感測器在先進駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛系統(AD)中已經非常普遍，它主要用來提高乘客和司機的安全性。如今，攝影機(Camera)、雷達(Radar)和光達(LiDAR)的組合，被用來掃描車輛環境、即時處理資料，這種方案可以比人類司機有更快、更準確地反應。
為了客觀瞭解當前車輛攝影機、雷達和光達的市場趨勢，《國際電子商情》姊妹平台《EE Times Europe》諮詢了Yole Intelligence(隸屬於Yole Group)光電和感測部門資深技術和市場分析師Pierrick Boulay，該部門首席分析師Pierre Cambou也分享了部分觀點。
EE Times Europe：越來越多的感測器被部署在車輛中，以提升車輛的主動安全性能，但感測器的數量不可能無限增加。伴隨著更多短程、中程和遠端應用感測器的出現，未來的感測器類別是否會更加具體？
Pierrick Boulay：的確，感測器的數量不可能無限增加，這既是出於成本的原因，也是出於整合的原因，沒有人想要一輛看起來像robotaxi的車輛。每一顆感測器必須要像雷達一樣，可以完美整合或隱藏在車輛中。目前，感測器可用於車輛的短程、中程或遠端應用，車載雷達過安裝在不同的位置，可專用於中短程應用和遠端應用。如今，車載光達主要用於遠端應用，我們希望未來能看到短程光達應用在高速公路自動變道、城際駕駛，甚至城區道路駕駛中。以上幾個應用需要即時監控車輛周邊環境，避免車輛存在任何的盲區。我們將在車輛上看到不同世代的感測器和電腦，它們具備更高的性能，能實現不同程度的自動駕駛。
攝影機
EE Times Europe：根據Yole的資料，2021年出產的每輛車平均搭載了2.6個攝影機，預計到2027年，平均每輛車的攝影機數量將上升到4.6個。現今展示的先進原型車通常裝有11~12個攝影機，根據出售給普通消費者的自動駕駛車輛(Consumer AV)的發展藍圖，這類車型平均每輛車搭載了20個以上的攝影機。而熱敏、可見光成像和夜視攝影機的技術和市場趨勢是什麼？
Pierrick Boulay：由於熱像儀成本高、解析度低，它僅用在少數車型上。主要的使用情況是檢測路上的行人或動物。只有在價格較低的情況下，此類攝影機的成長才可預期。一直到現在，熱像儀的價格仍然非常昂貴，但它們已經開始在Waymo、Cruise和Zoox等自動駕駛車(AV)中部署。可能還需要幾年才能成為ADAS中的主流元件。
可見光成像儀的發展趨勢是解析度的提升。幾年前，前視ADAS攝影機的解析度僅有130萬畫素，現在它的解析度提高到了800萬畫素，且未來還可望近一步提高。當然，這並非唯一的趨勢——攝影機的幀率也在提升，如今的幀率已達到每秒60幀，一些玩家還在探索更高的幀率。同時，攝影機的動態範圍也很重要，以便能在低光照條件下進行操作，保證車輛能在離開隧道時可以從低光照快速過渡到強光照。另外，交通訊號燈是由LED製成，LED的驅動方式會誘發光的閃爍，可能會被運行中的攝影機誤判。對此，還可以透過提升攝影機的參數，來抵消光線閃爍帶來的影響。
EE Times Europe：可見光攝影機可能無法在夜間或惡劣天氣條件下提前檢測到危險，而熱像儀在這些環境下非常有效。我們會在車輛上看到熱像儀越來越多地參與協同工作嗎？
Pierrick Boulay：誠然，可見光攝影機在光線不足或惡劣天氣下的效果不佳，而遠紅外線(FIR)或短波紅外線(SWIR)攝影機可以解決這個問題。但目前這些攝影機的價格仍然太貴，而且需要進一步改進性能，才能在車輛中完美部署。
沒有任何一種單一模式能解決AV技術的挑戰。攝影機可以提高解析度、速度和動態範圍，但問題出現在下游的即時運算能力方面。例如，事件相機(Event-Based Camera)帶來了額外的性能，但也要求開發商必須重新考慮自己的系統。無論如何，攝影機必須與4D雷達、和慣性/GNSS裝置協同工作。有一件事是肯定的——ADAS和AV技術的進步——這將需要更多攝影機和更多樣化的攝影機類型。
雷達
EE Times Europe：根據Yole的資料，全球車載雷達市場規模在2021年達58億美元，預計到2027年將以14%的年複合成長率成長到128億美元，推動其成長的主要驅動力是什麼？
Pierrick Boulay：部署雷達的主要驅動因素與車輛安全功能有關，比如自動緊急煞車(AEB)功能，該功能可與ADAS前視攝影機協同工作。多年來，雷達一直被用於車輛後部的盲點檢測；最近，推動雷達的一個新驅動力與十字路口的安全有關。為了解決這一問題，OEM越來越多地採用前角雷達。另一驅動因素與艙內感應有關，雷達將用於兒童存在檢測，即使車內的孩童被毯子蓋住，車內兒童檢測系統(CPD)也能檢測到他們。
EE Times Europe：誰在引領潮流？科技巨頭是否會透過大規模投資來改變遊戲規則？是否會出現新的挑戰者？
Pierrick Boulay：領先的企業有Continental、Bosch、Hella (現為Forvia)、Denso、Aptiv和Veoneer。這六家企業擁有約80%的市佔，當然還有一些新玩家正在崛起，比如Arbe、Vayyar、Uhnder和Metawave。他們專注于開發可提供更佳角度解析度的成像雷達，從而能更好地感知物體。
EE Times Europe：是否有看到有趣的技術協同效應？
Pierrick Boulay：除了整合之外，射頻(RF)性能也有根本性的演變。最初，雷達在轉向數位波束形成(全場景照明)之前使用模擬波束形成和機械轉向操作。在數位波束形成時代，導入了多輸入多輸出(MIMO)技術，在保持合理物理尺寸的同時，還增加了虛擬孔徑。目前，業內所有參與者都提供MIMO縮放(從0.2k~2k畫素)，以實現低於1°角解析度的4D成像雷達。儘管如此，外形尺寸和成本仍然很重要。所以預計會出現一個「甜蜜點」。除非使用超過77GHz的頻率，否則雷達中RF的演進可能會即將結束。在下一代雷達中，重點將轉向雷達訊號運算。這就是業界開始研究雷達訊號的機器學習和人工智慧演算法的原因。
光達
EE Times Europe：根據Yole Intelligence的資料，到2027年，車輛光達市場預計將達到20億美元，高於2021年的3800萬美元。您認為光達技術有哪些新興趨勢？
Pierrick Boulay：首先，光達內部的元件類型正在發生變化。例如，在發射端由邊發射雷射器(EEL)過渡到VCSEL，接收端探測器從光電二極體(PD)/雪崩二極體(APD)過渡到單光子雪崩二極體(SPAD)/矽光電倍增管(SiPM)，晶片端從FPGA過渡到ASIC。這些變化正在提高掃描範圍、解析度，從而提高光達的資料品質。關於光達的類型，也存在從「具有機械運動元件的混合固態光達」到「沒有機械運動元件的純固態光達」的過渡。在未來5~10年內，預計會出現基於光學的光達，它使用調頻連續波(FMCW)原理進行測距和光學掃描。
EE Times Europe：誰在引領潮流？是中國玩家嗎？
Pierrick Boulay：在光達市場上，真正能夠向OEM交付產品的玩家寥寥無幾。Valeo是一個明顯的領導者，自2018年以來該公司與Audi一起進行大規模量產。除了Valeo之外，我們也注意到來自中國的禾賽科技、速騰聚創，這三家公司目前在市場上佔主導地位。另外，包括Innovusion、Continental和華為在內的其他公司也在小批量提供光達，而Luminar和Innoviz目前仍未量產。
EE Times Europe：在2020~2021年期間，光達是融資輪次和融資金額方面的主導類別。今天的情況如何？
Pierrick Boulay：2021年，投資者對光達公司的投資總額超過26億美元，但這一數字在2022年降低了10倍以上。我們認為，投資者正在更謹慎地考慮投資物件。他們希望能投資在合適的創業公司，這些公司的技術不僅能保持低成本，還能實現大批量生產，同時還要滿足車輛對的光達需求。與此同時，投資者正在尋找能夠真正向OEM交付光達的公司。
EE Times Europe：我們會看到該領域的整合嗎？
Pierrick Boulay：是的，很明顯。如果我們觀察車輛攝影機和雷達市場，其中4~5家廠商約佔據75%的市場份額。從中長期來看，預計光達領域也會出現類似的動態。Velodyne/Ouster等光達製造商之間的整合將繼續，或者Tier 1公司將收購光達公司。其他公司將消失，或將重點轉向工業應用，以更快地盈利。
EE Times Europe：我們在感知感測器方面還缺少什麼？
Pierrick Boulay：需要降低光達感測器的成本，以實現自動駕駛功能，但成本也與產量有關。如今，光達感測器的產量太低，而提高產量對大幅降低成本至關重要。此外，還需要進行更多的開發，才能在惡劣天氣下實現自動駕駛。最近，Waymo發佈了一段視訊，展示的是——下雨天，Robotaxis可以在沒有安全駕駛員的情況下實現自動駕駛。因此，車輛實現自動駕駛是可能的，而車輛從業者還需要做更多的工作。這將與感測器硬體和相關的感知軟體有關。
(參考原文：Cameras, Radars, LiDARs: Sensing the Road Ahead，by Anne-Françoise Pelé)
本文原刊登於國際電子商情網站
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