關注車載攝像頭模組,自動駕駛新的利潤增長點

2020-12-14 砍柴網

隨著5G的落地,自動駕駛的挑戰越來越低,此前的無人清掃車、無人物流小車、自動駕駛裝載卡車等已經落地,未來巨頭們將加快在全路況自動駕駛的研發。不過,無論是滴滴、谷歌還是Uber,眼下需要加強的都是裡程測試。無人駕駛仍然需要面對惡劣天氣、交通事故等極端狀況。

對於智能駕駛汽車來說,車道很窄,和路邊的障礙物之間的距離很短,那麼汽車對定位精度的要求是10到30釐米。此外,汽車行駛在路上可能受到周邊的樹木、同行的卡車、城市樓群的遮擋,甚至還會遭到其他無線電信號的幹擾。判斷釐米級精度人類都難做到,但機器需要判斷接收到的導航信息是否可信,是否可用,是否安全。這就需要藉助攝像頭模組,車載鏡頭會很快覆蓋到高端的主流車型,讓無人駕駛更加智能、安全,也來得更早。

攝像頭模組是汽車的「眼睛」,是構建汽車感知能力的基礎。隨著ADAS的普及,車載攝像頭從後視發展為包含前視、側視、環視、後視、內視的綜合方案。隨著自動駕駛領域的發展,車用攝像頭的數量和需求有了更大的提升。通過安裝在汽車各個方向的攝像頭實現自適應巡航控制、盲點檢測、緊急制動、車道保持系統、泊車輔助、行人檢測、信號檢測以及艙內駕駛人員疲勞檢測和乘客檢測等功能。

為了減少多變天氣狀況和汽車震動環境的影響,同時滿足輔助駕駛時對採集有效、穩定的數據所必需的視野範圍和覆蓋距離等的特殊要求,車載鏡頭一般需要滿足廣角、高相對照度、高通光等特性,同時具備防塵防水、抗震和夜視等功能。為了控制車大燈等正面強光幹擾引起的鬼影雜光、在極端溫度或短時間快速溫差變動的狀況下保持光學成像穩定性以及如何更為有效捕捉和分辨物體細節等技術難題,車載鏡頭廠商正在積極地通過改進鍍膜工藝、提高技術參數等方式,不斷推動車載鏡頭產品整體的技術進步。深圳市兆威機電股份有限公司(以下簡稱「兆威」)在微型傳動系統方面幫助汽車向電動化、智能化和網聯化加速發展。

ADAS視覺系統根據前視攝像頭的數量可分為單目和雙目兩種方案,單目攝像頭的測距原理是先通過圖像匹配進行目標識別(各種車型、行人、物體等),再通過目標在圖像中的大小去估算目標距離。這種模式要求在估算距離之前首先對目標進行準確識別,這需要建立並不斷維護一個龐大的樣本特徵資料庫,保證這個資料庫包含識別目標的全部特徵數據,如果缺乏待識別目標的特徵數據,就會導致系統無法對這些車型、物體、障礙物進行識別,從而也就無法準確估算這些目標的距離,導致ADAS系統的漏報。而雙目檢測的原理和人眼類似,方式就是通過對兩幅圖像視差的計算,直接對前方景物進行距離測量,而無需判斷前方出現的是什麼類型的障礙物,所以對於任何類型的障礙物,都能根據距離信息的變化,進行必要的預警或制動,精度相對較高。從細分領域來看,車載攝像頭主要由鏡頭、模組、晶片、ISP及其他部件組成。其中晶片和鏡頭分別佔據三分之一的成本。

相對於手機攝像頭等消費級電子和工業視覺用工業級電子,安全問題的存在使得車載攝像頭對穩定性和規格要求較高,模組封裝工藝更加複雜,技術壁壘較高,尤其是點膠工藝存在難點。為解決ADAS視覺系統中攝像頭的視覺傳動需求,越來越多汽車廠商採用兆威行星齒輪三級傳動結構,配以步進馬達,使攝像頭自由轉起來。無論是,側轉還是旋轉還是伸縮都可以實現。

據了解兆威車載鏡頭攝像頭模組通過行星減速器+絲杆副傳動方案在4.6mm厚度內實現了手機攝像頭自動升降,採用MIM微小齒輪、多頭絲杆、金屬嵌件注塑、端面軸承等多項創新設計,產品具有體積小、效率高、工藝性好、可靠性高等特點,用多頭絲杆、微型端面推力軸承設計,實現快速升降和高效傳動,滿足攝像頭在升降時快速、穩定的響應。

智慧公路不僅是解決當前交通問題的有效手段,還是未來智能網聯駕駛乃至無人駕駛的必要選擇,是最終實現「零」擁堵,「零」事故終極目標的先決條件。智慧公路要結合物聯網的泛在感知、通信與大數據分析、人工智慧,充分實現智慧公路「有感覺」、「會思考」、「能反應」。厚積而能薄發,基於攝像頭的微型傳動模組可以升降或旋轉,可提供廣泛的視覺範圍,以便測距功能,例如路標探測、車道偏離預警、遠近光控制、泊車輔助以及駕駛員狀態監測等。並依賴車上搭載的計算平臺實時感知規劃路徑,對車輛進行控制,實現眾多預警、識別類ADAS功能的基礎,對駕駛者而言更為直觀,提高了行車的安全性。

近年來,亞洲、歐洲和美國推出了各自的NCAP指南。每個主要地區都有自己的NCAP標準。但簡單來說,基本的NCAP標準都包含了多種ADAS技術,例如自適應巡航控制、自動緊急制動、併線輔助、車道保持等。自適應巡航控制,能夠幫助汽車車道保持功能,能夠幫助車輛保持在一個車道中巡航行駛,避免不安全的車道變更。而併線輔助功能,能夠在車輛轉彎或變換車道時,探測後方或側方是否有車輛等障礙物,向駕駛員發出警示或制動車輛。

NCAP發展路徑圖推動了在汽車中集成更多的傳感器。諸如自動緊急制動功能,就需要攝像頭,也需要雷達傳感器。目前市面汽車製造商同時採用多種方案來實現ADAS。例如,Tesla(特斯拉)生產的車型搭載了8個攝像頭,12個超聲波傳感器和雷達。超聲波傳感器利用聲波來測量車輛與物體之間的距離。

東吳證券數據顯示2025年ADAS市場規模達2250億元,2019-2025年CAGR達21.3%。經測算,2020年ADAS主要功能市場規模達844億元,同比增長19.3%。隨著5G逐步落地,主機廠紛紛推出搭載ADAS功能的新車型,ADAS各功能滲透率加速提升,到2025年市場規模達到2250億元,L2及以下級別功能中自動泊車入位、自適應巡航為最大的兩個市場,分別為384億元、312億元,將貢獻主要增量市場。

受益於汽車傳動部件通用方面的輕量化及產品放量,在線控制動系統基礎上打造智能駕駛系統,有望成為ADAS系統集成供應商。兆威作為一家研發、生產精密傳動系統及汽車精密注塑零組件的製造型企業,一直密切關注汽車安全領域的變化及技術發展趨勢,將市場需求與產品研髮結合起來,不斷滿足全球汽車零部件客戶的差異化需求:在提高安全性能的同時,提高舒適性、易用性,以及其它輔助特徵。

兆威自2001年創立至今,一直專注於汽車傳動系統領域,產品可覆蓋從傳統燃油車到電動車,從SUV、MPV、轎車到卡車、客車,始終致力於為汽車零部件智能的傳動技術尋求創新的解決方案,並且優化和調整執行系統。公司緊跟下遊行業新的市場需求,通過不斷投入和持續的技術創新和產品開發,先後成功開發了轎車電翼尾門拉鎖盒、AGS齒輪箱、汽車風門控制器、新能源汽車充電樁電機、SUV電翼尾門推桿齒輪箱、搖窗電機齒輪箱、儀表步進電機齒輪箱、自動方向盤調節機構齒輪箱(EPS電動助力轉向系統)、安全保護頭枕齒輪箱、抬頭顯示翻轉屏齒輪箱、汽車調節座椅齒輪箱等智能汽車微型傳動系統(汽車傳動零部件)相繼取得突破,以增強服務中國及全洲客戶的能力。全球市場調研機構IHS Market預測,伴隨5G推動L4/5自動駕駛逐步落地,2030年國內自動駕駛出行服務收入規模有望突破萬億。這意味著,自動駕駛的美好未來似乎將觸手可及。

自動駕駛領域從不缺少巨頭的身影。在這場涉及科技出行企業、傳統車企等諸多玩家的混戰中,突圍與洗牌不斷上演。自動駕駛發展的「黃金十年」即將到來。中國汽車工程學會發布的「節能與新能源汽車技術路線圖」提出,至2020年,汽車產業規模將達3000萬輛,駕駛輔助/部分自動駕駛車輛的市場佔有率將達50%,2021年到2025年,力求高度或完全自動駕駛汽車能夠上市;2026年到2030年,每輛車都應採用無人駕駛或輔助駕駛系統。若不提高相關配套產品,不管是載人還是物流,持續的高投入勢必還會讓更多自動駕駛企業走向關閉或是併購的結果。汽車行業的歷史性變革正在我們眼前展開, 隨著5G的逐漸普及,汽車產業鏈將面臨重新洗牌,新的產業競爭鏈和價值增長點,也將在調整中孕育形成。

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