自动驾驶传感器的发展现状及趋势
发布时间:2026/5/23
一、自动驾驶系统的技术架构
自动驾驶落地速度与车速、行驶环境开放程度、以及系统功能及安全性要求成正比。
近两年,带有高阶自动驾驶(ADAS)的乘用车产品逐渐落地,产品从海外旗舰车型逐渐渗透至国内品牌的中小型乘用车产品;市场普遍预计未来2年内带有TJP、HWP等L3功能的车型将会逐步落地;L4/5车型落地预计将会不早于2025年,场景从封闭驾驶环境(园区、港口、矿山、机场)逐步向城市开放道路场景发展,届时车辆将会由系统完全接管,车辆出行工具属性将会加强,消费者购车及出行方式将会因此发生重大改变。
自动驾驶系统由感知层、决策层和执行层构成,若将自动驾驶系统比作为机器人的话,感知层、决策层、执行层分别代表了机器人的眼/耳、大脑及手脚。当前自动驾驶技术的发展受限于数据、算法以及传感器、计算单元等硬件的发展。理论上讲,算法与硬件是反向关系,控制、感知算法越强、对于硬件感知能力依赖越低,但出于安全性、鲁棒性等因素考量,越高阶的自动驾驶系统将会采用更强大的高精度传感设备和计算单元保证系统的绝对安全性。
当前,主流的L2.5/3产品主要配置包括:前置摄像头、环视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达以及专用的车载计算平台。
大部分厂商出于成本、技术成熟度等因素考量并未采用激光雷达,少量车企在其高端车型上配置了前向激光雷达/红外摄像头,激光测距传感器等传感器以保证系统鲁棒性。
二、自动驾驶主要使用的5大外部传感器
感知层主要是为自动驾驶系统获取外部行驶道路环境数据并帮助系统实现定位,当前最具代表性的传感器包括:摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、GNSS/IMU以及激光雷达等。
由于其波长特性、工作原理各不相同导致其适用的应用场景各异,所以当前大部分车辆都是采用多种传感器相融合的方式以实现对各种环境的应对,保证感知能力冗余。
三、毫米波雷达的发展现状及趋势
毫米波一般是指工作频率在30~100GHz,波长在1~10mm的电磁波,位于微波与远红外波相交叠的波长范围。毫米波雷达是指工作频段在毫米波雷达,其具有抗干扰、探测距离远(200m)、价格较低(500~1000元左右)等优势。
车载毫米波雷达主要用于测量周边障碍物相对速度、距离和方位。目前主要产品分为24GHz和77GHz两大种类,77GHz分辨率远优于24GHz产品(60cm>>3.75cm),但由于产品体积更小、工作频率更高,因此对产品制造加工工艺要求更高。
目前77GHz产品市场主要被大陆、博士和德尔福等海外厂商所主导。
毫米波雷达技术相对成熟,具有体积小、低功耗、低造价、全天候使用等特点,当前已被广泛应用于乘用车产品。
传统毫米波雷达市场被海外厂商占领,国内厂商逐渐开始对77GHz高端产品进行渗透,市场替代空间较大。
毫米波雷达主要由MMIC、基带以及PCB等组成,其中决定了雷达性能最主要的为MMIC芯片(单片微波集成芯片),也被称为射频集成电路(RFIC),这是一类高频放大器件,被广泛应用于通信和GPS等各类设备的射频、中频和本振电路中。
MMIC可以分成两大类:一类是基于硅晶体管的MMIC,另一类是基于砷化镓场效应管(GaAs FET)的MMIC。GaAs FET类MMIC具有工作频率高、频率范围宽、动态范围大、噪声低的特点,但价格昂贵,因此应用场合较少;而硅锗晶体管(SiGe)的MMIC性能优越、使用方便,而且价格低廉,因而应用非常广泛。
未来,预计采取CMOS工艺的毫米波雷达在成本、集成度等方面将会进一步提升,最终将会替代硅锗工艺。
当前,国内厂商开发能力主要集中在收发组建射频前端领域,对于信号处理芯片的开发能力较弱。
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