为感知加码!一文了解毫米波雷达发展概况

技术百科 admin 发布时间:2024-09-26 浏览:43 次

  8月30日,苹果宣布,将在北京时间9月13日凌晨1点,举行秋季新品发布会,届时将发布iPhone 15系列。

  据AIoT星图研究院测算,2022年我国毫米波雷达市场规模达86亿元,同比增长24.6%。

  近年来,毫米波雷达以其性能优势,成为了应用热门的技术之一。其广泛应用于汽车、安防监控、智慧康养、智能家居等领域。

  毫米波雷达,是工作在毫米波波段(millimeter wave )探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的。据悉,我们常见的24GHz电磁波虽然频段上不属于毫米波,但传播特性跟毫米波很像,所以常被当成毫米波来研究和使用。

  同厘米波雷达相比,毫米波雷达具有体积小、易集成和空间分辨率高的特点;与摄像头、红外、激光等光学传感器相比,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,抗干扰能力强,具有全天候(大雨天除外)、全天时的特点。

  根据探测距离的不同,毫米波雷达可分为短程毫米波雷达(SRR)、中程毫米波雷达(MRR)、远程毫米波雷达(LRR)三种。24GHz主要是以SRR和MRR雷达为主,77GHz主要以LRR雷达为主。一般情况下,SRR的探测距离小于60米,MRR的探测距离在100米左右,LRR的探测距离大于200米。

  24G 毫米波雷达在各方面性能比较成熟,且成本较低,适用的领域会更广,如交通、安防、智能家居、康养医疗等领域的应用;77GHz 毫米波雷达在精度上相比24GHz 更高,主要应用于汽车领域,且应用规模已超过24GHz。

  我国毫米波雷达行业集中度较高,被国外企业占据主导地位。根据智研咨询数据,2022年博世、大陆集团、安波福、海拉、维宁尔五家企业占据了我国毫米波雷达86.4%的市场份额,其中CR3(业务规模前三名)为67.1%。

  毫米波雷达产业链主要分为上游射频MMIC芯片、高频PCB、处理芯片以及后端算法等相关企业,中游包括成品毫米波雷达的生产企业,下游则为主机厂。

  MMIC芯片目前主要来自恩智浦、英飞凌、德州仪器、Mobileye等海外芯片设计公司,我国国产实力相对薄弱,国内厂商有加特兰微电子、清能华波、矽杰微电子等。

  上游PCB方面,主要企业包括Rogers、Isola以及国内的沪电股份、生益电子、深南电路等。

  整机/解决方案供应商方面,传统Tier1(一级汽车供应商)普遍采用级联技术,在4D产品量产方面走在前列,主要为Arbe、博世、大陆、海拉等,新进入厂商或依托专用芯片组和虚拟孔径方案实现换道超车,如Arbe产品通道数具备较强竞争力。国内主要整机厂商包括经纬恒润、威孚高科、华域汽车、森思泰克等。

  毫米波雷达不受天气影响,即使是恶劣天气和光照情况下也能正常工作,穿透烟雾、雨雪、灰尘能力强,具有全天候、全天时的工作特性,且探测距离远、精度较高,被广泛用于车载距离探测,具体应用包括自适应巡航、碰撞预警、自动紧急制动、盲区探测等。

  但其无法识别物体颜色,视场角较小,需要多个雷达组合使用,同时对行人的反射波较弱,难以识别。并且对金属表面非常敏感,一个弯曲的金属表面会被误认为是一个很大面积的表面,在隧道里效果不佳。未来随着搭载毫米波雷达车辆增加,相近频率的毫米波会相互干扰、降低了信噪比、严重时甚至会使雷达“致盲”。

  Arbe预计2025年自动驾驶领域毫米波雷达市场规模达110亿美金。在车用领域,毫米波雷能感知车外的环境,分为短程、中程、远程雷达,提供盲点识别(BSD)、自适应巡航控制(ACC)、自动紧急制动(AEB)等辅助驾驶功能。同时毫米波雷达还可用于对车内人员状况的感知,包括人员的有无、位置,甚至呼吸速率等生命体征,从而实现及时告警,避免事故发生。

  除了车载雷达市场,目前的新兴市场如家居康养雷达市场,也处在起量前夕。随着全屋智能的普及以及人口老龄化的发展,毫米波雷达在老人健康监护、家庭安防、体征监测等领域也会出现越来越多的应用。

  法规对智能驾驶安全性要求越来越高,从最开始检测到前面一辆车,变为要求检测到多个车、行人、自行车等,这要求毫米波雷达的测速、测距、测角性能都需要大幅提升;而从原理上讲77GHz毫米波雷达在上述三方面性能上都能比24GHz更强,因此77GHz取代24GHz已经是大势所趋。

  在智能驾驶感知系统中,单目视觉系统是最为基础的方案之一,其原理是通过图像匹配进行目标识别,并通过目标在图像中的大小估算目标距离。这一方案在横向测距上精准度较高,但对纵向维度的探测则较弱,且无法对非标准障碍物进行判断,因此智能车企业大多会选择增加毫米波雷达或激光雷达的融合方案。激光雷达目前最被国内业界看好,但其成本高、可量产性等问题仍是该方案大规模落地上车的痛点。在此背景下,头部零部件企业对4D毫米波雷达的开发进程正在提速。

  传统Tier 1(一级汽车供应商)厂商在4D产品方面布局较快,大陆、采埃孚、安波福三家均有产品在2022和2023这两年实现量产。国内厂商目前拥有4D毫米波雷达样机的有经纬恒润、威孚高科、联合光电等。

  近年来,越来越多的企业开始布局毫米波雷达领域,截至2022年9月底,我国毫米波雷达供应商约有200余家。行业广阔的前景正不断吸引新入局者加入毫米波雷达赛道竞争中,在企业的不断发力下,我们相信国产化替代进程将逐步加快!

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