車載攝像頭是ADAS系統(tǒng)的主要視覺傳感器,也是汽車智能化使用量最多的傳感器,通過感知車輛周邊的道路狀況,幫助實(shí)現(xiàn)前向碰撞預(yù)警、車道偏離預(yù)警、行人檢測(cè)、自動(dòng)泊車等ADAS功能,實(shí)現(xiàn)駕駛安全性的提升。
以ADAS為代表的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)不斷滲透所帶來(lái)的匹配功能需求,將為車載攝像頭市場(chǎng)打開更廣闊的增長(zhǎng)空間。
同時(shí),車載攝像頭將作為車聯(lián)網(wǎng)信息處理的重要入口,結(jié)合智能座艙和車載信息娛樂系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多層次的人機(jī)交互模式,滿足未來(lái)出行的個(gè)性化需求。
目前國(guó)外攝像頭廠商在中國(guó)汽車市場(chǎng)仍占據(jù)重要地位,近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)自主汽車品牌以及新興造車企業(yè)的不斷發(fā)展,國(guó)內(nèi)攝像頭廠商也將受到帶動(dòng),產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外差距進(jìn)一步縮小,滿足汽車國(guó)產(chǎn)化的成本及質(zhì)量要求。
但車載攝像頭領(lǐng)域,仍存在較高的行業(yè)壁壘。
車規(guī)級(jí)安全級(jí)別:工作溫度要求:范圍-40至85℃,或-40至105℃;防水防磁抗震:對(duì)元件用材的選擇提出了嚴(yán)格的要求;使用壽命:8-10年
適應(yīng)復(fù)雜路況:高動(dòng)態(tài)范圍:95dB-120dB;角度根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景采用不同的視場(chǎng)角,水平50-210°,垂直28-140°
汽車行業(yè)的質(zhì)量管理體系認(rèn)證:ISO/TS16949質(zhì)量管理體系認(rèn)證,企業(yè)必須至少具備連續(xù)1年的汽車相關(guān)產(chǎn)品的制造及其品質(zhì)檔案;通過整車廠的工藝審查和產(chǎn)品認(rèn)可程序;嚴(yán)苛的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和較長(zhǎng)的周期。
前裝車用攝像頭模組一般需要定制化開發(fā),供應(yīng)商根據(jù)整車廠特定車型的不同功能需求,開發(fā)出性價(jià)比適中的產(chǎn)品。
由于車用攝像頭模組封裝制造工藝復(fù)雜,對(duì)長(zhǎng)時(shí)間工作的可靠性要求極高。為保障良好的抗電磁干擾和熱穩(wěn)定性,模塊機(jī)身采用鋁合金壓鑄,封裝工藝上必須確保高機(jī)械強(qiáng)度和抗?jié)B透性。
作為車載攝像頭的上游,元件廠商(鏡頭、圖像傳感器、ISP)鏡頭:涉及鏡片加工、鏡頭組裝,加工精密且復(fù)雜,國(guó)內(nèi)企業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯。圖像傳感器:CMOS或CCD,將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào),市場(chǎng)受歐美日韓廠商壟斷。ISP處理器:圖像處理,將電子信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖像,以國(guó)外廠商為主。
中游:模組廠商(車規(guī)級(jí)安全要求),主要將鏡頭、圖像傳感器和ISP封裝成車規(guī)級(jí)的攝像頭模組,工藝壁壘高。
下游:功能應(yīng)用(系統(tǒng)集成),包括前向ADAS功能、AVM環(huán)視系統(tǒng)、自動(dòng)泊車系統(tǒng) 、倒車影像;座艙人臉識(shí)別、 疲勞預(yù)警、手勢(shì)操控。無(wú)論前裝還是后裝市場(chǎng),在這一領(lǐng)域國(guó)內(nèi)企業(yè)密集布局。
車載攝像頭大致可以分為三類:前視ADAS攝像頭、環(huán)視攝像頭和座艙內(nèi)置攝像頭。在使用數(shù)量上,前視ADAS可選用單目、雙目和三目的攝像頭方案,環(huán)視AVM系統(tǒng)普遍配備4個(gè)廣角攝像頭,座艙內(nèi)部一般選用1或2個(gè)攝像頭用于手勢(shì)識(shí)別、疲勞監(jiān)測(cè)等功能。
報(bào)告稱,以國(guó)內(nèi)的前裝市場(chǎng)情況來(lái)看,預(yù)計(jì)2018年至2025年,前視ADAS攝像頭的出貨量將由330萬(wàn)顆上升至7500萬(wàn)顆,CAGR達(dá)56%,環(huán)視攝像頭的出貨量將由1500萬(wàn)顆增長(zhǎng)至1.7億顆,CAGR達(dá)42%,而座艙內(nèi)置攝像頭出貨量將由180萬(wàn)顆上升至4600萬(wàn)顆,CAGR達(dá)59%。
根據(jù)不同的用處需求、選型、性能及訂單量,前裝車載攝像頭的單價(jià)變動(dòng)幅度極大。在批量訂單的基礎(chǔ)上,滿足L1/L2的前置單目ADAS攝像頭的單價(jià)區(qū)間約為90-600元,環(huán)視攝像頭的單價(jià)區(qū)間約為70-500元。
以國(guó)內(nèi)的前裝市場(chǎng)情況來(lái)看,預(yù)計(jì)2018年至2025年,前視ADAS攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模將由10億元上升至170億元,CAGR達(dá)50%;環(huán)視攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模將由26億元上升至207億元,CAGR達(dá)34%;座艙內(nèi)置攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模將由3.3億元上升至56億元,CAGR達(dá)50%。整體車載攝像頭的市場(chǎng)規(guī)模由2018年的39億元增長(zhǎng)至2025年的436億元,CAGR達(dá)41%。
由于存在較高的技術(shù)壁壘,車載攝像頭模組行業(yè)集中度較高,前四大供應(yīng)商市場(chǎng)份額達(dá)50%,前八大供應(yīng)商市場(chǎng)份額超80%,歐美日韓廠商占據(jù)較大的市場(chǎng)份額。
近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)汽車智能化的普及,智能汽車將是攝像頭模組的下一個(gè)強(qiáng)勁增長(zhǎng)點(diǎn)。不少企業(yè)開始開始加大力度投入車載攝像頭業(yè)務(wù)。
此外,車載攝像頭仍處于技術(shù)不斷演進(jìn)升級(jí)周期。
高靈敏度、寬動(dòng)態(tài)、高像素:作為ADAS及自動(dòng)駕駛功能的核心傳感器之一,車載攝像頭需要能夠最大限度地適應(yīng)不同的光照條件,能夠更加快速、精確地感知路況信息,并加強(qiáng)對(duì)圖像噪點(diǎn)的抑制。
大視場(chǎng)角:選擇大視場(chǎng)角的光學(xué)鏡片是降低視覺盲區(qū)的有效措施。
低成本:在提高質(zhì)量的同時(shí),保證成品的低成本。
自清潔:為時(shí)刻保持傳感器的可用性和可靠性,攝像頭上的污垢、冰雪會(huì)導(dǎo)致視野的局限,搭載自清潔的噴水系統(tǒng)可及時(shí)進(jìn)行清洗。
美觀性:在提高汽車安全性的同時(shí),模組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)配合整車車型的結(jié)構(gòu)風(fēng)格設(shè)計(jì),確保整體車型的美觀。
此外,圖像傳感器的像素決定了攝像頭最遠(yuǎn)探測(cè)距離。ADAS前向攝像頭的主要作用在于識(shí)別車輛前方距離的障礙物,在關(guān)鍵時(shí)刻作出緊急制動(dòng)避免碰撞等功能,對(duì)于像素的要求將會(huì)持續(xù)提高,同時(shí)通過narrow FOV增強(qiáng)視覺距離。
目前,主流ADAS前置攝像頭在1百萬(wàn)像素左右,基于一定的尺寸以及視場(chǎng)角的不同,探測(cè)距離在120m以內(nèi)。同時(shí),2百萬(wàn)像素正在成為趨勢(shì),探測(cè)距離提升至150-200m。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度,若像素達(dá)到8百萬(wàn),探測(cè)距離將達(dá)到300m的水平。
應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)之紅外夜視系統(tǒng):
夜間是駕駛事故的高發(fā)時(shí)段,來(lái)自于軍用車輛裝備的紅外夜視系統(tǒng),能夠解決夜間駕駛的多項(xiàng)痛點(diǎn),有效提高安全性。目前,由于成本較高,紅外夜視系統(tǒng)普遍在豪華高配車型上搭載。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)自主品牌為提升產(chǎn)品安全性與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,逐步關(guān)注紅外夜視系統(tǒng)的應(yīng)用。隨著技術(shù)的改進(jìn),成本將進(jìn)一步下降,車載紅外夜視系統(tǒng)將得到廣泛應(yīng)用。
應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)之人機(jī)交互系統(tǒng):人臉識(shí)別、疲勞檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別、注意力監(jiān)測(cè)及駕駛行為分析
隨著汽車智能化及車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,未來(lái)汽車座艙電子也朝著更深層次的人機(jī)交互方向發(fā)展,不斷提升駕駛者及乘客的駕駛體驗(yàn)與行車安全。
通過采用攝像頭的視覺識(shí)別作為人機(jī)交互的重要方式,將帶動(dòng)座艙電子獲取更多的新技能,創(chuàng)造更豐富的安全輔助功能。
應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)之RGB-D攝像頭
隨著智能座艙人機(jī)交互功能的逐步普及,對(duì)人臉識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別準(zhǔn)確率、魯棒性的要求將日漸提高。由于座艙內(nèi)部環(huán)境受到光照條件、復(fù)雜背景的影響,識(shí)別準(zhǔn)確率可能出現(xiàn)較大偏差。
為解決這個(gè)問題,業(yè)界提出一種基于RGB-D攝像頭的識(shí)別算法。通過RGB-D攝像頭同時(shí)采集RGB圖像數(shù)據(jù)和深度信息數(shù)據(jù),比較與單獨(dú)采集RGB圖像的攝像頭,深度信息的融合能夠有效消除光照條件及背景對(duì)采集信息的影響,更加明顯提升識(shí)別的準(zhǔn)確率。
目前,RGB-D攝像頭主要應(yīng)用于消費(fèi)娛樂電子、機(jī)器人、安防等領(lǐng)域,隨著座艙人機(jī)交互的滲透及技術(shù)迭代,RGB-D攝像頭將迎來(lái)更廣闊的應(yīng)用空間。