카메라 설치 위치도 다릅니다. 크게 정면도, 후면도, 측면도, 내장형으로 구분됩니다. 자율주행을 구현하려면 ADAS 기능을 모두 갖추려면 6개 이상의 카메라를 장착해야 한다. 전방카메라에는 복잡한 알고리즘과 칩이 필요하며, 후방카메라 단가는 약 1,500위안이다. 사이드 뷰 및 내장 카메라는 약 200 위안입니다. ADAS의 인기 있는 적용은 차량 카메라 센서에 거대한 시장 공간을 가져왔습니다.

카메라 설치 위치 및 특징

단기적으로는 단안 카메라가 주류 기술 루트가 될 것입니다. 전방 카메라 ADAS 시스템은 단안 카메라와 쌍안 카메라의 두 가지 기술 경로로 나눌 수 있습니다. 단안 카메라에 비해 쌍안 카메라는 측정 성능이 더 강력하고 정확하지만 가격이 상대적으로 높기 때문에 고급 자동차에 설치되는 경우가 많습니다. 양안 카메라 솔루션은 비용, 제조 공정, 신뢰성, 정확성 등의 포괄적인 요소로 인해 시장에서 홍보하기가 어렵습니다. 그러나 단안 카메라의 솔루션은 다른 센서와 결합되어 저렴하고 안정적입니다. , L1, L2 및 일부 L3 시나리오의 요구 사항을 완전히 충족할 수 있습니다. 따라서 현재 시장 환경에서는 단안 카메라 솔루션이 여전히 주류가 될 것입니다.

카메라는 주로 레이더 보조 센서로 사용됩니다. 카메라는 해상도가 높고 물체의 질감과 색상을 감지할 수 있지만 역광이나 복잡한 빛과 그림자 조건에서는 시각적 효과가 좋지 않으며 악천후의 영향을 받기 쉽습니다. LiDAR 및 밀리미터파 레이더를 보완하는 교통 표지 인식 분야와 같은 몇 가지 작업을 주로 담당합니다.

카메라 산업 체인은 크게 업스트림 부품 생산, 미드스트림 모듈 패키징 및 통합, 다운스트림 제품 적용의 세 부분으로 나눌 수 있습니다. 1) 업스트림 부품에는 주로 CMOS 센서, 렌즈 세트, DSP 등이 포함됩니다. 업스트림 시장에서는 CMOS 센서와 DSP가 주로 Sony, Samsung, TI, ON Semiconductor 등 외국 기업이 생산에 있어 우위를 점하고 있습니다. 2) 미드스트림 패키징 통합에는 모듈 패키징과 시스템 통합이 포함된다. 모듈 패키징 및 통합 프로세스는 복잡하며 시장은 외국 기업이 독점하고 있습니다. 주요 제조업체로는 Panasonic, Sony, Valeo 및 기타 기업이 있습니다. 3) 다운스트림 제품은 자동차 제조사 및 4S 매장에서 사용됩니다.

자동차 카메라 산업은 높은 생산 공정 요구 사항과 긴 인증 주기를 가지고 있습니다. 휴대폰 카메라에 비해 차량 탑재 카메라는 더 가혹한 작업 조건에 직면하며 고온 저항, 내진성, 항자성, 안정성과 같은 많은 요구 사항을 충족해야 합니다. 특히 ADAS 시스템에 사용되는 전방 카메라는 주행 안전 측면에서 매우 높은 신뢰성 요구 사항을 충족해야 하므로 차량용 카메라의 제조 공정은 매우 까다롭습니다. 기업이 자동차 제조업체의 1차 공급업체가 되기 전에 여러 가지 엄격한 테스트를 거쳐야 하며, 일단 자동차 제조업체의 공급 시스템에 진입하면 높은 장벽이 형성되어 진입하기가 어렵습니다. 교체하고 교체 비용도 매우 높습니다. 예를 들어, 외국의 대표적인 비전 센서 기업인 모빌아이(Mobileye)는 R&D부터 사전 설치 시장에 진입하는 데 8년이 걸렸습니다.

계산에 따르면, 카메라 센서 시장 규모는 2019년에 150억 위안에 도달하여 L3 단계에 진입할 것으로 예상되며, 2020년과 2025년에는 시장 규모가 205억 위안에 도달할 수 있습니다. 2016~2025년 복합 성장률은 약 17%에 달합니다.

04 멀티 센서 융합은 피할 수 없는 추세입니다

ADAS는 여러 센서를 통합하여 센서 시장의 발전을 주도합니다. 앞으로 스마트카의 비중이 높아지면서 ADAS 시장도 성장을 가속화할 전망이다. 골드만삭스 글로벌투자연구소 조사에 따르면 현재 글로벌 ADAS 활용률은 유럽, 미국, 일본의 경우 8~12%에 불과할 정도로 전반적으로 높지 않은 것으로 나타났다. 가스구자동차연구소의 계산에 따르면 우리나라의 ADAS는 수명주기로 볼 때 약 2~5% 수준이며, ADAS는 도입기에서 성장기로의 도약을 달성했습니다. 전반적으로 스마트 운전과 무인 운전의 물결 속에서 자동차의 전자 장치와 지능 수준은 지속적으로 향상되고 있으며 ADAS는 성장할 여지가 많습니다. 환경 인식은 ADAS의 하드웨어 기반이며, 센서의 적용은 필수적입니다. ADAS 사용의 증가는 차량 탑재 센서에 대한 수요를 크게 증가시킬 것이며, 앞으로 센서의 시장 규모는 더욱 확대될 것입니다.

ADAS는 여러 센서를 통합합니다

환경 감지 센서는 자동차의 눈이며, 밀리미터파 레이더는 뛰어난 종합적 이점을 가지고 있습니다. 지능형 시대의 맥락에서 환경 인식은 특히 중요합니다. 서로 다른 센서는 서로 다른 시나리오에서 각자의 장점을 발휘하며 서로를 대체하기가 어렵습니다. 밀리미터파 레이더는 뛰어난 종합적 장점을 갖고 있으며 ADAS 시스템의 주요 센서가 될 것으로 예상됩니다.

다양한 센서의 장단점 비교

밀리미터파 레이더의 종합적인 장점이 돋보입니다

단일 센서는 뛰어난 특성을 가지며 완전한 정보 범위를 형성할 수 없습니다. 다중 센서 융합은 향후 개발에서 피할 수 없는 추세입니다. 또한 레벨3~레벨5 자율주행 솔루션 구현에 필요한 기술 예비력도 제공한다. 현재 자율주행 환경 인식을 위한 기술 루트는 크게 두 가지가 있다. 하나는 테슬라로 대표되는 비전 주도형 다중 센서 융합 솔루션이고, 다른 하나는 구글 웨이모 등 대표가 대표하는 저가형 라이더가 주도하고 있다. 테슬라, 아우디, 제너럴 모터스(GM) 등 외국 주류 자동차 기업들은 자율주행차에 멀티 센서를 탑재한다는 계획을 발표했다. 다중 센서 융합은 차량의 글로벌 포지셔닝과 주변 환경에 대한 이해를 보장하는 데 중요합니다.

일반적으로 ADAS에 사용되는 센서에는 주로 카메라, 레이더, 레이저 및 초음파가 포함되며, 이는 자동차의 상태를 모니터링하는 데 사용되는 빛, 열, 압력 또는 기타 변수를 감지할 수 있습니다. 차량의 전면 및 후면 범퍼, 사이드 뷰 미러, 스티어링 칼럼 내부 또는 앞 유리. ADAS의 각 유형의 하위 시스템은 작동할 때 정보의 수집, 처리 및 판단과 분리될 수 없습니다. 판단이 완료된 후 시스템은 차체에 명령을 내려 자동차가 다양한 작업 및 기타 단계를 수행하도록 합니다. 이러한 과정에서 레이더, 카메라 등의 센서와 MCU, 영상처리 IC 등의 프로세서가 가장 중요한 부품으로 자리 잡았다. L5 수준의 자율주행을 향한 길에서는 ADAS 시스템의 성숙도와 완성도가 기본적으로 보장됩니다.

위 내용은 자율주행 센서의 장점, 단점 및 응용 분석의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!