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不知何時，自動駕駛技術從電影中跳出來，直接被拉到人們視野中。不過，去年特斯拉卻因為幾起自動駕駛事故，官網不得不把自動駕駛字眼改為輔助駕駛。本期《汽車總動員》討論的不是自動駕駛，而是被稱為自動駕駛汽車「眼睛」的雷達。
目前主流的「眼睛」有四類——公釐波雷達、雷射雷達、超聲波雷達、攝像頭。他們各自都有自己的特點，比如攝像頭的優點就很突出：精度高，距離遠，直觀方便；可是缺點也同樣突出：受到天氣的影響太大。倘若霧霾一來，或是陰雨綿綿，估計就只能兩眼一抹黑了。
然而它們原理和現狀都如何呢？
公釐波雷達
首先我們要明白啥是公釐波，公釐波實質上就是電磁波。公釐波的頻段比較特殊，其頻率高於無線電，低於可見光和紅外線，頻率大致範圍是10ghz—200ghz。這是乙個非常適合車載領域的頻段。目前，比較常見的車載領域的公釐波雷達頻段有三類。
1，24—24.25ghz這，目前大量應用於汽車的盲點監測、變道輔助。雷達安裝在車輛的後保險槓內，用於監測車輛後方兩側的車道是否有車、可否進行變道。這個頻段也有其缺點，首先是頻率比較低，另外就是頻寬（bandwidth）比較窄，只有250mhz。
2，77ghz，這個頻段的頻率比較高，國際上允許的頻寬高達800mhz。據介紹，這個頻段的雷達效能要好於24ghz的雷達，所以主要用來裝配在車輛的前保險槓上，探測與前車的距離以及前車的速度，實現的主要是緊急制動、自動跟車等主動安全領域的功能。
3，79ghz—81ghz，這個頻段最大的特點就是其頻寬非常寬，要比77ghz的高出3倍以上，這也使其具備非常高的解析度，可以達到5cm。
原理：振盪器會產生乙個頻率隨時間逐漸增加的訊號，這個訊號遇到障礙物之後，會**回來，其時延是2倍距離/光速。返回來的波形和發出的波形之間有個頻率差，這個頻率差和時延是呈線性關係的：物體越遠，返回的波收到的時間就越晚，那麼它跟入射波的頻率差值就越大。
將這兩個頻率做乙個減法，就可以得到二者頻率的差頻（差拍頻率），通過判斷差拍頻率的高低就可以判斷障礙物的距離。
根據國內產業機構調查，國內2023年汽車公釐波雷達銷量約為120萬顆，2023年約為180萬顆。主要應用為盲點檢測和後方車輛提醒的中短距雷達（24ghz），每車需要兩顆。
2023年中國汽車銷售量為2459.8萬輛，如果2015-2023年我國的乘用車復合增速為4%，到 2023年乘用車全年銷量將近約為3000萬輛。到2023年，如果中國汽車銷售量中有15%裝配汽車公釐波雷達的話，按每輛車裝配2 個，預計2023年的公釐波雷達需求量近900萬個，未來五年復合增速約為50%。
目前中國市場中高階汽車裝配的公釐波雷達感測器全部依賴進口，市場被美、日、德企業壟斷，**昂貴，自主可控迫在眉睫。國內企業怎麼破局？前不久的ic china 2017上，與非網記者參加了乙個加特蘭77ghz cmos雷達晶元發布會，其產品是是全球首家採用cmos工藝並實現量產的77ghz雷達收發晶元，不由得讓人覺著歐美大廠壟斷的今天，也有國產企業開始發出自己的聲音。
雷射雷達
雷射雷達不是單純的指發射雷射的探測器就是雷射雷達，工作在紅外和可見光波段的，以雷射為工作光束的雷達稱為雷射雷達。而雷射雷達的工作原理是向目標發射探測訊號(雷射束),然後將接收到的從目標反射回來的訊號(目標回波)與發射訊號進行比較,作適當處理後,就可獲得目標的有關資訊,如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等引數。
從本質上說雷射雷達和公釐波雷達都是利用回波成像來構顯被探測物體的，就相當於人類用雙眼探知而蝙蝠是依靠超聲波探知的區別。但雷射雷達會比較容易受到自然光或是熱輻射的影響，在自然光強烈或是輻射區域的時候，雷射雷達將會被消弱很多而且雷射雷達的造價成本高，對工藝水平要求也比較高。而公釐波雷達而言，雖然抗干擾能力較強，但是距離和精確度確實硬傷，而且在行車環境下，處於多重波段並存的環境下對公釐波的影響是極大的。公釐波對於較遠處的探測能力也是極為有限的。
簡單來說，雷射雷達精度更高，但**昂貴。
據國外調研機構的分析**，2023年全球汽車雷射雷達市場規模約為6千2百萬美元，預計2023年全球市場規模將達到2.7億美元左右。2016～2023年將以34%年復合成長率增長。
2023年以來，看好雷射雷達在無人駕駛汽車的應用前景，促使許多公司包括創業公司都試圖挑戰雷射雷達。國外領先公司有velodyne、quanergy、leddartech、continental等，國內有北科天繪、禾賽科技、思嵐科技、華達科捷、速騰聚創等，火爆的無人駕駛市場促使雷射雷達市場競爭加劇。
業內人士普遍預計，汽車雷射雷達市場快速增長將可能在2023年至2023年徹底到來。
超聲波雷達
超聲波發射器向外面某乙個方向發射出超聲波訊號，在發射超聲波時刻的同時開始進行計時，超聲波通過空氣進行傳播，傳播途中遇到障礙物就會立即返射傳播回來，超聲波接收器在收到反射波的時刻就立即停止計時。在空氣中超聲波的傳播速度是340m/s，計時器通過記錄時間t，就可以測算出從發射點到障礙物之間的距離長度（s），即：s＝340t/2。
超聲波的能量消耗較緩慢，在介質中傳播的距離比較遠，穿透性強，測距的方法簡單，成本低。
但是它在速度很高情況下測量距離有一定的侷限性，這是因為超聲波的傳輸速度容易受天氣情況的影響，在不同的天氣情況下，超聲波的傳輸速度不同，而且傳播速度較慢，當汽車高速行駛時，使用超聲波測距無法跟上汽車的車距實時變化，誤差較大。另一方面，超聲波散射角大，方向性較差，在測量較遠距離的目標時，其回波訊號會比較的弱，影響測量精度。但是，在短距離測量中，超聲波測距感測器具有非常大的優勢。
目前來看，寶馬最新的i系列和7系列已經支援使用車鑰匙遙控汽車自動泊車，在操作過程中使用者只需要發出前進或後退兩個指示，汽車就會持續使用超聲波感測器檢測車位和障礙物，自動操作方向盤和制動器，實現自動泊車。大眾第三代超聲波半自動泊車系統，泊車輔助系統通常使用 6-12 個超聲波雷達，車後部的 4 個短距超聲波雷達負責探測倒車時與障礙物之間的距離，一側的長距超聲波雷達負責探測停車位空間。
車載攝像頭
車載攝像頭是adas系統的主要視覺感測器，藉由鏡頭採集影象後，有攝像頭內的感光元件電路及控制項對影象進行處理並轉化為電腦能處理的數碼訊號，從而實現感知車輛周邊的路況情況，實現前向碰撞預警，車道偏移報警和行人檢測等adas功能。
車載攝像頭的大致原理如下：1)影象處理，將轉換為二維資料；2)模式識別，通過影象匹配進行識別，如車輛、行人、車道線、交通標誌等；3)利用物體的運動模式，或雙目定位，估算目標物體與本車的相對距離和相對速度。
硬體方面，車載攝像頭主要由cmos鏡頭(包括lens和光感晶元等)，晶元，其他物料(記憶體，sim卡，外殼)組成，分為單目攝像頭、後視攝像頭、立體攝像頭和環視攝像頭，目前市場上主要是單目攝像頭為主。
軟體方面，以mobileye為例，主要體現在晶元的公升級和處理平台的公升級，工作頻率從122mhz提公升到332mhz，訪問方式的改變使速率提公升一倍，影象由640*480 彩色畫素提公升為2048*2048(input)和4096*2048(output)等。
除了極少數廠商具備垂直一體化的能力，絕大部分廠商都將業務集中於產業中的某個或者某幾個環節。
從市場集中度來看，光學鏡片主要是台灣的廠商在主導，大陸廠商在紅外截止濾光片上有一定優勢，影象感測器主要是歐美和南韓廠商為主，模組環節大陸、南韓、台灣、日本廠商份額居前，國內廠商成長迅速。光學鏡頭行業集中度很高，前五大廠商佔據了60%市場份額，舜宇光學2023年出貨量已佔全球的9.4%，成為全球第二。
單目攝像頭還是未來的主流，伴隨著360度全景停車和環視系統的發展，未來單輛車載攝像頭預期達到6個以上，其中1個前視，1個後視和4個環視。根據mrrse報告，2014-2020全球車載攝像頭的出貨量將會以11.3%年復合率增長，預計到2023年，全球車載攝像頭銷售將達到8300萬只。
未來五年內，雙目攝像頭的產品化，小型化的問題有可能逐漸突破，例如特拉斯的雙目，三目的計畫。
圖形資訊處理的晶元，演算法的進步，演算法主要基於深度學習的角度，晶元的發展主要體現在mobileye的eyeq產品的公升級，期待eyeq5的研發與投入生產。
公釐波雷達 公釐波雷達技術與雷射雷達技術的區別
近年來，公釐波雷達被廣泛應用於高階駕駛輔助系統 adas 中，再度成為了零部件 商們的焦點戰場。adas系統需要多種感測器配合工作，公釐波雷達由於其眾多優勢，成為adas不可或缺的核心感測器，也是自動駕駛和無人駕駛的關鍵感測器。在自動駕駛感測器領域，看上去有些沉寂的公釐波雷達開始變得熱門。雖然公釐波...
公釐波雷達與雷射雷達探秘
雷射雷達是以發射雷射束探測目標的位置 速度等特徵量的雷達系統，計算時是按照光的特性來計算。而公釐波雷達是指工作在公釐波波段探測的雷達。公釐波實質上就是電磁波，利用都卜勒效應計算。公釐波的頻段比較特殊，其頻率高於無線電，低於可見光和紅外線，頻率大致範圍是10ghz 200ghz。從工作原理上來講，雷射...
雷射雷達與公釐波雷達區別講解
說起雷射雷達和公釐波雷達，相信業內人士並不陌生，雷射雷達是以發射雷射束探測目標的位置 速度等特徵量的雷達系統。而公釐波雷達是指工作在公釐波波段探測的雷達。公釐波實質上就是電磁波。公釐波的頻段比較特殊，其頻率高於無線電，低於可見光和紅外線，頻率大致範圍是10ghz 200ghz。這是乙個非常適合車載領...