4D成像雷达加速落地,国内厂商欲弯道超车| 2022车载毫米波雷达产业研究报告
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随着自动驾驶技术的快速发展,车载毫米波雷达产业迎来新机遇,市场规模呈现爆发增长态势。我们认为性能全面提升的4D成像雷达将成为下阶段产业重要发展方向,会有越来越多企业加强4D成像雷达布局。基于此,盖世汽车对车载毫米波雷达的市场竞争格局、技术发展趋势开展研究分析,希望给行业中的您带来一点收获和思考。
本报告的核心观点有:
①车载毫米波雷达因具备全天候、全时段的速度、距离和角度感知优势,是智能驾驶中不可或缺的一环,目前,单个前向车载毫米波雷达为主流应用方案。但由于传统毫米波不具备测高、点云质量差和对静态物体感知差等技术特点,形成了一定的环境感知应用局限,更高分辨率、更高集成度、更高频段及4D成像毫米波雷达等是下阶段技术发展方向;
②车载毫米波雷达市场仍被国外巨头垄断,国内企业有望从性价比、高效服务以及差异化竞争路线实现国产化替代;
③预计到2025年车载毫米波雷达市场规模将达到263亿元。
本报告共分为四个部分。
第一部分是产业概况,包含车载毫米波雷达的基本概念和主要应用;
第二部分是市场分析,重点围绕产业链情况、市场竞争格局和未来规模预测开展研究;
第三部分是技术发展趋势分析,按照从总体到芯片到4D毫米波雷达进行分层级分析;
第四部分是对重点雷达企业和芯片企业的产品布局和应用情况进行介绍。
从组成结构来看,车载毫米波雷达主要包括射频前端MMIC、高频PCB、处理芯片以及后端算法等核心组件。其中,前端MMIC包括发射机、接收机和信号处理器,成本占比约25%;高频PCB主要包括接收天线和发射天线,成本占比约10%;处理芯片主要包含DSP或FPGA等MCU芯片以及收发芯片,成本占比约10%;整流罩等零部件成本占比5%;软件算法由于受专利保护,授权费用昂贵,占整个毫米波雷达的成本比例最高,达到50%。
从车载毫米波雷达通讯频段来看,目前主要应用包含24GHz、77GHz和79GHz三种典型频率产品。然而,随着中国颁布的《汽车雷达无线电管理暂行规定》于2022年3月开始实施,我国车载雷达将淘汰24.25-26.65GHz频段,聚焦至76-79GHz频段,这表明77GHz和79GHz将成为未来中国两种典型车载毫米波雷达产品。
相较于摄像头和激光雷达以及超声波雷达,车载毫米波雷达最大的优势是全天候、全时段进行环境感知,尤其是在摄像头和激光雷达在恶劣天气失效的情况下,车载毫米波雷达将变得尤为关键。当然,车载毫米波雷达抗干扰能力较差,尤其对金属元素敏感,这也是毫米波雷达在环境复杂,回波较多和墙壁及金属干扰较多的地下车库几乎不可用的原因。
车载毫米波雷达首先是通过发射天线产生FMCW连续波信号向目标发射,并通过接收天线接收外界目标的反射信号,然后将这两个信号输入到射频前端和信号处理模块进行信号对比和拟合,从而获取外界目标物体的相对距离、速度和角度等信息;同时车载毫米波雷达可通过简单点云对外界目标物体进行描绘,实现一定的目标识别和追踪,进一步提高车辆对外界环境精准感知,最终通过驾驶决策控制车辆制动、转向或加速等。
随着自动驾驶等级的提高,ADAS功能也日益丰富,包括如AEB自动制动、FCW前向碰撞预警、LCA变道辅助、ACC自适应巡航、BSW盲区监测等。为实现ADAS各项功能,需短程、中程和远程雷达进行组合,形成多雷达方案,如奔驰新一代S级、小鹏P5等采用1颗远程前向雷达和4颗短程角雷达方案,与单个前向雷达实现ACC功能相比,其能实现盲区监测、前后碰撞预警和前后穿越车辆预警、ACC、AEB、TJA等更加丰富的功能。
尽管传统车载毫米波雷达能够助力ADAS功能实现,但在实际应用过程中,由于传统毫米波雷达没有纵向天线、无法辨识高度;同时由于传统毫米波雷达收发天线数量有限,其角分辨率相对较低。这些都会在一定程度上造成毫米波雷达误判,从而出现频繁减速刹车,严重影响驾驶体验。因此行业内常采用“静态杂波滤除”算法,在使用的时候会过滤掉路沿点、井盖、天桥等静止物,对传统毫米波雷达的环境感知产生一定局限。
面对摄像头对车内环境探测存在隐私侵犯和泄露风险,近两年,以楚航科技为代表的企业也推出了车内生命体征监测雷达,可开展占位检测、儿童/宠物遗忘提醒、驾驶员健康监测、手势识别、安全气囊优化和入侵提醒等车内环境探测,进一步扩大毫米波雷达在车上的应用范围。
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