最近小鹏推出了最新的P7产品,其中代表其智能化的Xpilot系统将可能实现接近于L3级别的自动驾驶,我认为这是这款车型最令人期待的一点。小鹏G3车型虽然也搭载了XPILOT系统,但它一直无法精确识别一直静止的物体。究其原因,其所搭载的传感器无法远距离识别前方静止物体距离,最后只能等到车辆接近时再由前部的超声波雷达判断车距。可是如果此时车速较快,车子就有发生事故的危险,所以高级别的自动驾驶便一直无从实现。

从理论上来说,虽然对于衡量L3级别自动驾驶的具体标准业内还有不同的声音,但有一点是大家的共识,那边是L3级别代表驾驶是以“人”为主到“车”为主的转变,最明显的体验就是人的手和眼可以得到长时间的解放,不用再看路或再握住方向盘(Model3基本可以实现,虽然国内还不允许)。从这个角度上说,只有达到L3级别的自动驾驶才算是真正的自动驾驶。而要实现L3级别以上的自动驾驶,必须拥有看得远又看得准的传感器。如果将软件管理系统比作是大脑,那么传感器就是汽车的眼睛和耳朵,如果传感器获取不了足够精确的信息,脑子再发达也难为无米之炊,无法做出精准的判断。G3自身的bug就是如此。

而小鹏这款P7就完全解决了这个问题。新量产的P7搭载了14个摄像头、5个毫米波雷达以及12个超声波雷达,并且还会配合高精度地图和高精度定位融合来实现L3级别的自动驾驶。而这套传感器的配置甚至要比特斯拉(8个摄像头+1个毫米波雷达+12个超声波雷达)更加强大。

这里面我最关注的就是毫米波雷达,它可以说是实现高级别自动驾驶最为核心的零部件。目前车载传感器有超声波、摄像头、红外、激光和毫米波等种类,除了毫米波之外,其他四种都容易受到天气影响(无论在洁净空气中还是在雨雾、烟尘、污染中,毫米波的衰减都弱于红外线、微波等,具有更强的穿透能力)。我之前试驾Model3时正值雨天,摄像头便将地面虚线识别为了实线,但是对前方车辆的车距判断上,fsd系统仍然很精准,这表明负责二维信号的摄像头出现了认识错误,而负责深度探距的毫米波雷达却可以全天候工作(下图为安装在Model3 防撞梁靠后的毫米波雷达)。

另外,红外和光学传感器受物体的形状和颜色影响很大,不利于实现完全的自动驾驶,而且激光雷达成本非常高昂。所以目前综合来看,如果要实现自动驾驶,“毫米波雷达+摄像头”(摄像头可以弥补毫米波雷达视角)的组合基本是唯一的选择(从特斯拉和小鹏的选择上便可以看出)。根据IHS的数据,目前这种组合在整个汽车防撞传感器的配备中达到了70%,已经成为了一种主流。

 

但是,如果要实现L3级别以上的自动驾驶,毫米波雷达的选择便要更为讲究了。由于毫米波在大气中衰减比较弱,可以探测到更远的距离,这便为其代替人的眼睛进行远距离观看提供了可能。毫米波雷达有远距离雷达(LRR)和近距离雷达(SRR)两种,而由于其使用频率不同,这两种毫米波雷达系统又被称为77GHz和24GHz雷达系统。长距离(50至200m)的检测只有77Ghz雷达可以实现,而对于中距离(20至50m)和短距离(0至20m)的检测,77GHz雷达和24GHz雷达都可以实现。

除了测距能力外,毫米波雷达的分辨率也至关重要。它指的是“雷达可以区分的两个物体的最近的距离”。如果两个物体靠得很近,那么雷达可能会将其列为一个物体,而如果分得开一些,雷达会看到两个物体。那么究竟离多远雷达能区分两个物体?这个距离就是雷达的分辨率。

分辨率的计算公式也很简单,就是光速/2倍的雷达带宽,所以对于24GHz和77GHz来说,可以直接算出其分辨率。前者是60m,后者则约为20cm。可以说,77GHz的分辨率比24GHz提高了三倍以上。而且77GHz毫米波雷由于频率相较24GHz雷达更高、波长更短,因此其所需要的天线就更短,所以做成的雷达体积就更小,这对于追求美观与轻量化汽车制造来说是至关重要的。

所以,77GHz毫米波雷达看得远、看得清,长得又好看。在L3级别以上的自动驾驶中,由于系统开始全面取代人的判断,传感器对前车距离、速度进行反映的提前量和准确度等对于中央处理系统来说便更加重要,而要实现这一点,77GHz高精度毫米波雷达是不可缺少的核心部件。

目前应用在豪华汽车上的ADAS(Advanced Driving Assistance System,高级驾驶辅助系统)功能都必须配备至少一个77GHz高精度毫米波雷达才能够完全实现。汽车行业中对于自动驾驶的毫米波雷达配备一般有“1长+4中短”这种说法,指的是1个77GHz在前面,另外4个24GHz用于侧方和后方,一共5个毫米波雷达。目前全新奥迪A4就采用5个毫米波雷达(1长+4短),奔驰的S级则更加多一些,采用了7个毫米波雷达(1长+6短)。

但是,不管怎么组合,要想实现完全自动驾驶,前方毫米波雷达必须是77GHz高精度雷达,否则就会像文中开始时说的G3要等到快撞到前方物体时才实现测距,将给行车带来极大危险。

讲完了77GHz雷达之于未来L3级别以上自动驾驶的不可或缺性,我们再来看看77GHz雷达的市场情况。相关研报指出,2014年全球的车载毫米波雷达市场出货量在1900万颗,预计到2020年将增长至7200万颗,年复合增长率达到25%,整个毫米波雷达行业正在处于市场快速增长期。但这个报告是很久前做出的,并未预测到能源汽车的发展。我个人认为,智能化是新能源电动车的发展方向,也是决定其是否能够取代燃油车、成为下一代交通工具的重要因素。建立在5G基础上的智能驾驶就是其中最重要的代表,这种发展趋势将会为其扩充前景,自动驾驶很可能将会成为下一代车的标配。

我们看77GHz雷达的销售增速也可以发现这样的趋势。据《2019-2020年全球与中国汽车毫米波雷达产业研究报告》数据,2019年全年中国乘用车市场毫米波雷达安装量达517万颗,同比增长44.37%。而其中77GHz增速为69.3%,远远超过24GHz的增速。这表明车企对自动驾驶级别提升的需求正在增长(以小鹏、理想、特斯拉等新能源车企为代表),对77GHz雷达需求也随着放大,这就为77GHz雷达未来的加速提供了一个广阔的潜在市场。

小鹏在其P7的介绍中写明了其标配“5个高精度毫米波雷达“,虽然没有注明频率,但有材料说是使用了博士第五代毫米波雷达,测距可达160至200米。从其测距能力来看,P7的毫米波雷达至少有一个是77GHz(有可能更多)。Model3的毫米波雷达只有前端一个,是大陆为其专门设计的远距雷达,它靠着这个雷达便可以实现接近L3级别的自动驾驶。所以,P7和G3在自动驾驶上的差距可能就是一个77GHz的毫米波雷达了。那么我们可以设想,而当L3级别的自动驾驶被市场确定后,作为其必须装备的77GHz毫米波雷达也就会成为必须品,它未来的市场增量是确定的。

那么,这样的市场产业链情况如何?国产替代有无可能?是否会加速?关于这些问题我会在下篇探讨,欢迎在公众号中和我交流。

点亮在看,支持原创哦~

追加内容

本文作者可以追加内容哦 !