先進的駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛技術在很大(dà)程度上依賴于傳感器，包括激光雷達、常規雷達和攝像頭。最近，随着越來越多的汽車(chē)配備先進的傳感器系統，這些技術領域都取得了重大(dà)進展。

激光雷達傳感器及解決方案

在開(kāi)發ADAS和自動駕駛技術方面，激光雷達變得至關重要，因爲它可以創建周圍環境的3D地圖，能夠檢測周圍物(wù)體(tǐ)的空間位置甚至速度。

Counterpoint技術市場研究報告《2019-2030年全球自動駕駛乘用車(chē)市場》預測：到2025年，全球生(shēng)産的新車(chē)中(zhōng)将有10%能夠實現L3級自動駕駛。L4級自動駕駛車(chē)将最先進入美國和歐洲等發達國家，盡管這些地區的L3級車(chē)比例更高(需獲得監管許可)。

Counterpoint認爲，激光雷達在L3及L3級以上車(chē)市中(zhōng)具有巨大(dà)的發展潛力，并将在2030年前同時進入大(dà)衆市場。該機構還表示，激光雷達領域有望以65.9%的年複合增長率增長，到2030年，出貨量将超過1億台，市場規模将達到150億美元。

激光雷達的主要發展趨勢之一(yī)是4D激光雷達。除了3D定位外(wài)，4D激光雷達還能利用反射激光，測量汽車(chē)到其它物(wù)體(tǐ)的距離(lí)，并将瞬時速度繪制成第四維度。這樣就能讓系統更詳細地了解周圍環境以及環境内物(wù)體(tǐ)的運動，這是車(chē)輛和機器人等自主設備做出精确決策的關鍵因素。

Aeva股份有限公司是一(yī)家專門生(shēng)産4D激光雷達傳感器的公司，該公司最近發布了下(xià)一(yī)代4D激光雷達傳感器産品(見圖1)。這款最新的Aeries II 4D激光雷達傳感器，采用頻(pín)率調制連續波(FMCW)技術，可以直接識别每個點的即時速度和精确3D位置，實現了突破性的檢測和感知(zhī)力。

FMCW技術本質上不受陽光直射、其他激光雷達傳感器和反光鏡重影的幹擾。與傳統的飛行時間3D激光雷達傳感器相比，由于利用了額外(wài)維度的速度數據，這些傳感器具有明顯的優勢，包括：

功能範圍更大(dà)：能夠檢測、分(fēn)類和跟蹤汽車(chē)、自行車(chē)和行人等動态變化目标

超高分(fēn)辨率：實時相機級别的圖像，分(fēn)辨率比傳統飛行時間激光雷達傳感器高20倍

小(xiǎo)物(wù)體(tǐ)檢測：能夠通過更加可靠地檢測道路上的小(xiǎo)物(wù)體(tǐ)來發現道路危險，檢測距離(lí)可達傳統激光雷達傳感器的兩倍

定位與導航：無需像IMU或帶4D定位的GPS這類額外(wài)的傳感器，就能提供精确定位和導航，能以六個自由度實時估計車(chē)輛運動

Aeries II是市場上第一(yī)個采用片上激光雷達技術的傳感器，在一(yī)個小(xiǎo)型矽光子模塊中(zhōng)，集成了所有重要的傳感器組件，包括發射器、接收器和光學器件。得益于高集成度和無光纖技術，整個制造過程實現了高度自動化。

激光雷達技術的另一(yī)個主要趨勢是，在硬件傳感器中(zhōng)添加了人工(gōng)智能算法，充分(fēn)發揮軟件組件的靈活性，進而增強系統的性能并拓寬應用範圍。

AEye股份有限公司開(kāi)發出了一(yī)款4Sight智能傳感平台。這是一(yī)種軟件定義的激光雷達解決方案，可利用人工(gōng)智能，實現可以挽救生(shēng)命的動态運輸和移動應用。傳統的被動激光雷達系統無法考慮不斷變化的條件或平衡競争性優先級，而AEye的這種自适應激光雷達則不同，該雷達提供了高性能、軟件可定義的解決方案，通過适當的裁剪，可以滿足任何自主應用的各種性能和功能需求。4Sight系統非常靈活，可以适應各種市場、應用、用例、設置和天氣條件。

大(dà)陸集團(Continental AG)基于AEye的4Sight智能傳感平台所構建的HRL131，有望成爲業内首個進入汽車(chē)市場且批量生(shēng)産的高分(fēn)辨率、固态、遠程激光雷達傳感器。HRL131是大(dà)陸集團用于L2至L4級自動檔和自動駕駛應用的全棧汽車(chē)級系統的重要組成部分(fēn)，它進一(yī)步完善了該公司包括雷達、攝像頭和超聲波技術在内的傳感器套件。HRL131的掃描模式配置示例如圖2所示。

雷達成像

利用無線電(diàn)波探測和定位環境中(zhōng)物(wù)體(tǐ)的常規雷達，通常與包括相機和激光雷達在内的其他傳感器一(yī)起，組成一(yī)個整體(tǐ)感知(zhī)系統。目前常規雷達發展的趨勢之一(yī)，是進一(yī)步提高分(fēn)辨率和覆蓋範圍。這一(yī)點很重要，因爲這樣可以更詳細地繪制環境地圖，爲ADAS和自動駕駛系統提供更精确的信息。

以色列Arbe公司最近推出了Lynx，一(yī)款用于自動駕駛汽車(chē)的、具有革命性的360°雷達。之前，360°跟蹤往往依賴于成像。而Arbe開(kāi)發的這項技術，聲稱是業界第一(yī)個利用一(yī)套雷達即可實現對車(chē)輛整體(tǐ)環境進行人工(gōng)智能分(fēn)析的系統。

雷達在自動駕駛中(zhōng)至關重要，因爲它可以識别、分(fēn)類和監視物(wù)體(tǐ)。通過實時獲取和處理數據，可以創建車(chē)輛周圍自由空間的完整地圖，并提供潛在的危險分(fēn)析。這一(yī)功能是由雷達的“重疊”實現的，它支持從一(yī)個單元到下(xià)個單元平滑地跟蹤感興趣的物(wù)體(tǐ)，同時使用兩種獨立的感知(zhī)算法驗證它們的位置。因此，有些場景能夠得到更好的處理，例如在擁堵的城市交通中(zhōng)行駛、安全地并入高速公路、以及留意空車(chē)道以備潛在的應急等。

與激光雷達的發展一(yī)樣，還有一(yī)種趨勢是，提供在單個芯片上高度集成的雷達解決方案。恩智浦半導體(tǐ)的新型SAF85xx就是這樣的例子，它是業界首個專爲下(xià)一(yī)代ADAS和自動駕駛系統設計的28nm RFCMOS雷達單片IC系列産品。

這種單芯片系列産品，将高性能雷達檢測和處理技術整合在一(yī)顆器件中(zhōng)，爲一(yī)級供應商(shāng)和OEM廠商(shāng)提供了新的靈活性，可以解決短、中(zhōng)、遠程雷達應用，滿足當前和未來日益具有挑戰性的新車(chē)評估計劃(NCAP)的安全需求(見圖3)。

SAF85xx集成了一(yī)個雷達收發器，工(gōng)作頻(pín)率覆蓋整個汽車(chē)雷達頻(pín)段的76GHz至81GHz，并帶有基于Arm Cortex A53和M7内核的雷達微處理器以及SRAM。與上一(yī)代芯片相比，單芯片系列産品具有兩倍的射頻(pín)性能，并将雷達信号處理速度提高了40%，實現了角部雷達和前部雷達的4D檢測。因此SAF85xx非常适合安全關鍵型ADAS應用，如自動緊急制動、自适應巡航控制、盲點監測、交叉路口交通提醒和自動泊車(chē)。

攝像頭

攝像頭通過提供周圍環境的視覺信息，來檢測車(chē)道标線、紅綠燈和其他車(chē)輛，因而成爲ADAS和自動駕駛的重要組成部分(fēn)。

除了分(fēn)辨率越來越高外(wài)，攝像頭發展的另一(yī)主要趨勢是集成不同類型的傳感器，也稱爲傳感器融合。一(yī)個關鍵的發展領域是，在高不确定性或噪聲較強的場景中(zhōng)集成傳感器系統，包括激光雷達、常規雷達和攝像頭。

通過整合來自多個傳感器的數據，傳感器融合可實現對環境的更全面了解。傳感器融合對于ADAS和自動駕駛來說至關重要，因爲它能夠更準确地反映周圍環境，從而使車(chē)輛做出更明智的決策。