汽车光学产业链专题研究报告
汽车光学产业链专题研究报告
一、智能驾驶渗透提升,摄像头量价齐升
从华为看视觉方案,单车摄像头或超过 10 颗
极狐阿尔法 S华为 HI版本搭载 13 颗摄像头,视觉“无死角”护航自动驾驶。极狐阿尔 法 S自动驾驶解决方案采用摄像头+毫米波雷达+激光雷达多种异构传感器的融合感知, 可以实现高速公路自动驾驶、城区高阶自动驾驶和代客泊车功能。传感器配置激光雷达 *3 + 毫米波雷达*6 + ADS摄像头*9 + 环视摄像头*4 + 超声波雷达*12。4 颗环视摄像 头能将汽车顶部各个方向的鸟瞰画面拼接起来,以动态的形式显示在车内的液晶屏上;此 外,可以自动识别停车通道标识、路缘和附近车辆。4 颗前视摄像头(1 个双目 + 1 个长 焦 + 1 个广角),可以监测前方突如其来的行人车辆。4 颗侧视摄像头可以用来防止盲 区,保证行驶安全。1 颗后视摄像头可以辅助实现自动泊车功能。
特斯拉持续推动纯视觉方案在自动驾驶的上限,视觉系智能驾驶已经成为当下最为主流 的方
案之一。特斯拉相对于激光雷达方案,更青睐于以纯视觉来实现高阶的自动驾驶。 特斯拉研发的 TeslaVision基于深度神经网络,能够对行车环境进行专业的解构分析, 相比传统视觉处理技术可靠性更高,能够充分利用搭载的高性能摄像头。特斯拉 Autopilot自动辅助驾驶环绕车身共配有 8 个摄像头,视野范围达 360 度,对周围环境 的监测距离最远可达 250 米。前视主视野摄像头、宽视野摄像头、窄视野摄像头最大监 测距离分别为 150 米、60 米、250 米,用来识别物体并为导航提供支持,探测可能影响到车辆的物体,并根据情况采取制动措施;侧方后视摄像头(2 颗)、侧方前视摄像头 (2 颗)最大监测距离分别为 100 米、80 米,可以监测周围环境,防止视野盲区;后视 摄像头最大监测距离 50 米,为停车和障碍物探测提供支持。
智能驾驶“军备竞赛”升级,新出智能车型普遍搭载 10 颗以上摄像头。智能驾驶作为 未来车企竞争焦点,在硬件的“军备竞赛”持续升级,近期发布的新车极氪 001、智己L7、蔚来 ET7 分别采用了 15 颗、12 颗和 11 颗摄像头,相较上一轮的智能汽车车型平 均搭载 5 颗摄像头的配置显著提升。
视觉系具备成本相对较低的特性,目前在辅助驾驶领域已经广泛使用,自动驾驶对视觉 系
覆盖的范围提出更高要求,也推动了摄像头数量上升。视觉系 ADAS使用摄像头采集 图像信息,通过算法分析出图像中的道路环境。因此,基于摄像头的视觉系 ADAS可以 实现路标识别、车道线感应、行人识别、车辆识别等特殊功能,应用较为广泛。另外,同一个摄像头能通过调整算法融合多种不同功能。成本和功能多样性带来视觉系传感器 的巨大优势。目前摄像头的安装位置主要分为前视、后视、侧视以及内置。
前视摄像头是最重要的摄像头,未来布局有望达到 4 颗,多摄像头可以提供额外的距离、 定位等信息。目前市场上配置自动驾驶功能车型的前视摄像头普遍是 1-4 颗,实现高阶 自动驾驶功能普遍需要 3 颗以上。前视摄像头在辅助驾驶领域可以是实现智能远光灯控 制、道路交通识别、车道偏离报警、驾驶状态监测等多项核心功能,一般成本考虑用 1- 2 颗摄像头。自动驾驶需要双目甚至三目等更为复杂的前视摄像头提供 3D的信息,承担测距、定位等更多的功能。
环视系统大幅改善停车的便利性,高阶自动泊车则必然需要环视摄像头的支持。目前市 场上配置环视摄像头的数量普遍都是 4 颗,环视摄像头为 135 度的广角镜头装配在车 型的四周,能实现环视功能,相较于普通倒车影像,环视能大幅改善泊车的视角。拥有 高阶自动
驾驶的车型,环视摄像头还能识别停车通道标识、路缘和附近车辆,并实时预 警,同时在自动泊车时帮助寻车位和检测障碍物。
侧视布局的摄像头布局一般为 2-4 颗,解决盲区的检测。侧视摄像头主要的配置方案一 般为后视 2 颗或者前后视 4 颗,分布于车两侧。辅助驾驶领域,侧视摄像头可以提供盲 点预警,应对侧边车辆超车。自动驾驶对于车辆视觉覆盖的范围有较高要求,侧视摄像 头可以进一步填补车辆盲点。
蔚来汽车内置摄像头的数量 1-2 颗,主要作用是检测驾驶员的状态。内置摄像头主要是帮助实现 驾驶员监测系统,可以随时检测驾驶员的疲劳特征,在驾驶员疲劳时做出警示,确保驾 驶者在合适驾驶车辆的状态。 自动驾驶在技术层面和法规层面均尚未完善,内置摄像 头可以保证驾驶员注意力依然保持在汽车驾驶的状态,让自动驾驶和人工驾驶切换更为 有效。
摄像头像素提升,带来单车价值上升
自动驾驶环境感知需求下需要摄像头更高清晰度,以获取探测更长距离和更多信息。自 动驾驶汽车首先应有一套完整的感知系统,代替驾驶人的感知,提供周围环境信息,实 时、
准确识别周边影响交通安全的物体,应对突发事件,为采取必要操作以避免发生交 通安全事故。摄像头像素的高低对于目标检测的准确度有着很大的影响,随着目标检测 算法的日趋完善,对摄像头的像素提出更高的要求,以满足算法对数据的需求。根据蔚 来汽车的研究,8MP像素摄像头感知距离是 1.2MP像素摄像头的三倍。
另一方面,智能汽车作为智能终端,高清拍摄等也成为新的需求。现如今汽车已经不仅 仅是传统意义上的出行工具,逐渐演变成了一个智慧终端,成为了人们生活重要的一部 分。例如在华为智选车载智慧屏的背面,搭载了一颗 2K摄像头,能拍下 2160x1440 分 辨率画质的行车视频,记录下清晰的画面。人们也愈加注重感官的需求,需要更加高清 的摄像头。
最新上市的智能汽车均开始搭载 8MP高清摄像头。吉利的极氪001 就搭载了 8颗ADS高清摄像头(8MP):前视*3(前挡风玻璃:1 个双目 + 1 个长焦单目)+ 侧后视*2(翼 子板) + 侧前视*2(外后视镜底座) + 后视*2(车顶后部)。上汽智己L7 搭载 7颗ADS摄像头(5MP)。蔚来 2022 年 Q1 季度即将交付的 ET7 也搭载了 8MP高清摄像 头。以蔚来为例,蔚来 ET7 采用“摄像头+毫米波雷达+激光雷达多种异构传感器的融 合感知”的感知系
统解决方案,传感器配置“激光雷达*1 + ADS摄像头*7 + 环视摄像 头*4 + 毫米波雷达*5 +超声波雷达*12”,其中 7 颗 ADS摄像头为 8MP高清摄像头, 能实现超远距离视觉感知,可检测到 680m外车辆 + 260m外的锥桶 + 220m外的行 人。