毫米波雷達產業研究:2019同比增長44.37%,更多場景應用,侵蝕LIDAR和超聲波雷達地盤

汽車毫米波雷達裝配正在加速普及,據《2019-2020 年全球與中國汽車毫米波雷達產業研究報告》數據,2019 年全年中國乘用車市場毫米波雷達安裝量達 517 萬顆,同比增長 44.37%。其中 77GHz 增速顯著,為 69.3%。

毫米波雷達產業研究:2019同比增長44.37%,更多場景應用,侵蝕LIDAR和超聲波雷達地盤

自主品牌毫米波雷達裝配率高於合資品牌。吉利幾何、威馬、北汽 ARCFOX、長安、上汽榮威 / 大通、一汽紅旗、小鵬等自主品牌新上市車型,在宣傳方面均著重強調實現 L2/L2.5/L3 自動駕駛技術,裝配更多的毫米波雷達等傳感器。

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毫米波主要供應商都在力推 77GHz 雷達,博世和大陸公佈的最新一代 77GHz 雷達覆蓋中長短距。主要毫米波雷達芯片供應商新產品同樣集中在 77GHz 芯片上,普遍支持 2GHz 的高調製帶寬,3 個 TX, 4 個 RX,實現更遠探測距離。

英飛凌計劃上市的 RXS816xPL 是一款高度集成的設備,可在單個設備中執行雷達前端的所有功能,從 FMCW 信號調理到生成數字接收數據輸出。滿足了從 AEB 到自動駕駛中的高分辨率雷達等關鍵型應用的 77-79 GHz 雷達的需求。使用支持高達 2GHz 的高調製帶寬,以實現精確的距離測量和 MIMO 的同步發射機操作,能夠探測和識別 300 米範圍內的物體。

德州儀器計劃上市的 77GHz 芯片 AWR2243,是一款集成的單芯片 FMCW 收發器,能夠在 76 至 81 GHz 頻段內工作,該器件以極小的尺寸實現高度集成,並支持 5G 帶寬,同時通過簡單編程模型更改可支持各種傳感器實施(近距離、中距離和遠距離),作為完整的平臺解決方案進行提供,降低開發成本。

毫米波雷達芯片企業還發布了適應更多應用領域的芯片,特別是在在超短距、近距方面。

部分超短距和近距毫米波雷達產品對比

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在毫米波雷達芯片的支持下,毫米波雷達進入了更多應用場景,譬如:座艙和乘員監測場景,自動泊車場景,車路協同和智能交通場景等。

座艙和乘員監測場景

2019 年 11 月,Vayyar 宣佈獲得 1.09 億美元 D 輪投資,該公司累計獲得投資總額已達 1.88 億美元。Vayyar 基於自有芯片的雷達傳感器方案,可以實現車內乘客的位置和分類、乘員的尺寸、生命體徵和姿勢分析,在所有照明和天氣條件下都可以實時監控。法雷奧宣佈將把 Vayyar 的雷達傳感器與產品整合在一起,以監測嬰兒的呼吸,並在緊急情況下觸發警報。博澤與 Vayyar 合作,傳感器實時識別車內情況,與機械和電子系統進行交互,將使側門系統自動開閉功能得以實現,如果傳感器探測到其它車輛或障礙物,側門會在接觸到任何物體之前停止運動。

無論是 L2, L3 還是 L4 自動駕駛,乘員監測都變得越來越重要。自動駕駛車輛內飾變得十分靈活,座椅、屏幕和控制檯均可滑動,滿足工作或放鬆等要求。近距毫米波雷達和視覺傳感器一起實時識別車內情況,與機械和電子系統進行交互,以確保必要的安全保障。

自動泊車場景

2019 年 12 月,縱目科技在廈門發佈了第二代自主泊車產品 AVPGen.2。AVP Gen.2 第二代自主泊車系統的主要傳感器採用 4 個魚眼攝像頭,12 個超聲波傳感器,4 個 4D 毫米波雷達。

在 4 顆環視攝像頭攝全部被遮擋,只有毫米波雷達的情況下,AVP Gen.2 也可以完整實現 AVP 的自主泊車功能。因為縱目的毫米波雷達可以輸出可比擬激光雷達的緻密點雲信息,清晰勾勒出周邊建築物輪廓,從而實現基於雷達點雲的高精度定位。

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AVP Gen.2 採用的毫米波雷達叫 SDR1。SDR1 雷達在傳統角雷達 ADAS 功能的基礎上,針對泊車的典型應用場景(地下 / 地面停車場、園區等)進行專項優化,能夠完美的契合泊車場景的各種應用需求。SDR1 雷達兼顧了低速泊車場景和高速 ADAS,可以在夜間、颳風、下大雪等極端情況下工作,該產品將於 2020 年 Q4 實現量產。

車路協同和智能交通場景

2020 年 4 月,木牛科技發佈三款 WAYV 品牌雷達產品:WAYV Air、WAYV 和 WAYV Pro。WAYV 系列包括 T300 和 S300 兩款產品,分別應用於智能交通和智慧安防。WAYV Pro 系列探測距離達到 1000 米,突破視頻、紅外等傳感器的距離極限,用於高速公路事件監測、大區域安防等領域。

Wayv T300 檢測距離 300 米,可覆蓋 8 車道,同時檢測和跟蹤 128 個目標,主要應用於城市內交通數據感知和規劃;WayvT1000 最遠作用距離可達 1000 米,適合長距離、高速路段部署,可覆蓋 10 車道,同時檢測 / 跟蹤 256 個目標。

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侵蝕超聲波雷達和激光雷達地盤

毫米波雷達的發展,可謂野心勃勃,通過發展成像雷達試圖替代激光雷達,通過發展超短距離毫米波雷達試圖替代超聲波雷達。

角雷達應用的興起,使得毫米波雷達產業鏈廠商嘗試開發超短距離(USRR)產品方案,替代傳統的超聲波傳感器,用於泊車、AEB 及近距離盲點監測。

與超聲波方案相比,聯發科超聲波雷達芯片 AutusR10 除了具有更大的探測範圍和更遠的探測距離,還能提供速度信息。Autus R10 支持多種場景,包括泊車輔助、自動泊車、後方自動緊急制動、交叉交通警報、車門開啟警報和超短距離盲點監控。

超聲波傳感器是最具成本優勢的方案,但是它對目標檢測的響應率很低,也不可能將物體分為人類和非人類。而毫米波雷達能進行物體分類和生物特徵監測。

有不少芯片廠商推出了可以支持高分辨率毫米波雷達的產品方案,包括 NXP、TI、英飛凌等傳統雷達芯片巨頭。高分辨率成像雷達被認為是將比激光雷達更具成本和性能的綜合性價比優勢,在某些情況下,成像雷達有可能識別道路上的物體,如自行車、人或小體積障礙物。同時,兼具應對惡劣天氣狀況的傳統優勢。

恩智浦首席 CTO Lars Reger 認為攝像頭+成像毫米波雷達+V2X 將取代激光雷達。恩智浦與隼眼科技合作的重點是打造一款高分辨率成像雷達。

毫米波雷達推動汽車外觀件的塑料化

毫米波雷達的安裝位置一般在車標背後、格柵後面、集成到車燈、車頂等。毫米波雷達是通過發射電磁波並通過檢測回波來探測目標的有無、距離速度以及方位。電磁波對金屬極為敏感。汽車前身以及門板等區域傳統的設計大多為金屬鈑金或帶有金屬材料,無法對雷達進行隱藏。

佈置毫米波雷達的周邊零部件就必須塑料化,而且材料的電解質傳導細數小,尤其是材料中不能含有金屬和碳纖維,去除金屬的電子屏蔽效應。科思創、巴斯夫、樂天、會通、住友、三菱等原材料廠家都已開發透波材料 PC、PP、ABS 等應用於汽車的外飾件。


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