自动驾驶展:无人驾驶汽车的核心是什么

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  第一个核心:摄像头:基础的传感器部件。根据安装位置,车载摄像头分为前视、后视和侧视。根据镜头个数,可分为单目、双目和多目摄像头。单目摄像头解决方案已相对成熟,目前广泛搭载于各类汽车上。多目摄像头因为其计算量巨大,对芯片的数据处理能力要求很高,成本仍相对较高,在部分豪华车型上使用。

  从车载摄像头的技术上来看,目前国内和国外在 CMOS 图像传感器和模组组装方面仍有较大的技术差距,国内在镜头领域则具有一定优势。目前车载摄像头Mobileye 是行业领先者,国内德赛西威、华域汽车、保隆科技等布局,另外创业公司包括 MINIEYE、地平线等也在布局。随着国内公司的布局并实现量产,与国外的差距逐步缩小。

  从结构上来看,车载摄像头的主要组成包括镜头、CMOS 图像传感器、DSP 数字处理芯片等,整体部件通过模组组装而成。

  第二个核心:毫米波雷达:现阶段核心的传感器。从毫米波雷达的频段分布上来看,主要分布在 24GHz 和 77GHz 两个频段,预计 77GHz 将主导毫米波雷达市场。在核心部件技术上,天线 PCB 板、MMIC 芯片领域主要由国外企业掌握。国外主要毫米波雷达供应商的产品技术性能好,全面覆盖了 24GHz 和77GHz 等多个频段,如博世、大陆等。目前国内量产的毫米雷达波产品主要仍为 24GHz 产品,量产公司主要包括德赛西威和华域汽车等,77GHz 毫米雷达波产品处于在研和即将量产阶段。

  毫米波雷达主要由天线、射频组件、信号处理模块以及控制电路等部分构成,其中天线和射频组件是核心的硬件部分。 射频组件负责毫米波信号调制、发射、接收以及回波信号的解调等,为满足车载雷达小体积、低成本等要求,目前主流的方案就是将射频组件集成化,即单片微波集成电路(MMIC)。MMIC 通过半导体工艺在砷化镓(GaAs)、锗硅(SiGe)或硅(Si)芯片上集成了包括低噪声放大器(LNA)、功率放大器、混频器、上变频器、检波器等多个功能电路。通过 MMIC 芯片,射频组件具有了集成度高、成本低等特点,大幅简化了毫米波雷达的结构。

  第三块核心:激光雷达,成本较高,预计固态激光雷达将成为主流。目前激光雷达在芯片中的发射器和探测器等核心部件都相对薄弱,在激光雷达产品方面,目前全球仅有法雷奥等少数厂商实现了量产。随着国内汽车的快速发展,预计国产的量产激光雷达未来也将推出。激光雷达与毫米波雷达原理类似,通过向外发射并接收的波束的方式来探测计算目标物体的位置和速度等信息,所不同的是,激光雷达使用的是激光,而毫米波雷达使用的是毫米波。激光雷达使用飞行时间(ToF,Time of Flight)技术,在发射激光脉冲之后,使用时间分辨探测器计算激光脉冲遇到目标物体后的折返时间来进行测距。激光的波长相较于毫米波更小,因此激光雷达可以准确测量目标物体轮廓和雷达之间的距离,这些轮廓距离可以组成点云并绘制出 3D 环境地图,精度可以达到厘米级,较大地提高了测量精度。

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  来源:电子发烧友