日本公司争夺自动驾驶传感器市场

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日本公司争夺自动驾驶传感器市场

随着道路上自动驾驶汽车的出现,作为汽车“眼睛”的——图像、雷达和lidar ——三种传感器厂商之间的竞争日益激烈。

索尼董事长兼总裁吉田健一郎在1月份的消费电子展(CES)上发布Vision-S概念车时表示,“我认为下一个大趋势(继手机之后)将是移动性。”这款概念车是索尼进军日益拥挤的电动汽车市场。

Vision-S将有33个传感器,包括索尼的专业图像传感器。负责该车研发的索尼高级副总裁川西泉(Izumi Kawanishi)表示,该传感器“给乘客和行人带来安全感,因为它提供了360度的视觉”。

索尼约占全球智能手机摄像头图像传感器市场的70%,但仅占汽车图像传感器市场的9%。Vision-S是该公司为进入由on半导体等老牌美国制造商领导的市场而做出的探索性努力。这家总部位于亚利桑那州的公司已经生产汽车图像传感器50多年了,控制着45%的市场。

汽车传感器必须能够记录对比度强的场景,同时大大降低几乎所有新车和现代交通信号中使用的LED灯的闪烁。满足其中一个很容易,但同时满足这两个要求是一个挑战。

LED闪烁是最难解决的问题之一,它是由灯的快速闪烁引起的。这种现象对于正常人的眼睛来说几乎无法区分,但是对于图像传感器来说太明显了。这可以通过增加相机的曝光时间来解决。但这会导致高光过度曝光,降低区分物体所需的对比度。

ON半导体通过改变传感器中像素的结构来解决这个问题。其产品已成为斯巴鲁等汽车制造商的支柱产品,用于视觉安全系统。

另外两种类型的传感器——是毫米波雷达和激光雷达三维传感器——,它们测量汽车和周围物体之间的距离。对毫米波雷达的需求越来越大,因为它弥补了背光下图像传感器的弱性能。像所有雷达一样,毫米波雷达通过计算击中和反弹目标的时间来测量离目标的距离。它无法识别形状,但不受雨雪等恶劣天气的影响,会严重影响图像传感器的性能。

世界上最大的毫米波雷达制造商是德国英飞凌科技公司,该公司于2005年率先大规模生产用于毫米波雷达的低成本硅锗碳半导体。

一些已经上路的车辆已经配备了6毫米波雷达装置。当自动驾驶成为现实时,每辆车将有15辆左右。

这看起来可能很棒,但可能会引起问题;也就是其他车辆雷达信号的干扰。“无噪声技术的研究和开发将是未来的任务,”日本英飞凌技术公司汽车自动化和底盘区域中心主任古屋友隆说。

毫米波雷达也可以用于车内,监测留在车内的儿童的情况。

今年4月,日本汽车零部件制造商阿尔卑斯山(Alps Alpine)与瑞典初创公司雅高(Acconeer)合作,共同开发低能量毫米波雷达。阿尔卑斯山公司副总裁全说:“毫米波雷达消耗的能量很少,因此即使在发动机关闭的情况下,它也能监测车辆内部。”。

他说,摄像头是用来检测司机打瞌睡的,但“晚上监控精度下降,很难看到盖着毯子的孩子。”毫米波雷达可以通过检测心跳这样的轻微运动来感知一个孩子,而不管汽车的内部结构如何。

三维激光雷达也被吹捧为自主驾驶的三大传感器支柱之一。激光雷达是光学探测和测距的简称。它测量物体距离的方式与毫米雷达非常相似,但它使用波长更短的红外激光,这使它能够检测更小的物体。

“如果不使用马达,激光雷达的成本可以降低到每台几百美元,”东芝高级研究科学家Akihide Sai说,他指的是一种可以看到所有方向的传统旋转设备。这种复杂的结构大大增加了激光雷达传感器的价格,激光雷达传感器主要用于测试车辆以获取地图数据。

东芝将开发一种使用固态技术的激光雷达系统,用半导体代替驱动元件。

京瓷和先锋也进入了激光雷达业务,提高了更低价格和更小产品的门槛。日本芯片制造商瑞萨电子(Renesas Electronics)也涉足了这个行业,为加拿大初创企业LeddarTech提供半导体,并将其激光雷达用于加拿大的自动驾驶班车。固态技术将加速激光雷达传感器的普及。

根据矢野研究所的估计,自动驱动系统用激光雷达的市场可能会从2020年的24亿日元(2270万美元)增长到2030年的4959亿日元,增长200倍。很多公司都进入了这个市场,据说全球约有100家专业初创公司,创造了一个高度动态的局面。

——图像传感器、毫米波雷达、激光雷达——这三个传感器哪个会占主导?某元器件厂商的工程师说,“各有利弊。为了让汽车更安全,集成不同的系统非常重要。”

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