智能網(wǎng)聯(lián)汽車,是指搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)車與X(車、路、人、云等)智能信息交換、共享,具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能,可實(shí)現(xiàn)“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛,并最終可實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的新一代汽車。
汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)成為了全球科技創(chuàng)新領(lǐng)域新的焦點(diǎn),而智能網(wǎng)聯(lián)汽車是繼新能源汽車后汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一制高點(diǎn)。在這樣的背景下,奔馳、寶馬、奧迪、比亞迪、上汽等全球知名汽車制造商,以及華為、Intel、百度、中興、高通等國(guó)內(nèi)外IT產(chǎn)業(yè)巨頭都將智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為自身發(fā)展的一大重點(diǎn)。
放眼國(guó)內(nèi),國(guó)家層面給予了高度重視和及時(shí)引導(dǎo),國(guó)內(nèi)長(zhǎng)安、一汽、上汽、北汽等大型整車企業(yè)都制定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的規(guī)劃和戰(zhàn)略。從智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)架構(gòu)來(lái)看,環(huán)境感知技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車與車、車與路、車與人以及車與云之間信息交換的“五官”,而傳感器在其中扮演著信息采集非常重要的角色。為此,本文旨在分析國(guó)內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器產(chǎn)業(yè)國(guó)內(nèi)外進(jìn)展,二者的差距,以期從中得出有益的結(jié)論,為我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)獻(xiàn)策建議。
一、各國(guó)高度重視智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展
(一)美國(guó):國(guó)家戰(zhàn)略和配套政策法規(guī)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航
早在2015年,美國(guó)交通運(yùn)輸部就發(fā)布了《美國(guó)智能交通系統(tǒng)(ITS)戰(zhàn)略規(guī)劃(2015-2019年)》,該戰(zhàn)略的核心是汽車的智能化與網(wǎng)聯(lián)化,旨在解決美國(guó)交通系統(tǒng)存在的問(wèn)題。為了自動(dòng)駕駛技術(shù)在制度和政策法規(guī)上有據(jù)可循,美國(guó)交通運(yùn)輸部聯(lián)合國(guó)家公路交通安全管理局于2016年發(fā)布了《聯(lián)邦自動(dòng)駕駛汽車政策》,對(duì)自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)必須滿足的安全評(píng)估作出了明確規(guī)定。此后,包括加州、密歇根州、內(nèi)華達(dá)州等多個(gè)州以及哥倫比亞特區(qū)出臺(tái)了地方性的無(wú)人駕駛法規(guī),各州根據(jù)實(shí)際情況對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)和測(cè)試作了不同規(guī)定。
(二)歐洲:加大資金投入,多國(guó)已開(kāi)展無(wú)人駕駛路測(cè)
英國(guó):2014年,英國(guó)政府與整車企業(yè)共同出資2億英鎊(雙方各出資1億英鎊)成立 “智能移動(dòng)基金”,重點(diǎn)扶持與自動(dòng)駕駛相關(guān)的研發(fā)、測(cè)試和商業(yè)化發(fā)展。2017年,為了增強(qiáng)英國(guó)汽車行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn),英國(guó)政府對(duì)5×StarS聯(lián)盟進(jìn)行專項(xiàng)資助。此外,英國(guó)政府向?qū)汃R、福特、路虎等政策企業(yè)投資超過(guò)1億英鎊,大力推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展。
法國(guó):2014年,法國(guó)發(fā)布自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展路線圖,并宣布投資1億歐元進(jìn)行自動(dòng)駕駛汽車實(shí)際道路測(cè)試,同時(shí)啟動(dòng)道路交通法規(guī)修訂程序。2016年8月,法國(guó)政府進(jìn)一步放寬了路測(cè)準(zhǔn)入,允許外國(guó)汽車制造商在法國(guó)開(kāi)展路測(cè),這項(xiàng)政策也是法國(guó)新工業(yè)戰(zhàn)略的重要部分。此外,德國(guó)、瑞典、挪威等國(guó)已在進(jìn)行或正在推進(jìn)無(wú)人駕駛路測(cè)。
(三)亞洲:智能網(wǎng)聯(lián)汽車處于高速發(fā)展階段
日本:日本IT綜合戰(zhàn)略本部于2016年制定了自動(dòng)駕駛普及路線圖,允許自動(dòng)駕駛汽車在有司機(jī)的情況下可以2020年上高速公路行駛。2017年4月,日本將汽車保險(xiǎn)的賠付范圍延伸至自動(dòng)駕駛期間的交通事故;2017年6月,日本允許汽車在駕駛位無(wú)人的狀態(tài)下進(jìn)行路測(cè)。
新加坡:2014年8月,新加坡成立自動(dòng)駕駛汽車動(dòng)議委員會(huì),從2015年1月開(kāi)放近5公里的特定路段供無(wú)人駕駛汽車測(cè)試。2017年底,開(kāi)通一條路測(cè)專線,允許自動(dòng)駕駛汽車在許可范圍內(nèi)進(jìn)行公共道路測(cè)試。近年來(lái),新加坡無(wú)人駕駛的政策環(huán)境和研發(fā)路測(cè)環(huán)境都在不斷完善,極大地促進(jìn)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
二、全球汽車傳感器產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)
(一)傳感器市場(chǎng)需求空間進(jìn)一步加大
智能駕駛的發(fā)展將大幅提升對(duì)傳感器的需求量。傳感器在智能汽車領(lǐng)域起著重要作用,擔(dān)任著智能駕駛汽車的感知系統(tǒng),比如ADAS的感知層中需要用到大量的攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、夜視儀等傳感器。隨著ADAS系統(tǒng)逐漸成熟,汽車傳感器的需求量將會(huì)大幅攀升。隨著汽車電子化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化,傳感器在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,2000 年汽車上裝配的傳感器只有 10 個(gè)左右,到今天中高端的車上傳感器已經(jīng)增長(zhǎng)到 100 多個(gè),未來(lái)隨著智能網(wǎng)聯(lián)的進(jìn)一步深化,汽車配備的各類傳感器仍將有 4 倍的增長(zhǎng)空間。權(quán)威部門預(yù)測(cè),2016年到2025年全球車用傳感器市場(chǎng)規(guī)模將從82億美元增長(zhǎng)至290億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到15 %。
(二)傳感器智能化、微型化趨勢(shì)愈加明顯
傳感器智能化是指?jìng)鞲衅鞒藢?shí)現(xiàn)傳感的基本功能之外,還具備自我校準(zhǔn)、自我標(biāo)定等功能,更重要的是能夠基于自身邏輯判斷和信息處理能力,對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行智能處理。在實(shí)際應(yīng)用中,相較于一般的傳感器,智能傳感器在測(cè)量精度、信噪比、遠(yuǎn)程可維護(hù)性、穩(wěn)定性和可靠性等方面都更勝一籌,非常適合智能網(wǎng)聯(lián)汽車的需求。而對(duì)于微型化,主要是利用基于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展的MEMS技術(shù),在一塊芯片上將敏感器件、DSP、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝,能夠有效降低傳感器成本、提升傳感器集成度、縮小傳感器體積并提高系統(tǒng)的測(cè)試精度。目前,基于MEMS技術(shù)的傳感器已經(jīng)在汽車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,取代傳統(tǒng)傳感器趨勢(shì)明顯。隨著電子制造工藝的不斷迭代,微型傳感器將進(jìn)一步向納米傳感器演進(jìn),更加適合智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展。
(三)自動(dòng)駕駛安全性保障需要多傳感器的融合應(yīng)用
一方面,不同類型的傳感器適應(yīng)的最優(yōu)應(yīng)用場(chǎng)景存在差異性,智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)際行駛環(huán)境復(fù)雜,現(xiàn)有單一傳感器并不能滿足復(fù)雜路況下的所有需求。以攝像頭和激光雷達(dá)為例,攝像頭成本低、應(yīng)用廣泛,但算法識(shí)別率有待進(jìn)一步提高;而激光雷達(dá)雖然識(shí)別率更高,但成本偏高且環(huán)境適應(yīng)能力較差。采用多傳感器協(xié)同工作,可優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),進(jìn)而提高駕駛安全性。另一方面,為了保證自動(dòng)駕駛的行駛安全性,智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知方案必須要具備安全冗余性。在此前提下,多傳感器協(xié)同工作,以及協(xié)同工作下產(chǎn)生的信息冗余就顯得非常有必要。目前來(lái)看,毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)及攝像頭等傳感器多路融合是自動(dòng)駕駛傳感器方案的主流發(fā)展趨勢(shì)。
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