所謂的ADAS,即智能駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance System)的簡稱,其利用安裝在車上的各式各樣傳感器(毫米波雷達、激光雷達、單\雙目攝像頭以及衛星導航),在汽車行駛過程中隨時來感應周圍的環境,收集數據,進行靜態、動態物體的辨識、偵測與追蹤,并結合導航地圖數據,進行系統的運算與分析,從而預先讓駕駛者察覺到可能發生的危險,有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。按照美國汽車工程師協會公布的自動駕駛分級,L2級及以下定義為高級輔助駕駛技術,L3級及以上定義為自動駕駛技術。當前市場仍為L1-L2的輔助駕駛主導。
ADAS系統根據應用范圍可以分為安全類輔助駕駛和提升舒適類的輔助駕駛系統,現在應用比較廣泛的系統有盲點檢測系統、駕駛員困倦報警系統、前向碰撞預警系統、車道偏離預警系統、夜視系統、停車輔助系統、自適應巡航控制系統、下坡控制系統、交通標志識別系統等。目前自適應系統、車道偏離預警系統等運用比較廣泛,技術處于普及和推廣的階段,應用以及從豪華車到中檔車的過渡階段。
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ADAS產業鏈
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ADAS,全稱“高級駕駛輔助系統”,通過各種車載傳感器收集車內外的環境數據進行靜、動態物體的辨識、偵測與追蹤等技術上的處理,從而讓駕駛者在最快的時間察覺可能發生的危險, 并采取相應的措施,以提升駕乘安全性。在自動駕駛領域,主要覆蓋SAE L0~L2級別范圍,因此被普遍認為是實現自動駕駛的過渡性技術,常見的細分功能有車道偏離警示系統(LDW)、前向碰撞預警系統(FCW)、盲區監測系統(BSD)、變道輔助系統(LCA)、自適應巡航系統(ACC)、自動緊急制動(AEB)、自動泊車系統(APS)等。
ADAS系統的開發具有特殊性,要遵從一般ECU的V模式開發流程,由于ADAS系統的實時性非常重要,需要實時與不同類型的傳感器進行數據交換(比如攝像頭、激光雷達、雷達、車輛CAN總線、GPS等)。
目前ADAS系統的軟件開發仍在繼續,從多線程編程、數據樣本時戳到數據延時測量和預估,系統優化和性能評估,以及代碼重用和軟件應用維護等,一般一開始就需要考慮虛擬化半實物仿真測試方案ADAS細分成不同的功能,但是目前其測試環境和解決方案貫穿于前期的MBD建模和算法開發,到發布ECU代碼,ECU樣件測試完畢,連接到子系統和傳感器,裝到樣車上,以及形成整車,共用一個測試平臺。ADAS系統的功能與應用特性不同于常規汽車電子控制系統,ADAS具有自身的特點:
1)ADAS的應用場景一般為人、車、路構成的閉環系統,三者缺一不可
2)ADAS與自身車輛性能以及道路的特性、駕駛員的安全行為直接相關
3)ADAS系統通常需與多個車載控制系統協作,是一種分布式控制系統
ADAS技術利用安裝在車上的各式各樣的傳感器,在汽車行駛過程中隨時感應周圍的環境,收集數據,進行物體的辨識、偵測與追蹤,有效增加汽車駕駛的 舒適性和安全性的輔助系統。自動駕駛技術的不斷進步,汽車自動駕駛級別越高,單車搭載的傳感器數量也越多。經測算, 2020年ADAS主要功能市場規模達844億元/+19.3%。隨著5G逐步落地,主機廠紛紛推出搭載ADAS功能的新車型,ADAS各功能滲透率加速提升,到 2025年市場規模達到2250億元,L2 及以下級別功能中自動泊車入位、自適應巡航為最大的兩個市場,分別為384億元、312億元,將貢獻主要增量市場。
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ADAS市場現狀
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近幾年,就ADAS功能的配置率來看,各主要的前向和側后向功能都正在迅速增長,AEB和ACC作為干預類的功能相對增長較快,側后方的變道輔助和盲區提醒作為非干預類功能也受到廣泛歡迎。自主品牌的車企在ADAS功能配置方面比較進取,同樣的硬件配置甚至可以提供比一些合資品牌更豐富的功能。
那么,ADAS技術在快速發展的過程中,目前還存在哪些亟待解決的問題?
自動駕駛是一個系統解決方案,涵蓋感知—規劃—行動的整個駕駛效果鏈中所需要的駕駛功能。目前我們談ADAS產品時,更多的會談到雷達攝像頭,這個屬于感知范疇,也就是目前如果想要實現一個好的功能,傳感器是一個非常關鍵的因素,因為傳感器就像眼睛。如果無法撲捉到準確可靠的環境信息,也就無法建立一個可靠安全的功能。因此,目前開發出穩定可靠且高性能的感知傳感器是一個關鍵的要點。
為什么說自動駕駛是汽車工業革命所面臨的挑戰?自動駕駛不是簡單的感知、決策、執行就可以完成。感知、決策、執行僅僅是自動駕駛在技術層面上實現這個功能的第一步,在自動駕駛里面,還需要解決從測試到上路、法規支不支持、功能安全與網絡安全等,這些都是自動駕駛所面臨的挑戰。因此,自動駕駛在實現的過程中必須要解決一個問題:安全。
對于安全性問題,安全是自動駕駛的基本原則,隨著汽車技術不斷地演進和升級,這個基本原則沒有變化。在智能駕駛的發展過程中從法律、法規、道德層面還有許多灰色地帶以及大眾理解的空白和誤區。另外自動駕駛很復雜,自動駕駛也需要一個共同的標準,它更需要主機廠跟供應商之間的合作,合作會更加緊密。主機廠可能也不光是跟一家公司合作,可能會跟很多公司合作,在時機成熟時,形成一個聯盟。目前自動駕駛還缺乏標準,但可以通過這樣的一個聯盟去推動標準的形成。
而在近日,安波福、大陸、百度、寶馬、奧迪、戴姆勒等 11 家公司組成的聯盟發布了一份白皮書——《自動駕駛安全第一》。由此也可以看出,自動駕駛開始由技術聯盟走向安全聯盟,這將會成為未來行業發展的趨勢。
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ADAS滲透率加速提升
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隨著全世界汽車安全標準和汽車電子化水平的不斷提高,以及人們對駕駛安全需求的不斷增長,極大地拉升了ADAS(高級駕駛輔助系統)市場的穩步增長。ADAS產業包括車載攝像頭、芯片、激光雷達、控制器、集成控制等細分領域,整體來看,ADAS產業鏈各環節主要被國際企業所壟斷,產品國產替代空間較大。根據測算,2021年,中國ADAS市場規模達到約985億元,隨著5G逐步落地,主機廠紛紛推出搭載ADAS功能的新車型,ADAS各功能滲透率加速提升,到2025年ADAS市場規模將達到1600億元。
截至2021年底,主流ADAS系統滲透率區間大致在30%-40%區間內。統計的10個ADAS系統中有5個滲透率超過了30%——其中主動剎車系統、車道偏離預警系統、巡航系統、車道保持輔助系統和360°環視系統滲透率超過30%,疲勞駕駛提示滲透率已接近30%,2021年ADAS前裝市場各類L1-2級輔助駕駛系統滲透率仍保持不斷提升。目前ADAS在盲區檢測的應用較多,隨著市場需求多元化發展,ADAS將逐漸向自動泊車、全景泊車等場景擴展。我國政府十分重視ADAS產業發展,近年來出臺了一系列政策推動ADAS產業快速發展,在國家政策持續利好的背景下,我國ADAS市場滲透率將進一步提升。
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