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無人駕駛汽車的核心是什么

2019-06-25
關鍵詞: 激光 毫米波

  第一個核心:攝像頭:基礎的傳感器部件。根據安裝位置,車載攝像頭分為前視、后視和側視。根據鏡頭個數,可分為單目、雙目和多目攝像頭。單目攝像頭解決方案已相對成熟,目前廣泛搭載于各類汽車上。多目攝像頭因為其計算量巨大,對芯片的數據處理能力要求很高,成本仍相對較高,在部分豪華車型上使用。

  從車載攝像頭的技術上來看,目前國內和國外在 CMOS 圖像傳感器和模組組裝方面仍有較大的技術差距,國內在鏡頭領域則具有一定優勢。目前車載攝像頭Mobileye 是行業領先者,國內德賽西威、華域汽車、保隆科技等積極布局,另外創業公司包括 MINIEYE、地平線等也在布局。隨著國內公司的積極布局并實現量產,與國外的差距逐步縮小。

  從結構上來看,車載攝像頭的主要組成包括鏡頭、CMOS 圖像傳感器、DSP 數字處理芯片等,整體部件通過模組組裝而成。

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  第二個核心:毫米波雷達:現階段核心的傳感器。從毫米波雷達的頻段分布上來看,主要分布在 24GHz 和 77GHz 兩個頻段,預計 77GHz 將主導毫米波雷達市場。在核心部件技術上,天線 PCB 板、MMIC 芯片領域主要由國外企業掌握。國外主要毫米波雷達供應商的產品技術性能好,全面覆蓋了 24GHz 和77GHz 等多個頻段,如博世、大陸等。目前國內量產的毫米雷達波產品主要仍為 24GHz 產品,量產公司主要包括德賽西威和華域汽車等,77GHz 毫米雷達波產品處于在研和即將量產階段。

  毫米波雷達主要由天線、射頻組件、信號處理模塊以及控制電路等部分構成,其中天線和射頻組件是最核心的硬件部分。 射頻組件負責毫米波信號調制、發射、接收以及回波信號的解調等,為滿足車載雷達小體積、低成本等要求,目前最主流的方案就是將射頻組件集成化,即單片微波集成電路(MMIC)。MMIC 通過半導體工藝在砷化鎵(GaAs)、鍺硅(SiGe)或硅(Si)芯片上集成了包括低噪聲放大器(LNA)、功率放大器、混頻器、上變頻器、檢波器等多個功能電路。通過 MMIC 芯片,射頻組件具有了集成度高、成本低等特點,大幅簡化了毫米波雷達的結構。

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  第三塊核心:激光雷達,成本較高,預計固態激光雷達將成為主流。目前激光雷達在芯片中的發射器和探測器等核心部件都相對薄弱,在激光雷達產品方面,目前全球僅有法雷奧等少數廠商實現了量產。隨著國內汽車的快速發展,預計國產的量產激光雷達未來也將推出。激光雷達與毫米波雷達原理類似,通過向外發射并接收的波束的方式來探測計算目標物體的位置和速度等信息,所不同的是,激光雷達使用的是激光,而毫米波雷達使用的是毫米波。激光雷達使用飛行時間(ToF,Time of Flight)技術,在發射激光脈沖之后,使用時間分辨探測器計算激光脈沖遇到目標物體后的折返時間來進行測距。激光的波長相較于毫米波更小,因此激光雷達可以準確測量目標物體輪廓和雷達之間的距離,這些輪廓距離可以組成點云并繪制出 3D 環境地圖,精度可以達到厘米級,極大地提高了測量精度。


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