2022年全國兩會(huì )期間，多位汽車(chē)行業(yè)人大代表提出了包括建立法律規范體系、打造操作系統生態(tài)、保護汽車(chē)數據隱私、推動(dòng)國產(chǎn)車(chē)規級芯片產(chǎn)業(yè)化等多項智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)相關(guān)建議。構建智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)體系化優(yōu)勢，已成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)人的共同愿景和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的遠景目標。對智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)體系的強力推動(dòng)也將使車(chē)用傳感器迎來(lái)快速發(fā)展的重大機遇期。

一、 自動(dòng)駕駛推動(dòng)單車(chē)傳感器搭載量激增

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是通過(guò)搭載先進(jìn)的車(chē)載傳感器、控制器、執行器等裝置，融合現代通信與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，能夠感知復雜的環(huán)境，并做到智能決策、協(xié)同控制和執行，最終可實(shí)現自動(dòng)駕駛的新一代汽車(chē)。根據美國汽車(chē)工程師學(xué)會(huì )(SAE)最新標準，汽車(chē)駕駛自動(dòng)化系統可分為六個(gè)等級：L0級(無(wú)自動(dòng)駕駛)、L1級(駕駛輔助)、L2級(部分自動(dòng)駕駛)、L3級(有條件的自動(dòng)駕駛)、L4級(高度自動(dòng)駕駛)、L5級(完全自動(dòng)駕駛)。目前90%的新能源汽車(chē)可以達到L2級(部分自動(dòng)駕駛)級別，配置有ACC自適應巡航、車(chē)道保持系統、自動(dòng)剎車(chē)輔助系統和自動(dòng)泊車(chē)系統等；少數新能源汽車(chē)可以達到L3級，增加自動(dòng)緊急制動(dòng)等功能，可在特定環(huán)境和路段下由車(chē)輛自動(dòng)判斷行車(chē)環(huán)境是否可以自動(dòng)駕駛，并在復雜路段自動(dòng)提示司機接管操作；從L4級開(kāi)始進(jìn)入真正意義上的無(wú)人駕駛，該級別目前仍限制行駛區域；到了最高的L5級，車(chē)輛可以在任何區域自動(dòng)行駛。

▲數據來(lái)源：賽迪顧問(wèn)整理

汽車(chē)自動(dòng)化程度越高，對傳感器的依賴(lài)就越強。目前車(chē)載傳感器根據裝備目的不同，可分為提升單車(chē)信息化水平的傳統傳感器和為無(wú)人駕駛系統提供支持的智能傳感器兩大類(lèi)。傳統傳感器包括壓力、位置、溫度、加速度、流量、氣體傳感器等幾類(lèi)，主要應用于動(dòng)力總成系統、底盤(pán)系統、車(chē)身控制系統中。而當汽車(chē)進(jìn)入智能網(wǎng)聯(lián)時(shí)代后，除必備的傳統傳感器外，需要更多的智能傳感器作為汽車(chē)的五官，進(jìn)行外部環(huán)境感知和內部人機交互。目前用于環(huán)境感知的主流車(chē)載傳感器包括激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、攝像頭等；用于車(chē)內人員感知交互的傳感器主要有駕駛員監控攝像系統、語(yǔ)音識別傳感器等。高級別自動(dòng)駕駛汽車(chē)裝配的環(huán)境感知傳感器數量普遍在 30 個(gè)左右，隨著(zhù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的逐步普及，其對車(chē)載傳感器的需求還將成倍增長(cháng)。

▲數據來(lái)源：賽迪顧問(wèn)整理

二、智能網(wǎng)聯(lián)時(shí)代汽車(chē)傳感器的發(fā)展趨勢

低時(shí)延要求促使車(chē)載傳感器向著(zhù)近傳感器計算方向發(fā)展。自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要快速分析數據并做出實(shí)時(shí)決策，而在傳統的感知計算架構中，傳感器和計算單元在物理空間上的分離會(huì )導致信號嚴重延遲。采用近傳感器計算(例如邊緣計算、霧計算)可以有效解決信息延遲問(wèn)題。其中邊緣計算技術(shù)是在靠近傳感器的位置安裝集存儲、計算、網(wǎng)絡(luò )等功能于一體的開(kāi)放平臺，例如將汽車(chē)電子控制單元置于各個(gè)傳感器附近，就近接收并處理傳感器數據，并作出相應決策；霧計算是將服務(wù)器大量放置在道路兩側，從而可以就近對車(chē)載傳感器數據進(jìn)行分析計算，以實(shí)現更快、更可靠的導航和決策。

安全性要求促使傳感器系統向著(zhù)車(chē)路協(xié)同方向發(fā)展。受限于傳感器的安裝位置、感知范圍，以及路邊障礙物和周?chē)?chē)輛尺寸的影響，僅使用車(chē)載傳感器無(wú)法對道路情況進(jìn)行全面準確的感知，而在道路兩側安裝感知傳感器則可以為自動(dòng)駕駛車(chē)輛提供“上帝視角”，從而與車(chē)載傳感器信息形成互補。5G 技術(shù)的發(fā)展也為車(chē)路傳感器的快速協(xié)同提供了基礎通信技術(shù)保障。在道路兩側密集部署感知傳感器也在一定程度上減輕了車(chē)載傳感器的成本壓力，更有利于自動(dòng)駕駛汽車(chē)后期的市場(chǎng)推廣。

數據安全要求促使傳感器與區塊鏈技術(shù)逐步融合。自動(dòng)駕駛汽車(chē)本質(zhì)上是使用計算機和傳感器的物聯(lián)網(wǎng)設備，容易遭受黑客攻擊。區塊鏈通過(guò)分布式賬本、非對稱(chēng)加密、共識機制和智能合約等核心技術(shù)，建立具有去中心化、開(kāi)放性、獨立性、安全性、匿名性的數據存儲系統，不僅具有數據可溯源的優(yōu)勢，而且保證了節點(diǎn)數據無(wú)法被篡改，可以有效幫助車(chē)載傳感器系統避免DDoS攻擊。然而采用區塊鏈技術(shù)對傳感器模塊的數據存儲能力也提出了更高的要求。

單點(diǎn)失效可能性促使智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)采用傳感器冗余設計。單個(gè)傳感器在特定環(huán)境下失效，將導致智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)對某一環(huán)境信息的感知不到位，從而導致汽車(chē)做出錯誤的或保守性的決策。為預防行車(chē)途中可能存在的某一關(guān)鍵性信息缺失，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)會(huì )采用冗余的傳感器系統。不同傳感器的工作原理和技術(shù)特性各不相同，適合不同的應用場(chǎng)景，可采用多類(lèi)型傳感器結合的冗余方案確保行車(chē)安全。例如在外部感知層面，采用超聲波雷達+毫米波雷達+立體攝像頭+激光雷達的多傳感器冗余方案，可確保在任何狀況下都能準確感知外部環(huán)境；在定位模塊方面，采用衛星定位智能傳感器和雷達相結合的冗余設計，將基于衛星信號的絕對定位信息和基于道路特征的相對定位信息進(jìn)行比對，確認汽車(chē)在當前道路中的位置，從而可以實(shí)現厘米級的定位精度。

自動(dòng)駕駛的技術(shù)需求提升推動(dòng)了傳感器技術(shù)的快速升級，隨著(zhù)新產(chǎn)品的不斷迭代，車(chē)載傳感器市場(chǎng)規模也將迅速擴大，未來(lái)車(chē)載傳感器必將迎來(lái)更大的發(fā)展機遇和更為廣闊的前景。

（文章來(lái)源：中國電子報）