焉知产研 | 车载摄像头产业分析报告(附下载)
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前言
车载摄像头被誉为是车辆感知物理世界的“眼睛”,是实现自动驾驶的核心感知传感器。随着360环视、车道保持辅助(LKA)、行人AEB、驾驶员监控系统(DMS)等功能渗透率的提升,单车摄像头平均搭载数量逐渐增加,车载摄像头的市场规模也越来越大。根据相关统计数据显示,2022年中国乘用车市场单车摄像头平均搭载数量为3.0颗;2023年第一季度,摄像头平均搭载数量为3.3颗,同比增加0.5颗。
据CINNO Research预测,2023年,国内乘用车市场摄像头搭载量将进一步提升至7200万颗,到2025年,这一数字将超过1亿颗,2023~2025年的年复合增长率为17%。
高分辨率、去ISP化、高动态范围以及高感光灵敏度等将成为车载摄像头技术发展的主线。车载摄像头的技术迭代又进一步加强了其在感知传感器中的核心地位,产品价值和应用场景也将被进一步扩大。
在此背景下,焉知汽车推出《车载摄像头产业分析报告》,从车载摄像头基础解析、车载摄像头产业链分析、车载摄像头应用趋势、车载摄像头行业竞争格局、国内车载摄像头重点企业及产品布局等方面入手,综合分析车载摄像头的产业链发展现状及未来应用趋势,为行业研究和企业发展提供参考。
由于时间仓促,报告中难免会有疏漏和不足之处,敬请各位专家、同行、读者批评指正。
1.车载摄像头基础解析
1.1车载摄像头基本定义与硬件构成
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基本定义:是指安装在汽车的内部或外部,作为核心感知传感器,通过镜头和图像传感器实现图像信息的实时采集,用于监控车辆内外环境以辅助驾驶员安全行驶。
图表1. 车载摄像头核心监测目标
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硬件构成:车载摄像头模组主要包括光学镜头、图像传感器CIS、图像信号处理器 ISP、串行器和连接器等元器件。
图表2. 车载摄像头基本结构构成
信息来源:安森美
1)镜头:由光学镜片、滤光片、保护膜等组成。镜头负责聚焦光线,将视野中的物体投射到成像介质表面,进而生成光学图像。通常情况下来讲,摄像头70% 的光学参数由镜头决定。
镜头一般是由多片光学镜片组成,光学镜片的材质主要有塑胶(P)和玻璃(G)。车载镜头目前主要用玻塑混合镜头和玻璃镜头两大类型。其中环视、舱内摄像头多采用玻塑混合镜头,前视、侧视以及CMS摄像头多采用全玻璃镜头。
2)图像传感器CIS:即成像介质,利用光电转换元件将镜头投射到CIS表面上的光信号转换为电信号。 常见的图像传感器主要分为 CCD 和 CMOS 两种。
总体而言,CCD传感器在灵敏度、图像质量等方面优于CMOS传感器。然而,CMOS传感器在功耗、体积、成本等方面优于CCD传感器。目前车载摄像头的图像传感器普遍采用CMOS芯片。
3)图像信号处理器 ISP:处理图像传感器CIS输出的RAW格式数据,主要处理功能包括图像缩放、自动曝光(AE)、自动白平衡(AWB)、自动对焦(AF)、图像去噪等,最终转换成RGB、YUV等格式数据。摄像头模组内部的ISP存在两种形式:A-内置在CMOS内部;B-独立的芯片构成。
4)串行器:将并行信号转换为串行信号。通常经过图像传感器CMOS或图像处理器ISP处理后输出的信号是基于MIPI /CSI标准,传输距离较短,因此需要转换成适合长距离传输的串行信号,目前串行器常用的是美信的GMSL 2标准和TI的FPD-Link标准。
1.2车载摄像头性能要求
1)重要参数指标
关于车载摄像头,比较重要的几个参数指标包括:视场角FOV、探测距离、分辨率、信噪比、帧率和动态范围等。
图表3. 车载摄像头关键参考指标
信息来源:《QCT/T 1128 汽车用摄像头》、公开资料整理
相较于消费类摄像头,车载摄像头的工作环境极度恶劣,会经历振动、高温、雨雾、低温、光线变化剧烈等极端条件工况,因此车载摄像头的车规级要求也比较严苛。目前,车载摄像头的车规级测试的范围包括图像性能、电气性能、防尘防水性能、机械性能、环境耐候性能、电磁兼容性能和耐久性等。
图表4. 车载摄像头车规级要求
信息来源:《QCT/T 1128 汽车用摄像头》、公开资料整理
1.3应用场景
车载摄像头的应用场景可分两大类:舱外应用和舱内应用。舱外应用包括泊车辅助、行车辅助、CMS、DVR等应用;舱内应用包括DMS、OMS等应用。
图表5. 车载摄像头主要应用场景分析
信息来源:公开资料整理
1.3.1舱外场景
1)行车ADAS场景
a.前视ADAS感知
前视解决方案大致可分为两类:前视一体机和单纯的摄像头模组接入到独立的控制器。用于实现的功能通常包括:前向碰撞预警FCW、行人防碰撞预警PCW、车道线偏离预警LDW、车道线保持辅助LKA、自动紧急制动AEB、自适应巡航ACC等。
前视摄像头分辨率通常在2~8MP ,一般布置在前风挡位置。根据镜头个数的不同,前视摄像头又可分为:单目摄像头、双目摄像以及三目摄像头。
其中,单目摄像头主要应用于中低端车型,多采用前视一体机形式。双目摄像头又可细分成两类:双目立体摄像头和两个单目摄像头(窄视角+宽视角)组合。三目摄像头基本没有一体机的形态,一般是由三个不同视场角摄像头模组组合而成,数据要输入到智驾域控制器进行处理。
图表6. 前视摄像头主要类型
b.侧视ADAS感知
在高阶智能驾驶感知解决方案中,除了配置角毫米雷达外,一般还配置有侧视摄像头,作为异构冗余的感知传感器,主要用于在行车过程中侧前方和侧后方的目标物体监测。用于实现的功能包括盲点监测、横穿车辆碰撞预警等。
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侧前视摄像头:视场角为90°~100°,最远探测距离大于80m;通常安装在B柱或外后视镜,主要用于参与交通标志识别、监控侧前向邻近车道车辆、十字路口左右侧车辆/行人监测等。
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侧后视摄像头:视场角为90°~100°,最远探测距离大于100m;通常安装在车辆前翼子板,主要用于变道或汇入高速公路时侧后方相邻车道车辆的监控等。
图表7. 侧视摄像头监控范围
信息来源:特斯拉官网
c.后视ADAS感知
区别于倒车后视摄像头或环视中的后部摄像头,该摄像头为行车辅助摄像头,它与侧视以及前视摄像头共同覆盖360°的中长距离的行车视觉感知范围。
行车后视摄像头:视场角为100°~120°,探测距离需求为50m~80m,用于弥补侧后视摄像头在车辆正后方的视觉感知探测盲区。
2)泊车ADAS场景
a.倒车后视
在泊车场景下,车载摄像头最开始是用于实现倒车影像功能,通过安装在车辆尾部的摄像头把车辆后方的场景显示到座舱内的中控显示屏上,辅助驾驶员安全泊车。
倒车摄像头(RVC)通常为广角摄像头,水平视场角(H-FOV)一般在120°~140°左右,垂直视场角(V-FOV)一般≥130°,分辨率一般在1MP~3MP。当前,倒车后视摄像头主要应用在一些低端车型上,在未来将会被环视摄像头所取代。
b.360°全景环视
现阶段,汽车上的视觉泊车辅助配置逐渐由倒车后视升级到360°全景环视,通过拼接算法对4颗环视摄像头输出的4个局部图像进行拼接,然后,拼接好的鸟瞰图会被传输到中控屏上进行显示。除了用于成像,环视摄像头也具备感知功能 —— 识别车身近距离范围车道线、探测近距离的目标物体,并将感知到的信息传输给控制器,实现车道线偏离预警、移动物体监测和预警等功能。
环视摄像头(SVC)通常采用鱼眼摄像头,水平视场角(V-FOV)≥170°,垂直视野(V-FOV)≥140°,分辨率一般在1MP~3MP。
3)其它场景
a.行车记录仪
行车记录仪摄像头记录汽车在行驶过程中的视频和图像。它不仅可用于娱乐——在行驶过程中拍摄风景,一旦发生交通事故,记录的视频信息还可以作为执法的有效证据。
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摄像头安装位置:前风挡
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视频显示:内后视镜
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对摄像头性能要求:行车记录仪用的基本都是小焦距镜头,焦距一般在2.8mm左右。目的是为了远处和近处都可以调出比较清晰的图像。
b.CMS(电子外后视镜)
CMS(电子外后视镜)是一套基于摄像头和显示屏的组合装置来替代传统外后视镜。通过外部摄像头采集图像信息,经过数据处理后,将车辆侧后方的信息显示在座舱内的显示屏上。另外,摄像头还可兼顾侧后方的感知功能,比如盲区监测、障碍物提示等。
图表8. 传统外后视镜与电子外后视镜对比
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摄像头安装位置:外后视镜位置
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显示屏安装位置:一般在A柱附近,部分集成在门板上。
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对摄像头的性能要求:功能安全要求高;摄像头分辨率一般≥2MP;动态范围需要≥120dB;考虑到极端天气情况,集成有加热除霜除雾功能;对视频传输的实时性有较高要求,帧率需要≥60fps。
1.3.2 舱内场景
目前,车载摄像头在座舱内的应用主要有两种:驾驶员状态监测(DMS)和舱内乘员监测(OMS)。
1)驾驶员状态监测(DMS)
基于视觉的DMS功能是通过使用布置在驾驶员前方的摄像头来监控驾驶员,通过识别并追踪眼部、眼球、面部以及头部等部位的特征信息,经过算法处理后判定驾驶员是否存在分心、疲劳或危险驾驶行为,并能够及时提醒驾驶员。
DMS摄像头常见的安装布置位置:方向盘中间位置/内后视镜上方/A柱/集成于组合仪表显示屏等。DMS 摄像头一般使用IR近红外摄像头(黑白摄像头),采用全局曝光模式,常用分辨率在1MP~5MP,水平视场角一般为40°~70°,帧率一般≥30fps。
图表9. DMS摄像头安装位置示意图
2)舱内乘员监测(OMS)
基于视觉的OMS解决方案是通过摄像头来监控座舱内的所有乘员,主要支持实现的功能包括乘客佩戴安全带监测、车内活体检测(下车后,监控后排是否遗留有儿童、宠物等)等功能。
OMS摄像头常见的安装布置位置:内后视镜上方、中控显示屏上方等。OMS应用一般采用RGB-IR双模式摄像头,兼顾红外面部识别和彩色图像质量。另外,OMS摄像头也是采用全局曝光模式,常用分辨率为2MP~5MP,水平视场角一般≥120°。
2. 车载摄像头产业链分析
2.1 产业链结构图
车载摄像头的整个产业链可梳理为:
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上游:光学镜片、滤光片、保护膜以及晶圆等原材料厂商
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中游:镜头、胶合材料、串行器芯片、PMIC芯片、CMOS芯片、计算处理芯片等厂商
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下游:摄像头模组供应商和系统集成商
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下下游:主机厂
图表10. 车载摄像头产业链结构图
2.2 上游产业分析
车载镜头的上游企业主要包括:光学镜片、滤光片和保护膜的生产制造企业,他们的主要业务为原材料加工,并分别制成镜片、滤光片、保护膜等基础组件;CMOS芯片、计算处理芯片、PMIC芯片、串行器芯片上游的原材料是硅晶圆。
2.2.1光学镜片
1)基础介绍
光学镜片按材质可分为:塑料镜片和玻璃镜片。
塑料镜片膨胀系数大,耐磨性和耐热性差。在恶劣环境下,镜片容易变形,影响成像质量。优点是镜片重量轻、价格便宜。综合考虑性能和成本,车载镜头厂商通常采用塑料镜片和玻璃镜片混合的形式,做成玻塑混合镜头。
玻璃镜片具有透光率高、耐热和耐磨性强等优点,但成本较高,且量产难度大。
图表11. 玻璃镜片和塑料镜片特点对比
信息来源:公开资料整理
光学镜片按形状又可分为:球面镜片和非球面镜片。当前,车载镜头所使用的塑料镜片的形状基本都是非球面;对于玻璃镜片,球面和非球面两种类型,车载镜头都在应用。
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球面镜片:设计简单,但光学性能较差,存在像差问题,即从镜片中央射入的光线与镜片边缘射入光线的焦点不一致,进而导致成像模糊。多枚镜片组合使用可以减小像差。
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非球面镜片:精度要求高,工艺复杂,但成像效果佳,可消除像差问题,即通过改变镜片的曲率,使光线汇聚到固定焦点。
非球面塑料镜片采用注塑成型工艺,非球面玻璃镜片是采用热模压工艺进行生产。目前,国内具备车载摄像头非球面玻璃镜片生产能力的企业有:舜宇光学、联创电子、蓝特光学等。
2)主流企业分布
主流的光学镜片厂商主要集中在中国以及日韩等国家。
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日韩:亚洲光学(韩国)、关东辰美(日本)等;
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台湾:大立光电、玉晶光电等;
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国内:舜宇光学、欧菲光、联创电子、晶华光学、宇瞳光学、富兰光学、蓝思旺、瑞丰光电、中润光学、三景科技、瑞鼎光电、蓝思光电、新旭光学、宁波峰梅等。
2.2.2 红外截止滤光片(IR Filter)
1)基础介绍
红外截止滤光片(IRCF)利用精密光学镀膜技术在白玻璃、蓝玻璃或树脂片等光学基板上交替镀上高低折射率的光学膜,从而允许可见光波段(400~700nm)的光线透过,红外光线被截止,从而消除红外光对成像的影响,进而提高图像色彩还原度,使其更接近人眼看到的效果。
图表12. 红外截止滤光片工作原理
信息来源:公众号-博顿光电
红外滤光片基板材质主要有三类:白玻璃、蓝玻璃和树脂材料。
其中,以白玻璃和树脂材料为基板的滤光片属于反射式滤光片,它是通过在基板表面镀IR膜来有效反射红外线和部分其它光线,但容易出现被反射光的二次成像,形成光晕和鬼影现象。因此,使用这两种材质制成的红外截止滤光片一般应用在低像素摄像头。
以蓝玻璃为基板的滤光片属于吸收式滤光片。蓝玻璃本身是一种特殊的光学吸收型材料,玻璃中的铜离子对红外线有吸收作用,且不存在较大反射,避免因光线在镜片组件中进行反射、折射而形成鬼影和光斑的现象发生。以蓝玻璃为基板的红外截止滤光片一般应用于高像素摄像头。
2)主流企业分布
红外滤光片的生产厂商主要集中在日韩以及中国地区。
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日韩:旭硝子、大真空、日本电波、田中技研、奥托仑等;
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中国:欧菲光、水晶光电、五方光电、晶极光电等。
2.2.3保护膜
1)基础介绍
车载光学镜头通常由4~7片镜片组成。光线进入镜头通过多层镜片时,会发生多次的反射和折射,不仅会导致光线量的损失,最后还可能导致眩光和鬼影。通过在镜片上镀保护膜,可以增加镜片表面光线的穿透量,尽量减少光线的反射和折射,避免眩光及鬼影现象的产生。
当前,先进镀膜技术有:SWC亚波长结构镀膜和ASC空气球形镀膜。
图表13. 两类先进镀膜技术原理示意图
信息来源:公众号-薄膜材料前沿
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SWC(亚波长结构镀膜):镜头表面形成大量小于可见光波长的楔形显微结构,该结构能够持续改变折射率,从而消除折射率突然改变的边界,实现比蒸气镀膜更理想的抑制反射效果。
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ASC(空气球形镀膜):镀膜层可以分成上下两部分——下层为传统蒸汽镀膜层,上层为在图层内部注入低折射率气泡的低折射率层。在低折射率层有规律地平铺着小于可见光直径数十纳米的微小空气球,能够有效抑制光线的反射。
2)主流企业分布
保护膜企业主要是以国外主,包括3M、LG、耐司、蔡司等;国内主要是水晶光电、天津海泰环保等企业。
2.3 中游产业分析
2.3.1 CMOS图像传感器
1)基础介绍
CMOS图像传感器是摄像头的核心部件,负责把从镜头传输过来的光信号转换为电信号。从结构上看,它一般包含:微透镜、彩色滤光片(CF)、金属排线和光电二极管(PD)等几个重要组成部分。按技术架构的不同,CMOS图像传感器可划分为:前照式(FSI)、背照式(BSI)、堆栈式(Stack)三大类型。堆栈式结构是在背照式架构基础上的改良方案,它将感光元件层分离出来作为上层,将线路层向下集成到另一块板上,再将二者堆叠起来,形成堆栈结构。目前,车载CMOS图像传感器多采用背照式(BSI)技术架构。
信息来源:公开资料整理
CMOS图像传感器快门曝光模式主要有两种:卷帘曝光(Rolling Shutter)和全局曝光(Global Shutter)。
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卷帘曝光(RS):在曝光开始时,感光组件会逐行或逐列进行扫描并曝光,直至感光组件上所有像素点都完成曝光为止,但是每行或每列之间的曝光存在一定的时间差。
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全局曝光(GS):在曝光开始时,感光组件上所有的像素点在同一时间开始曝光,曝光结束后,光线收集电路自动切断,也就是说所有像素点之间的曝光没有时间差,同一时间曝光整幅场景。
图表16. 两种曝光方式特点对比
信息来源:公开资料整理
卷帘模式成本相对较低,且能够实现较高的动态范围。目前行车辅助摄像头(前视/侧视/后视)、泊车辅助摄像头(环视/倒车后视)和CMS摄像头等舱外应用主要采用卷帘曝光模式;
DMS和OMS等舱内应用的摄像头多采用全局曝光模式。因为舱内摄像头需要能够迅速捕捉眨眼等快动态信息,但动态范围要求相对不高,所以多选用全局曝光模式。
2)CMOS芯片商业运作模式
CMOS芯片商业运作模式主要可分为:IDM、Fab-lite 和Fabless 三种模式;其中,IDM 模式是主流,Fabless 模式更灵活。根据Garner报告数据显示,在CMOS芯片领域中,IDM 模式占比超过80%。
信息来源:公开资料整理
3)主流企业分布
在车载CMOS市场,安森美占据龙头地位。根据Yole发布的图表显示,2022年,排名第一的安森美市场占有率为40%;排名在第二位的是豪威科技,市场占有率为26%,前两家企业占了整个市场2/3的份额。车载CMOS芯片的主流企业主要分布在欧美、中国以及日韩等。
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欧美:安森美、ST意法半导体等;
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中国:豪威、思特威、格科微、比亚迪半导体等;
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日韩:索尼、三星、派视尔、SK海力士等。
4)发展趋势
- 分辨率越来越高:车载摄像头正从成像应用延伸到感知应用,尤其是应用在行车ADAS场景中的前视摄像头,不仅需要能够识别和探测到更远距离的车辆和行人等目标物体,而且还要能够捕捉到更多的细节信息,进而才能为智能驾驶系统提供更精确的感知数据。
- CMOS像素尺寸逐渐变小:通过设计更高密度的模拟电路、数字电路,以及搭配使用更高水平的封装技术,通过“小像素”的方式来达成更高的分辨率目标或者更小的CMOS靶面尺寸。
- 高动态范围(HDR):在车辆快速行驶时,ADAS行车摄像头需要能够在复杂且实时快速变化的光线条件下快速识别出明暗细节,并准确捕获图像,比如夜间行驶、驶出隧道等场景。
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CMOS与ISP二合一:相比于在模组中集成独立ISP芯片的形式,CMOS芯片上集成ISP模块的形式有助于摄像头小型化和轻量化,同时具有低延时、扩展兼容性及可配置能力强等特点。缺点在于ISP的处理能力偏弱。
2.3.2光学镜头
1)基础介绍
光学镜头通常由多片镜片构成,按镜片的材质可分为三种类型:塑胶镜头、玻塑混合镜头和玻璃镜头。由于车载镜头有高耐用性和高稳定性等要求,故车载镜头通常会选用玻塑混合镜头或玻璃镜头。
目前前视和侧视、后视(行车)以及CMS类镜头大多采用6~7片玻璃镜片。通常采用1~3片非球面玻璃镜片,其余选用球面玻璃镜片。具体数量由镜头的应用及需求决定。
环视、倒车后视以及舱内摄像头所用镜头大多采用5~6片玻塑混合镜片,即非球面塑料镜片和球面玻璃镜片混合搭配。通常会用到3~4片非球面塑料镜片,其余采用球面玻璃镜片,具体数量也是由镜头的应用和需求决定。
2)车载镜头重要参考指标
镜头作为车载摄像头的核心元件,其核心参数指标为:
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光学指标:焦距、光圈、视场角、分辨率、相对照度和畸变;
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环境信赖指标:温飘,防水,抗振等。
图表18. 车载镜头核心参考指标
信息来源:公开资料整理
3)主流企业分布
从全球分布来看,车载镜头厂商主要集中在中国、日本以及韩国等亚洲国家。
图表19. 全球主要车载镜头企业
信息来源:公开资料整理
4) 发展趋势
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车载镜头逐渐标准化:对于任何硬件产品,只要发展成熟到一定程度,自然会逐渐的标准化。对于下游的模组厂商而言,他们可直接选用标准的镜头去使用,既缩短了开发周期,又节省成本。
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玻塑混合类镜头的比例会逐渐提升:现在车载摄像头越来越高清化,为了满足高可靠性要求,目前对于ADAS类摄像头通常会选用玻璃镜头,但是随着产品的迭代和技术能力的提升,玻塑混合镜头的可靠性也会获得较大的提升。未来,在一些要求相对不太高的场景中,高性价比的玻塑混合类镜头会被广泛应用。
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车载镜头产品认证周期不断缩短:随着产品的标准化和工艺技术成熟度的提升,车载镜头的认证速度也在不断加快。从最开始的3年慢慢缩短到2年,现在1年就可以完成,更成熟的车载镜头产品甚至几个月内可以完成认证。
2.3.3 胶合材料
1)基础介绍
车载摄像头模组封装中使用的胶合材料主要为 UV 胶(Ultraviolet Rays)。它是一种需要通过紫外线光照射进行固化的胶粘剂,大致可分为热固化粘合剂、双重固化粘合剂、快速固化胶粘剂三种类型。
信息来源:公开资料整理
2)主流企业分布
目前UV胶合材料厂商众多,市场竞争较为激烈,主流厂商主要分布在欧美和日本,比如欧美的汉高、道康宁、陶氏杜邦、巴斯夫、3M等企业;日本的日东、日本精工、爱普生等企业。
国内UV胶合材料厂商有上海昀通电子科技有限公司(AVENTK)、上海汉司实业有限公司、深圳市天翔科技有限公司等。
2.4 下游产业分析
2.4.1 车载摄像头模组
1)基础介绍
车载摄像头模组由镜头、CMOS图像传感器、PMIC芯片、串行器芯片、连接器、外壳体等硬件组装而成。车载摄像头模组厂商的工作一般包括摄像头结构设计、硬件设计(原理图设计、PCB设计、结构框图设计等)、ISP调校和模组生产(AA制造流程、可靠性验证等)等。
其中,结构设计和硬件设计决定了车载摄像头模组产品的性能和功能,ISP的调校决定了图像的输出质量。通过ISP参数调整使得输出的图像满足不同应用、不同客户的差异化需求。AA制造流程是确保镜头与CMOS图像传感器精准组装的核心,将会影响摄像头最终的测试良率,是整个模组组装环节中品质保障的最重要一步。
图表21. AA制造流程示意图
信息来源:艾利光科技
2)主流企业分布
国内供应车载摄像头模组厂商主要可分为三种类型:传统Tier1、具有光学背景的摄像头模组企业以及从手机领域跨入到汽车领域的摄像头模组厂商。
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光学背景的模组厂商:舜宇智领、欧菲车联、殷创科技、华锐捷等;
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国际Tier1:麦格纳、大陆、博世、采埃孚、法雷奥、电装等;
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国内Tier1:德赛西威、经纬恒润、豪恩汽电、华阳通用、同致电子、海康汽车、智华科技、纵目科技、福瑞泰克等;
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手机摄像头模组跨行企业:丘钛科技、三赢兴、信利国际、合力泰等。
3)发展趋势
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功能安全要求逐步提升
目前,以成像应用为主的环视摄像头对功能安全的要求偏低。前视和侧视等ADAS行车应用的摄像头模组对功能安全的要求较高,通常需要达到ASILB。对于摄像头模组硬件本身来讲,它功能安全的要求是各种异常情况的检测,比如,能够自动检测像素坏点,以及丢帧的检测。功能安全要求的提升意味着对硬件规格会提高,成本要增加。
- 封装工艺逐渐升级
随着车载摄像头模组不断地向高清化、小型化趋势发展,车摄像头模组封装工艺也在逐步升级。目前,车载摄像头模组还是以CSP封装模式为主,即通过表面贴装(SMT)工艺将芯片贴装在模组基板上。综合技术需求和成本因素的考量,对于5MP及以上的高分辨率摄像头,车载摄像头模组厂商会逐步采用通过金属线绑定将芯片贴装在模组基板上的COB封装技术。
图表22. 三类不同封装工艺特点对比
信息来源:公开资料整理
3.车载摄像头应用趋势分析
3.1 行车场景应用趋势
1)前视一体机市场需求持续增大
据相关机构数据显示,2022年中国乘用车市场(不含进口车型)装配AEB的车型销量达到948.5万辆,同比增长21.4%,装配率也从2021年的38.5%提升到47.7%。
从车型价位分布来看,AEB的配装率与车辆价格呈正相关。在国内乘用车市场,35万元以上的价位车型AEB的装配率已经超过90%;而10万~15万的主销车型AEB的装配率却只有35%,10万元以下的车型AEB的装配率仅有2.27%。
图表23. 2022年国内乘用车不同价位区间车型AEB的装配率情况
数据来源:高工智能汽车研究院 、焉知汽车整理
AEB具体实现方案主要包括单雷达、单视觉、雷达+视觉三大类型,其中,基于前视一体机(1V)以及前视一体机+前置雷达的融合方案(1V1R)是比较主流的实现方式。AEB渗透率的不断提升推动了前视一体机市场需求的持续增大。
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政策法规驱动AEB渗透率不断提升
全球主要国家地区AEB相关法规政策的持续推进,在一定程度上提升了前视一体机的市场需求空间。
图表24. 全球主要国家AEB相关法规政策情况
国家 |
时间 |
相关内容介绍 |
日本 |
2019 |
日本国土交通省新规规定,从2021年起在日本推出的全新车型及改款车型必须配备AEB。 |
欧盟 |
2019 |
联合国欧洲经济委员会(UNECE)披露的一项决议,日本、欧盟等约40个国家和地区同意从2022年起,为新车强制导入AEB,目前正在逐步落实中。 |
中国 |
2021.03 |
我国发布一项关于AEB的推荐性国家标准——GB/T 39901-2021《乘用车自动紧急制动系统(AEBS)性能要求及试验方法》,目前尚未发布强制乘用车安装AEB的相关规定。 |
美国 |
2023.06 |
美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)发布《联邦机动车安全标准:轻型车辆自动紧急制动系统》的拟议规则制定通知(NPRM),考虑将自动紧急制动系统(AEB)和行人AEB系统纳入轻型车辆的新联邦机动车辆安全标准(FMVSS)中。 |
信息来源:公开资料整理
另外,欧盟的E-NCAP、美国的IIHS以及中国的C-NCAP评价测试中也在不断增强AEB相关测试的场景内容。
图表25. AEB评价内容变化点
信息来源:NHTSA E-NCAP、C-NCAP、焉知汽车整理
如果车辆要出口到欧盟或北美等法规比较严苛的地区,前视摄像头基本是必选项。如果不使用前视一体机方案,那就只有选择域控制器方案,但这样又增加了成本。因此,一些对成本敏感度比较高的出口车型,不得不选择前视一体机方案。
同时,因AEB法规场景的测试要求越来越高,对于摄像头的分辨率要求也在提高。据业内人士透露,2MP的前视一体机基本满足不了E-NCAP 5星的得分率要求,至少需要搭载分辨率在5MP以上的前视一体机。
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高性价比进一步推动了前视一体机市场增速
与前视一体机搭配的解决方案通常有以下几种:1V、1V1R、1V3R 、1V5R等。对于实现L2及以下的辅助驾驶功能,通过单目前视一体机搭配不同数量的毫米波雷达,依然是性价比比较高的方案。
虽然,当前基于单J3、单TDA4VM、单A1000L/A1000、J3+TDA4VM,以及双TDA4VM 等各种形式轻量级行泊一体域控系统在不断地落地应用,但短时间内他们在成本上依然不具备优势。
现阶段,2MP前视一体机价位大概在500~600元左右,8MP前视一体机价位大概在800元左右。对于轻量级的行泊一体域控方案,即便成本控制的再好,单域控硬件成本的价格也在千元级别,再加上外围感知传感器,总硬件成本会更高。因此对于一些车企来讲,中高端车型可能会选用行泊一体域控制器方案,对于走量的中低端车型还是倾向于采用前视一体机的方案配置。
2)前视应用 - 三目方案或将退出历史舞台
受摄像头CMOS图像传感器分辨率限制,最开始,在一些高阶智能驾驶系统方案中,为了能够充分覆盖前向的视野范围,不少车型采用了三目方案。但是在国内主流车企的最新平台车型中,前视方案中基本都采用了2颗高分辨率的摄像头,甚至有的只用了1颗8MP摄像头。这既有摄像头分辨率提升的因素,也有成本层面的考量。
图表26. 不同品牌车型平台前视摄像头的应用情况
信息来源:公开资料整理
三目摄像头的主要应用情况如下:
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长距离窄视角摄像头(28°~30°):主要用于前向远距离目标的识别和探测,比如远距离交通标志识别、红绿灯状态识别、前方道路施工预警等。
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中距离主视角摄像头(50°~52°):主要用于前向中远距离目标的识别和探测。
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短距离广视角摄像头(100°~120°):主要用于及时识别近距离车辆加塞、十字路口横穿车辆/行人等。
图表27. 特斯拉HW3.0系统三目摄像头结构示意图
信息来源:Automotive Teardown Track. System Plus Consulting 2020
据业内人士透露,如果是用于支持L2及以下的辅助驾驶功能,1个8MP前视摄像头基本够用:水平FOV110°~120°,车辆有效探测距离大概在200m以上。
但对于实现高阶智能驾驶功能,比如城市NOA,前视摄像头不仅需要能够识别较远距离的红绿灯、减速带等,还需要在十字路口等复杂场景中,能够探测到相邻车道车辆或非机动车的运动情况,因此需要采用不同视场角的3颗摄像头进行探测距离和宽度上的互补,以扩大前向探测的广度和深度。
随着高清分辨率图像传感器的量产应用,单个高清摄像头在同样的视角情况下,便可以覆盖更远的距离。比如,索尼IMX490(5.43MP像素),即使使用单个H-FOV50°摄像头,其有效覆盖范围也远超过2个1.2MP像素(H-FOV35°+H-FOV50°)的摄像头组合。因此,对于之前的三目摄像头方案,可以直接去掉长焦摄像头,只使用中焦和广角两个高分辨率摄像头即可。
3)前视/侧视摄像头模组去“ISP”化
整车EE架构在不断地迭代升级,现在已经由分布式ECU架构进入到集中式域控制器架构时代,并逐步向中央集成式架构迈进。
在集中式域控制器架构下,DCU控制单元中的主控SoC芯片一般都直接带有ISP模块,可以支持多个摄像头RAW Date数据的处理,来帮助摄像头模组“减负”。因此,摄像头模组本身便可以无需安装ISP,只作为信息采集的硬件设备即可。这样不仅可以降低整个系统的硬件成本,也解决了摄像头高清化所带来的散热问题;同时,也符合摄像头小型化和轻量化的发展趋势。
另外,应用算法最终是要在域控制器里运行,算法能达到什么样的效果,其实域控厂商最了解。把ISP放置到域控制器端,也便于域控厂商自己去做ISP调试,这样更容易充分发挥出算法能力。
因此,应用在行车ADAS中的前视、周视摄像头,通常不带ISP模块。但环视摄像头中的CMOS图像传感器一般会集成ISP模块。目前环视摄像头大多还是直接接入到车机去做360°成像显示,如果摄像头模组厂商直接把ISP调试好,做成标准产品交付,会帮助主机厂或解决方案商在开发过程中避免复杂的ISP调优过程。
毕竟,车载摄像头ISP的调试具有比较大的技术门槛,多数Tier1、芯片厂商以及主机厂并不具备ISP的调试能力。同样,ISP的调试也是一项非常消耗人力资源的事情,即便是主机厂具备这样的能力,除非是一些重要项目,否则也会尽量避免自己去做调试。
4)侧视应用 - 超级鱼眼摄像头代替传统侧视摄像头+环视摄像头
随着智能驾驶功能的不断迭代升级,现在智能汽车上所配置的摄像头的数量越来越多,通常达到9V~12V的水平。更多的摄像头虽然可以覆盖到更多的场景,但对系统成本以及整个系统的可靠性而言,也会带来不小的挑战。毕竟传感器数量越多,整个系统失效的概率也会变大。
那么,是否能够对这些摄像头进行精简整合呢?华为曾在2021年上海车展上展出其正在研发的超级鱼眼摄像头,据介绍,该摄像头可以同时兼顾较大的FOV和长达80m的探测距离,可以用4个超级鱼眼摄像头替代传统侧视和环视共8个摄像头。
焉知汽车认为,只要超级鱼眼摄像头性能能够达到要求,从性价比角度来看,它是一种比较可取的方案,并符合当下企业追求性价比的趋势。据相关人士透露,目前已有不少企业在布局这样的方案。
对于这样的方案可能还会存在以下顾虑:
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超级鱼眼摄像头在具备较大的FOV情况下,是否还能兼顾较远的探测距离?
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通过之前传感器方案采集并标注的数据,现在还有多少能复用?
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超级鱼眼摄像头作为侧视摄像头做远距离物体探测的时候,是否会因为畸变而存在一些问题?
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车载摄像头通常都是定焦方案,超级鱼眼摄像头是否会考虑做成变焦方案?
3.2 泊车场景应用趋势
1)环视系统的“控制权”会转移到座舱或智驾域控
当前,环视摄像头主要有以下几种控制形式:
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不带APA功能,只有AVM功能,环视摄像头直接接入到车机来控制;
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带APA和AVM功能,环视摄像头直接接入到独立的泊车控制器里去控制;
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带APA和AVM功能,并且配置有座舱域控制器,环视摄像头接入到座舱域控制器来控制;
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除了带APA和AVM功能外,还带有HPA以及AVP等功能安全要求比较高的泊车功能,则环视摄像头接入到智能驾驶域控制器来控制。
对仅有360环视功能的中低端车型,4颗环视摄像头一般会直接接入到车机系统。如果主机厂原先的一些旧车型平台,是由独立泊车控制器形式来实现APA和AVM功能,那么,为了保证开发成本可控,原平台上车型基本会继续沿用旧方案。但从长期来看,独立的泊车控制器的形式会消失,360环视摄像头会直接接入到座舱域控或智能驾驶域控。
总的来讲,把环视摄像头接入到座舱域控制器,还是接入到智驾域控制器,应用目的不太一样 —— 接入到座舱,会更侧重360环视在人机界面的直观体验;接入到智驾域控制器,360环视系统需要跟行车ADAS相关功能进行联动,会更强调功能的安全性和可靠性。
2)基于360°环视摄像头进行感知功能拓展
之前的“价格战”让车企对成本更加地“斤斤计较”。对于供应商而言,如果产品没有较高的性价比,他们就很难打入到车企的供应链体系。
如何提高性价比,有一个比较常规的做法便是“加量不加价”,即一套解决方案在不提高成本的情况下,为车企提供尽可能多的功能体验,为车型增加宣传卖点。
对于泊车场景下的360环视功能也是如此,如何在原有硬件方案的基础上,对环视系统做一些感知功能方面的延伸,通过调整软件去增加更多实用性的功能是现在很多环视系统方案解决商一直在思考的问题。
目前,大家正在做的一些尝试,包括增加透明底盘、移动物体监测和预警(MOD)、车道偏离预警(LDW)、行车记录仪(DVR)、视觉开门提醒(DOW)等功能。
透明底盘:通过环视摄像头将拍摄到的图像进行拼接合成并保存历史帧图像。系统将根据车辆运动的数据(车速、档位、转向角等)预估车辆的行驶轨迹。参考车辆的行驶轨迹,并以车辆运动坐标代替图像坐标,调取与当前车底位置相对应的历史帧图像,并与实时的车辆外部图像进行叠加拼合,最终呈现出动态透明底盘的效果,并输出显示到舱内的显示屏上。
该功能的主要作用是让驾驶员能够看清轮胎的位置以及车底路面状况,及时让车辆避开井盖、坑洼、尖锐物体等,确保车辆在狭窄或崎岖不平等复杂路况下低速通行的安全性。
图表28. 透明底盘工作原理流程图
右转辅助:很多主车道旁边都有非机动车道,待绿灯右转时,机动车和非机动车一起右转,很容易发生交通事故。这种场景下,把环视摄像头作为角雷达的冗余传感器,能够有效避免事故的发生。
车道偏离预警LDW:车道偏离预警功能通常是基于前视摄像头来实现。但对于一些未配置前视摄像头的车型,可通过环视摄像头识别车道线来实现车道偏离预警功能,以提升车型的溢价能力。
车企是否希望在360环视功能的基础上再去拓展一些新的功能,首先,会考虑整个系统成本会增加多少;其次,要看新增功能的实用性如何,是否能成为一个宣传卖点。再一个也要看原车型硬件是否有足够的算力去支持集成这些功能。总之,在原来360环视系统的基础上做“加法”是一个必然的趋势。
3)中短期内,3MP摄像头或将成为环视应用的主流产品
目前,在环视摄像头应用市场,主流应用还是1.2MP/1.3MP,同时2MP环视摄像头也逐渐开始量产应用。
现在,环视摄像头的分辨率正在由1.2MP升级到2MP甚至是3MP。比较重要的一个原因是:座舱内的中控显示屏幕的尺寸越来越大,现在动辄就是13英寸甚至15英寸大屏。据业内人士介绍,显示屏幕变大以后,在光线不均匀的情况下,1.2MP摄像头输出图像的周边的噪点非常严重。2MP摄像头输出的图像质量会提升很多,3MP摄像头的输出显示的图像质量效果更佳。
为什么说3MP环视摄像头会直接成为中高端车型应用趋势呢?
因为在短期内,舱内屏幕尺寸的大小几乎不太可能发生较大的变化,摄像头像素再往上增加,对于图像显示效果上的提升也变得有限。如果单纯为了图像显示效果,目前来看,5MP或8MP环视摄像头对屏幕显示效果的加成作用已经不大。
另外,也有价格方面的考量。目前2MP与3MP两者价格相差很小,一旦3MP摄像头的出货量提上来,可能会比2MP摄像头在价格上更具优势。
再者,3MP环视摄像头更多地是应用在中高端车型上,支持行泊一体功能。也就是说3MP环视摄像头不仅用于近距离的物体成像和感知,还需要兼顾在行车场景下,更远距离的目标识别和和探测能力。据相关企业试验评估,针对行车工况下目标探测(比如20m以内的车辆,15m以内的行人),相比2MP环视摄像头,3MP环视摄像头的实现效果更佳。
那么,在行车场景下,5MP甚至8MP环视摄像头的目标探测能力会更强,这毋庸置疑。但5MP或8MP环视摄像头在价格上是最大的障碍,短期内还无法下降到跟2MP或3MP摄像头相当的水平。
针对行车工况下的近距离目标探测,3MP环视摄像头已经完全够用。如果要作为超级鱼眼摄像头实现周视和侧视的二合一,那么,这种情况下超级鱼眼摄像头也许会采用5MP甚至更高分辨率的8MP摄像头。
4)随着环视摄像头的感知能力增强,超声波雷达或将被取消
早期,泊车辅助功能是通过在后保险杠布置4颗超声波雷达,作为倒车时的安全辅助装置。紧接着摄像头开始引入到车载领域,通常在后牌照板上方布置1颗倒车后视摄像头,通过影像显示来辅助泊车。再往后,倒车影像功能升级为由4颗环视摄像头实现的360全景影像系统,4颗倒车防撞超声波雷达也升级为由12颗超声波雷达来实现的半自动泊车(APA)功能。现在很多车型甚至都标配了基于4颗环视摄像头+12颗超声波雷达去实现的视觉融合全自动泊车系统。
从泊车功能的发展历程来看,环视摄像头最开始主要是用于成像,通过把车身周边的场景呈现给驾驶员去辅助其进行决策。现在环视摄像头不仅用于成像,同时也发挥感知作用,用于目标识别和探测。但测速和测距正是超声波雷达所擅长,如果环视摄像头测速和测距的精度能够跟超声波雷达媲美,是否意味着超声波雷达就可以被“砍掉”?
实际上,超声波雷达毕竟是一类性能稳定可靠且性价比非常高的感知传感器,短期内不太可能被完全取消掉。在目前情况下,如果要做到极致安全,超声波雷达还有其存在的价值:
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超声波雷达适合短距离的障碍物监测,不需要特殊算法,非常适合应用在小算力泊车产品。
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在地下停车场,车往后倒的时候,如果后面是一堵没任何纹理的墙,摄像头还无法完全精准识别和探测。如果加上超声波雷达,则可以避免碰撞的发生。
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相比环视摄像头,超声波雷达可以输出高精度的点云信息(带距离和方位)。比如,寻找停车位,超声波雷达扫过后,有比较清晰的轮廓,置信度比较高。而通过摄像头扫描车位的范围还不够大,并且置信度有限。另外,超声波雷达在车位识别的正确率,特别是空间车位的识别上,具备一定的优势。
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同一类传感器做得再好,总归还是有不足的地方,需要不同类型异构传感器之间进行互补。毫米波雷达在低速模式的精确度尚未达到一定水平的情况下,超声波雷达依然是与环视摄像头在低速场景下互补最合适的传感器。
虽然,目前超声波雷达的确具备存在的价值,但是从长期来看,超声波雷达被取消掉也存在很大的可能性。
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随着摄像头分辨率提升,以及算法能力的提升,在充足算力的域控制器计算平台的支持下,环视摄像头的测距和测速能力也会不断提高。
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从另外一个角度讲,对于一些中高配车型,如果本身配备了角雷达(毫米波雷达),角雷达的存在也会给超声波雷达带来一定的威胁。毫米波雷达一般都有高低速模式,只不过现在毫米波雷达的低速模式下的探测精度(±3~4cm)尚未达到超声波雷达的探测精度(±1cm)。
因此,随着环视摄像头测距和测速精度的提升,以及毫米波雷达在低速模式下探测精度的提高,超声波雷达最终很有可能被取消掉。
3.3 舱内场景应用趋势
摄像头在座舱内的应用主要有DMS(驾驶员监测系统)和OMS(乘员监测系统),通过摄像头采集数据,并利用深度学习算法对收集到的图像/视频数据进行处理,从而完成识别、检测、分类等多样任务。依托AI视觉技术的快速发展,基于红外摄像头的主动式感知方案已成为DMS和OMS的主流技术实现路径。
1)DMS功能不断拓展
DMS系统除了用于驾驶员状态监控外,还在不断地进行功能升级和拓展,进而提升整个座舱的安全性和舒适性体验。
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基于Face-ID的定制化智能交互与服务
驾驶员进入驾驶位,系统自动启动摄像头并进行面部身份识别。如果是第一次用车,需要通过相关身份验证,然后创建专属的驾驶员ID,并设置自己的驾驶行为偏好。待下次驾驶时,通过系统身份认证后,系统会根据驾驶员预设置好的偏好进行自动调节,比如座椅位置、外后视镜角度、播放曲目等。
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通过更加智能的算法进行生理信号探测,提供更人性化和情感化的服务
随着AI视觉算法的增强,摄像头对人类面部动作的感知越来越精确,系统通过相关数据能够准确判断出驾驶员的情绪,当驾驶员情绪不佳的时候,智能聊天机器人能够主动问候,以示关心。
另外,DMS摄像头还能实现驾驶员健康分析,通过分析驾驶员面部血氧含量,可测量出心跳、压力、呼吸等生物体征,并对驾驶员的健康状态进行实时的监测和提醒。
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DMS监控范围扩展,升级为IMS(座舱监控系统)
随着软件算法能力的提升以及AI视觉技术的发展,有些厂商在尝试将DMS与OMS合并为一体式的座舱监测系统(IMS),为座舱功能多样化提供技术基础。
可以基于一颗摄像头同时去实现DMS和OMS功能,它通常布置在内后视镜处,兼顾驾驶员及前后排乘客,不仅可以实现驾驶员的危险行为、疲劳驾驶、分神驾驶等状态监测,同时,还能对舱内乘客及相关物品进行实时感知和跟踪监测。
图表29. 舱内监测系统方案
信息来源:欧菲光
2)DMS由独立控制走向被集成
最开始,DMS通常使用独立的控制单元。但随着整车EE架构的演进和AI芯片技术的发展,用于座舱或智驾域控的主控SoC芯片中一般都集成有丰富的异构资源,比如基本都配置有图像处理模块-ISP和 AI处理单元-NPU,并且算力资源也有了富余,能够支持多通道视频的输入和处理能力。
DMS功能跟智驾和座舱都有一定的相关性,被整合在哪个域也都存在一定的合理性。现在存在两种不同的集成路线方案:DMS被集成到座舱域和DMS被集成到智驾域。
DMS融合到哪个域合适,可以参考以下几点原则:
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域控制器需有足够富余的硬件资源支持它集成进来。
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有成本优势:总成本降低或只增加有限的设计和开发成本,能够提升产品的溢价能力。
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DMS系统本身的功能安全等级不超出该域控制器本身的功能安全等级。
a.智能座舱域集成DMS功能
智能座舱也在不断地往智能化方向发展 —— 多屏互动、AR-HUD、拟人化人机交互和多模态人机交互等功能在智能座舱中变得越来越普遍。然而,DMS是多模态人机交互的重要组成部分,如果将DMS算法集成到智能座舱域,可以共享智能座舱域控制器算力,同时,便于基于座舱内其它传感器输入的数据进行功能融合创新,进而打造更稳定、更可靠、更精确的DMS解决方案。
DMS可以基于视觉,并结合面部表情与语音、手势实现多模态交互,不断丰富座舱的交互方式。比如,系统可以根据驾驶员的面部表情、语音和手势动作来综合判定判断驾驶员的心情变化,从而自动调节车内氛围和播放音乐类型。
b.智能驾驶域集成DMS功能
除了融合到智能座舱域,DMS算法被集成到智能驾驶域也是另外一种比较主流的趋势。
在人机共驾阶段,DMS是必不可少的驾驶辅助系统。DMS系统不仅要监控驾驶员是否分心或疲劳驾驶,同时还要确保驾驶员处于随时能够接管车辆的最佳状态。DMS系统设计的成熟度甚至会直接影响到L3级自动驾驶的落地时间。
智能驾驶系统可以根据DMS摄像头的探测数据,结合车辆行驶和控制状态进行分析,判断驾驶员是否处于疲劳驾驶,甚至脱离驾驶的状态,比如是否出现连续加速或减速、猛打方向、短时间内车辆连续偏离既定车道等不稳定驾驶状态。如果驾驶员被判定处于不安全的驾驶状态,必要情况下系统会直接接管车辆,主动减速并安全靠边停车。
总之,如果DMS与智能驾驶系统进行联动,涉及到了车辆的控制。那么,DMS的功能安全设计要求必然会比较高。这种情况下,DMS算法集成到智能驾驶域控更合适。
3)舱内视觉感知升级 — 从2D升维到3D
传统2D摄像头可以实现二维平面成像,而3D视觉感知是一种深度传感技术,能够实现三维成像,除了提供目标对象的X和Y值之外,还能够提供深度值。因此,3D视觉传感器可以更加真实、准确地呈现物体的形态与结构,再叠加AI大模型技术的应用,有望成为智能座舱中主流的视觉感知技术。
目前3D视觉感知主要有3种技术实现路径:双目立体视觉、结构光和 ToF。其中,双目立体视觉是被动式成像,受环境光影响较大,适合中远距离的户外场景。结构光和ToF属于主动式成像方案,适合室内外中短距离场景。
相比结构光,ToF方案结构简单、可靠性更好;另外,据业内相关人士透露,在模组成本方面,应用结构光技术的3D传感摄像头模组成本约为20美元,采用3D ToF技术的3D传感摄像头模组成本约为12~15美元,ToF技术方案具有明显的成本优势。整体来看,ToF 技术将会是舱内主流的3D视觉感知交互方案。
图表30. 三种3D视觉感知方案对比
信息来源:华泰研究、亿欧汽车、焉知汽车整理
3D ToF(Time of Flight)工作原理: 首先使用调制的红外光源主动向目标物体发射光线脉冲,然后通过接收器接受返回的光信号,最后测量发射光和反射光之间的飞行时间或相位差得到目标物体的深度信息。
图表31. 3D ToF工作原理
目前,ToF方案正处于上车初期,在座舱内,主要用于实现的功能包括DMS/OMS、3D手势控制、车内驾驶员身份识别等。
图表32. ToF 技术在座舱内可实现的主要功能
信息来源:公开资料整理
4.车载摄像头行业竞争格局
4.1 车载摄像头市场规模
4.1.1单车平均摄像头搭载个数预测
随着360环视、车道保持辅助(LKA)、行人AEB、驾驶员监控系统(DMS)等驾驶辅助功能渗透率的提升,以及AVP和NOA等高阶智能驾驶功能的逐渐规模化落地,单车摄像头平均搭载量逐年增加,根据相关统计数据显示,2021年,中国乘用车载摄像头平均搭载数量为2.5颗;到2022年单车摄像头平均搭载数量达到3.0颗;再到2023年第一季度,摄像头平均搭载数量为3.3颗。据相关机构测算,预计到2025年,中国乘用车摄像头平均搭载数量将增长至4.9颗。
图表33. 2019~2025年中国乘用车摄像头平均搭载量趋势预测图
数据来源:公开资料整理
单车摄像头平均搭载量逐年增加的原因分析:
1)基于视觉的ADAS功能渗透率逐渐增加
由于环视功能的实用性和成本优势,环视系统的渗透率越来越高 。据潮电智库调研数据显示,2022年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配搭载环视摄像头的新车数量为609.8万辆,装配率由2021年的21.5%提升至30.6%,同比增长31.7%。
另外,前视摄像头的装配率也越来越高。实现前向ADAS功能方案通常存在以下三种方案:
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1颗前向毫米波雷达 - 能够支持ACC和车辆AEB功能,但不支持行人AEB功能;
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1颗前视摄像头 - 除了能够支持ACC、车辆AEB和行人AEB,还能够支持车道保持、交通标志识别等功能,但在恶劣天气条件下,系统可能会失效;
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1颗前视摄像头+1颗前向毫米波雷达,二者可达成互补,但成本相对较高。
随着技术的成熟、相关法规政策强制标配AEB以及前视一体机整套系统价格不断下探等因素叠加影响,前视摄像头将逐渐成为汽车标配的主动安全产品。根据CINNO Research调查数据显示,2023年第1季度,中国自主品牌乘用车中前视摄像头的渗透率已经达到53%。
2)高阶智能驾驶功能量产上车
随着高阶辅助驾驶功能渗透率的不断提升,单车摄像头的平均搭载数量也在不断提升。相关调查数据显示,目前L2级智能驾驶车辆摄像头平均搭载量为5颗,L2+级为8颗,L3级为11颗左右。
图表34. 不同ADAS等级车型搭载的摄像头类型及个数
数据来源:公开资料整理
4.1.2 中国汽车销量趋势及预测
车载摄像头年出货量跟汽车年产销量以及单车摄像头平均搭载数量成正比。
在2018年左右,我国汽车保有量日趋饱和,外加受购置税上涨以及排放法规加严等相关政策影响,中国汽车销量开始逐年下跌,从2018年的2808万辆降低至2020年的2531万辆。
从2020年开始,中国汽车市场正式由增量市场向存量市场转变。到2021年,随着疫情好转,经济逐渐回复,中国汽车产销量也开始呈现缓慢增长的趋势。同时,新能源汽车市场已经从政策驱动转向市场拉动的新发展阶段,新能源汽车销量出现爆发式增长。
据中国汽车工业协会数据显示,2021年,中国汽车销量为2627.5万辆,较上年增长3.8%,其中新能源汽车销量为352万量,同比增长157%;2022年中国汽车销量为2686.4万辆,较上年增长2.1%,其中新能源汽车销量为688.7万辆,同比增长93.4%。
图表35. 2017-2022中国汽车和新能源汽车产销量情况
数据来源:中国汽车工业协会、焉知汽车整理
4.1.3 中国车载摄像头市场规模
单车摄像头的平均搭载数量在逐年递增,同时我国汽车的产销量在未来几年也是处于一个不断增长的过程中。因此,我国车载摄像头的总出货量也必然是呈现出逐年增长的趋势。据相关统计数据显示,2021年中国乘用车前装市场摄像头总搭载量为5274万颗,2022年中国乘用车前装市场摄像头总搭载量为6524万颗,同比增长23%。
根据CINNO Research预测,2023年中国乘用车市场摄像头搭载量将增长至7200万颗,到2025年,国内乘用车摄像头总搭载量将超1亿颗,2022-2025年年复合增长率CAGR为 17%。
图表36. 2019-2023年中国乘用车前装市场摄像头出货量(单位:万颗)
数据来源:智研咨询、CINNO Research、焉知汽车整理
随着车载摄像头轻量化、小型化和“去ISP芯片化”等趋势的发展,单摄像头的价值量整体是呈下降的趋势。但随着智能驾驶功能升级,对行车ADAS摄像头而言,高分辨率、HDR、LED 闪烁抑制等高性能需求,将会推动ADAS摄像头的平均价值量有所提升。
目前,据相关业内人士透露,普通环视车载摄像头模组单价在150-200 元,行车ADAS 车载摄像头模组单价在300-500 元。随着高阶智能驾驶渗透率的逐步提升,前视、周视等行车ADAS摄像头的装配量会越来越大,进而带动车载摄像头模组平均单价持续性提升。
据有关机构统计数据显示,2021年,我国乘用车前装市场车载摄像头市场规模为81亿元;2022年车载摄像头市场规模增长至101亿元。据估计,2025年中国乘用车前装车载摄像头市场规模有望突破250亿元。
4.2 竞争格局
车载摄像头主要的硬件构成包括光学镜头(镜片、滤光片、保护膜)、CMOS图像传感器、PMIC芯片、串行器芯片等。从成本构成来看,CMOS图像传感器的成本最高,占比约为40%;光学镜头占比约16%;串行器芯片占比约10%,电源管理PMIC芯片占比约5%,模组封装成本占比约18%。
图表37. 车载摄像头模组主要成本构成
数据来源:专家调研、焉知汽车整理
备注:不同厂家及不同应用场景的摄像头模组的成本构成比例都会存在一定的差异,此处列举了一般性的示例仅供参考。
从车载摄像头模组的成本构成可以看出,CMOS图像传感器、光学镜头和摄像头模组封装三部分占了将近总成本的3/4,是整个车载摄像头产业链上最重要的组成部分。
4.2.1车载CMOS图像传感器市场竞争格局
1)CMOS图像传感器在汽车市场具有较大的增长空间
从全球范围来看,CMOS图像传感器最大的应用市场是手机领域,其次是汽车领域,第三是安防领域。据相关数据显示,在2021年,手机领域的CMOS图像传感器的使用量占总市场份额的75.9%,远高于汽车领域的11.7%和安防领域的6.2%。
图表38. 2021年CMOS图像传感器各应用领域市场规模占比
数据来源:Yole,红塔证券、焉知汽车整理
手机市场之所以占比高,是因为手机每年出货量远大于汽车,并且近几年手机摄像头的应用一直都在向多摄像头发展,现在高端智能手机上的平均摄像头个数多达3~5个。
不过,由于近几年受消费降级、换机周期等因素影响,手机市场持续低迷。在未来,CMOS图像传感器在手机市场的增量有限。据相关机构预测,未来三年手机市场的CMOS图像传感器的复合增速仅为3%。
相比于智能手机领域,汽车和安防领域的CMOS图像传感器的需求增长较快。
安防市场的快速增长的驱动力主要来源于城市道路安防监控的需求,即包括中国在内的许多国家及政府对城市道路监控摄像头的安装有强烈的刚性需求。但是随着由政府导向的城市道路监控摄像头逐渐安装完成,CMOS图像传感器在安防领域的市场增速也将逐渐放缓。即便如此,据相关机构预测,在安防领域,未来三年CMOS图像传感器的复合增速仍可达到12%左右。
汽车市场CMOS图像传感器市场的快速增长的驱动力在于智能驾驶的发展,随着汽车智能化程度的提高,驾驶辅助功能渗透率的提升以及高阶智能驾驶功能开始逐渐落地应用,车载CMOS 图像传感器的需求将会出现大幅增长。预计到2025 年,全球汽车领域CMOS 图像传感器市场规模将达到32.75 亿美元,复合增长率将达到14.3%。
2)市场竞争格局
CMOS 图像传感器市场属于垄断程度较高的市场,即少数的几家公司垄断了市场大部分的份额。根据Yole Intelligence 最新报告显示,在2022年,索尼依然在CMOS图像传感器市场占主导地位,市场占比为42%;其次是三星,占比为23%;第三是豪威科技,占比11%;第四和第五的ST和安森美各占6%;前五家共占了84%的市场份额。
图表39. 2022年全球CMOS传感器市场竞争格局
数据来源:Yole Intelligence,焉知汽车整理
但是,不同企业在CMOS图像传感器的布局上都有各自侧重的市场领域,比如索尼主要侧重手机和相机领域;三星侧重手机领域,主要供自家的手机使用;豪威科技重点布局安防和汽车领域,安森美则重点布局汽车和工业领域。
2022年,在车载CMOS图像传感器领域,安森美占市场主导地位,市场份额占比达到44%,第二名豪威科技占比为30%,第三名的三星和第四名的索尼的市场份额占比分别为9%和5%。
图表40. 2022年全球车载CMOS图像传感器市场份额
数据来源:ICV Tank,焉知汽车整理
可以看出,在车载领域,CMOS图像传感器的市场更为集中。前两名企业占据了市场近3/4的份额,垄断地位更加明显。近两年,受疫情、缺芯等因素的影响,安森美的CMOS芯片因产能不足,在中国汽车市场的份额有所降低。国内的豪威科技、思特威等厂商正积极布局,外加国产化替代的影响,本土企业CMOS图像传感器的市场占有率有望获得持续提升。
3)行业壁垒
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高可靠性和高安全性要求
相比于消费级应用,汽车领域对CMOS图像传感器运行的可靠性、安全性以及图像质量等方面具有更高的要求。另外,CMOS图像传感器的高像素、低照度敏感、高动态范围(HDR)和LFM 等性能指标要求需要更先进的生产和封装工艺来实现。因此,对于新进入者或打算从消费领域转入的企业而言,进入车载CMOS市场具有较高的准入门槛。
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车规级认证周期长
汽车CMOS图像传感器认证周期长,一般为2-3 年。只有经过一些列的安全认证,才有可能得到下游客户 - 车厂的认可。虽然认证比较繁琐,且耗费时间,但是,一旦进入车企的供应链体系,车厂基本会稳定在 3-5 年的订单需求。对于车企来讲,供应商的切换代价比较大,除非出现重大问题,否则不会轻易切换。
4.2.2 车载镜头市场竞争格局
1)市场竞争格局
车载镜头市场规模的上升空间大,据相关机构预测,全球车载镜头的市场规模将由2020 年的71 亿元增至2025 年的184 亿元,年复合增长率(CAGR)达21%。
目前车载镜头的市场格局为一超多强,一超即舜宇光学,舜宇光学车载镜头的全球出货量已经连续多年位居全球第一位。2022年,舜宇光学的全球出货量占比为34%,超过总份额1/3,并且其市占率还有持续上升趋势。
“多强”主要为一些日韩和中国的其它企业。2020年,在车载镜头市场,舜宇光学车市场占比为33%,以绝对优势排在第一位,但剩下的其它前几名基本都是日韩企业。
图表41. 2020年全球车载镜头市场格局
数据来源:公开资料整理
近年来,我国光学镜头企业加速崛起 ——技术不断创新与进步,产品竞争力不断加强,国产化替代加速。据潮电智库数据显示,2022年,全球车载镜头出货的前十位分别为:舜宇光学(中国)、麦克赛尔(日本)、世高(韩国)、电产三协(日本)、联创电子(中国)、欧菲光(中国)、桑来斯光电(美国)、特莱斯光学(中国)、弘景光电(中国)、京瓷(日本)。其中,我国光学镜头企业占一半。
2)行业壁垒
-
车载镜头量产的技术壁垒
车载领域对摄像头镜头的耐用性和热稳定性有较高的要求,因此车载镜头主要选用玻璃镜头或玻塑混合镜头。目前,用于实现行车感知功能的前视、侧视、后视以及CMS摄像头多采用玻璃镜头;用于泊车辅助的环视、倒车后视以及舱内DMS和OMS应用的摄像头多采用玻塑混合镜头。
玻璃镜片的生产工艺复杂,制造要求更高,玻璃镜片制造是进入车载镜头领域的主要壁垒之一。另外,从镜片结构方面来讲,玻璃镜片又分为球面和非球面两种类型。
球面玻璃:有像差,需要通过组合不同形状和数量的镜片,通过不断调整参数和验证迭代去消除像差。同时,球面玻璃还存在偏重、透光率低,且工艺复杂,难以大规模量产等问题。
非球面玻璃:可以消除像差,并且模造玻璃技术可以实现非球面玻璃的大规模量产。但是缺点在于具备模造玻璃技术的公司比较少,因此,非球面玻璃会受到产能限制,且成本高。
-
认证周期长
同车载CMOS图像传感器类似,车载镜头也具有较长的认证周期。因为车载镜头通常需要配合CMOS图像传感器芯片一块去进行产品认证,比如,在过程中要进行参数调整,经过1-2 年研发周期后交货给模组厂商组装,组装完成后再经过车企上路进行1-2年的测试验证,验证通过后方可供货。
4.2.3 车载摄像头模组市场竞争格局
1)市场竞争格局
相比CMOS图像传感器和光学镜头市场而言,车载镜头模组封装市场相对比较分散,目前依然是Global Tier 1占据主导地位。根据相关报告数据显示,2020 年,麦格纳的市场份额最高,占比为11%;第二是松下占比9%;第三是法雷奥占比为7%;,第四和第五位的博世和采埃孚各占6%,第六位的大陆占比为5%。
图表42. 2020年全球车载摄像头模组市场格局
数据来源:IDC,Yole,焉知汽车整理
随着国内车载摄像头模组企业加速推进车载摄像头的研发和产业化,他们的市场竞争力逐渐增强,国产车载摄像头的市场份额占比将会逐渐增加。
传统Tier1做摄像头模组本身也具备天然的优势,尤其是实力比较强的国际Tier1, 他们不但做摄像头模组,还会做其它传感器以及域控制器等核心硬件,甚至做整套系统的解决方案。因此,他们的系统集成能力、车规级验证、供应链管理方面会更有优势。另外,他们长期与车企沟通和合作积累下的优势 —— 客户关系更稳定可靠、对车厂需求的理解以及对车规级要求的理解更深,这些都是初入车载领域的模组企业需要提升和追赶的能力。
但是,现在出现了一种现象,被称之为Tier 1 角色“软化”。随着软件定义汽车成为主流,本身偏向于做硬件的Tier1开始战略性地放弃一些利润比较低的硬件业务,战略重心转向软件层面。
原本车载摄像头模组业务主要由Tier1来承接,但现在,摄像头模组封装的业务逐渐往光学厂商转移。一些光学厂商开始承接摄像头模组封装业务,直接向主机厂供应摄像头模组。国内一些做光学镜头的公司,大都在2015年左右开始成立一些子公司,专门去做车载摄像头模组业务。
2)行业壁垒
车载摄像头模组厂商之间的产品竞争是综合产品力的竞争,包括摄像头模组方案设计、系统集成和工程化能力,以及最重要的成本竞争力。另外,车载摄像头模组在车规级认证、认证周期以及资金支持层面也具有较大的门槛要求。
-
需采用车规级芯片,对产品可靠性及安全性有严苛要求:一般需要符合质量管理体系IATF16949、可靠性标准AEC-Q系列、功能安全标准ISO26262等多项标准。
-
认证周期长:通常需要7-8个月的认证周期。完成相关车规级标准规范的认证和审核后,还需经历严苛的应用测试验证和长周期的上车验证才能进入汽车前装供应链。
-
需要有充足的资金后盾:对于初入车载摄像头模组领域的企业,进入车企供应链的难度大、时间长,且短期内难以获得相应的收入。
5. 国内重点企业及产品布局
5.1 车载CMOS芯片厂商
5.1.1豪威科技
1)企业介绍
豪威集团-上海韦尔半导体股份有限公司(OmniVision,简称“豪威科技”),集团总部位于上海,是全球排名前列的中国半导体设计公司。豪威集团致力于提供传感器解决方案、模拟解决方案和显示解决方案,服务于手机、安防、汽车电子、可穿戴设备、消费电子、工业、医疗等众多领域。
图表43. 公司发展历程
时间 |
公司发展历程 |
2000年 |
豪威科技在纳斯达克上市 |
2015年5月 |
豪威科技被中信资本、北京清芯华创和金石投资组成的中国财团以19亿美元的价格收购 |
2016年初 |
完成私有化,成为北京豪威全资子公司 |
2019年 |
韦尔股份完成了对豪威科技的收购 |
2021年 |
韦尔股份更名为豪威集团-上海韦尔半导体服份有限公司,旗下拥有豪威科技、韦尔半导体 与思比科三个品牌 |
在车载CMOS图像传感器领域,豪威科技不断革新,已经迭代了四代工艺,依次是OmniPixel®3-HS、OmniBSI™、OmniBSI™-2、PureCel®Plus,像素尺寸由原来的4.2μm发展到2.1μm。
图表44. 豪威科技车载CMOS传感器工艺迭代历程
信息来源:豪威科技
2)产品布局
豪威集团针对舱外(泊车辅助、行车辅助、CMS)和舱内(DMS、OMS)等细分应用场景,提供相对应的CMOS图像传感器解决方案,产品线涵盖1.3MP/1.7MP/2MP/3MP/8MP等不同规格。
图表45. 豪威科技车规级CMOS图像传感器基本信息梳理(部分产品)
信息来源:豪威科技官网/公众号、焉知汽车整理
5.1.2思特威
1)企业介绍
思特威电子科技股份有限公司 (SmartSens Technology,简称“思特威” )成立于2017年,总部设立于上海,是一家从事CMOS图像传感器芯片产品研发、设计和销售的科技企业。公司产品覆盖安防监控、机器视觉、智能车载电子、智能手机等多场景应用领域。
2019年,思特威开始在前装车载市场进行战略布局,并于2020年6月收购深圳安芯微(Allchip),进一步强化车载产品线。2021年,思特威成立汽车芯片部,致力于车规级CMOS图像传感器技术研发。
2)产品布局
目前,思特威已发布了11款车规级图像传感器产品,涵盖影像类、ADAS感知类、舱内应用三大系列,分辨率覆盖1MP-8MP,基本实现车载应用的全场景覆盖。
图表46. 思特威车规级CMOS图像传感器基本信息梳理
信息来源:思特威官网/公众号、焉知汽车整理备注:SC100AT和SC120AT的动态范围为:100dB@60fps by 2-frame combination,120dB@30fps by 3-frame combination。
5.2 车载镜头厂商
5.2.1舜宇光学
1)企业介绍
舜宇光学科技(集团)有限公司(简称“舜宇光学”)创立于1984年,主要从事光学及光学相关产品的设计、研发、生产及销售,主要产品包括:光学零件(例如车载镜头、车载激光雷达光学部件、虚拟现实空间定位镜头、手机镜头、数码相机玻璃球面镜片及其他光学零部件)、光电产品(例如车载模块、 VR折迭光路模块、 VR视觉模块、手机摄像模块及其他光电模块)及光学仪器(例如智能检测设备及显微镜)等。
据舜宇光学年报显示,2022年,公司车载镜头出货量为7890.9万颗,同比增长16.1%。舜宇光学车载镜头的全球市场份额占比依然在1/3左右,并有望在2023年达到38%。
2)产品布局
舜宇光学在车载镜头领域产品线布局丰富,包括:前视、侧视、后视、环视、内视和CMS电子后视等系列车载镜头。为了保持行业的领先地位,舜宇光学坚持两个主要战略方向:
-
在高端ADAS镜头领域,进行持续的研发创新,确保技术领先性。比如,舜宇完成8MP全玻璃非球面镜头研发和17MP前视车载镜头的研发;另外,自研清水膜除雾以及自动除脏污等功能 ;
-
在中低端镜头领域,通过技术创新实现高性价比方案。例如,舜宇光学通过攻克含塑料镜头温度稳定性的技术难关,完成 2MP 前视和5MP舱内玻塑混合镜头研发。
舜宇光学在车载镜头领域的发展进程:
-
2004年,进入车载镜头领域;
-
2006年,第一款感应类(LDW)镜头实现量产;
-
2009年,首款环视镜头实现量产;
-
2012年,首款玻塑混合式前视镜头实现量产,并且成为全球最大的车载镜头生产厂商;
-
2014年,首款内视镜头实现量产;
-
2019年,首款8MP车载镜头实现量产;
-
2021年,完成2MP和3MP玻塑混合ADAS车载镜头的研发,同时实现了全塑料后视车载镜头以及8MP前视/侧视/后视镜头的量产;
-
2022年,完成多款5MP玻塑混合舱内监控车载镜头研发。
5.2.2联创电子
1)公司介绍
联创电子科技股份有限公司(简称“联创电子”)创立于2006年,重点发展光学镜头及影像模组、触控显示器件等新型光学光电产业,产品广泛应用于智能终端、智能汽车、智慧家庭、智慧城市等领域。在车载摄像头领域,联创电子已经形成了车载摄像头产品系列的全栈解决方案,包括倒车影像系统、360环视系统、高级ADAS系统、舱内监控系统、电子后视镜等。
公司以车载镜头为基础,向产业链上下游延伸 —— 向上自主生产模造玻璃实现降本增效,保障产品良率及供应稳定;向下与客户联合开发车载摄像头模组,并成功进入多家Tier1和车企的供应链体系,包括法雷奥、麦格纳、安波福等国际Tier1以及蔚来、比亚迪、吉利等车企。
2)产品布局
联创电子于2016年全面进入车载镜头领域,并于2017年底发布8MP车载镜头产品。2021年,联创电子开始着手开发1500万像素及以上的车载镜头。
根据公开资料显示,在高端8MP 车载镜头市场,公司月均出货量已经超过10万套。另外,联创电子的镜头已经通过英伟达、Mobileye等芯片厂商的认证。
在车载镜头产能方面,2022年,公司可实现3KK/月车载镜头和800K/月的模组生产。同时,公司持续扩充车载镜头和摄像头模组产能,预计未来形成年产8000万颗车载镜头和6000万颗车载摄像头模组的生产能力。
图表47. 联创电子与重点客户的合作情况
客户类型 |
重点客户合作情况 |
整车 |
某外企:2016年,进入某外企的供应链体系,为其提供车载摄像头模组。据公开信息显示,在其下一代的智能驾驶域控方案中,联创电子中标多款车型5MP车载镜头。 |
蔚来:2020年开始合作,供货ET7和ET5,其中ET7中标7颗ADAS车载镜头。 |
|
比亚迪/零跑:8MP模组定点 |
|
方案商 |
华为:联创在华为的车载镜头中占74%的份额,为其第一供应商; |
英伟达:2018年开始合作,独家战略合作伙伴,镜头认证产品覆盖1MP~8MP,通过认证数量超过10颗。 |
|
Mobileye:共11颗车载镜头通过EyeQ4/EyeQ5/EyeQ6平台认证;2020年8MP ADAS车载摄像头模组通过认证。 |
|
Tier1 |
麦格纳、法雷奥、安波福等:镜头和摄像头模组供货 |
信息来源:公开资料整理
5.2.3 欧菲光
1)公司介绍
欧菲光集团股份有限公司(简称“欧菲光”)成立于2021年。2015年,欧菲光开始进入智能汽车领域,通过收购华东汽电和南京天擎,顺利成为国内整车厂商的Tier1供应商;2018年,公司收购富士胶片天津镜头工厂,进一步加强在车载镜头方面的布局。目前,欧菲光依托在光学光电领域的技术优势,深度布局智能驾驶、车身电子和智能座舱,并以光学镜头、摄像头为基础,延伸至毫米波雷达、激光雷达、抬头显示(HUD)等产品。
2)产品布局
截止目前,公司已量产的车载镜头产品包括:5MP前视镜头、3MP和8MP周视镜头、1MP和2.5MP环视镜头,2MP电子外后视镜镜头、1MP和2MP舱内DMS/OMS镜头等。另外,5MP前视长焦和广角镜头、2MP前视三目镜头都在量产中,5MP舱内镜头正在小批量试产。据相关数据显示,2022年欧菲光车载镜头出货量约400万颗。
图表48. 欧菲光车载摄像头领域布局
信息来源:欧菲光官网
在车载摄像头模组封装领域,欧菲光于2019年启动车规级COB封装的研发,2020年完成1MP、2MP车规级COB封装AEC-Q认证,2021年实现基于车规级COB封装工艺的1MP和2MP模组的量产;基于车规级COB封装的3MP模组于2022年12月获得客户定点;2023年,欧菲光完成了车规级8MP COB的AEC-Q认证,并已获得主流车厂定点。
在客户应用方面,据相关公开资料显示,理想汽车有5款车型搭载了欧菲光的车载镜头。其中,理想L8 /L7 Pro 搭载了9颗欧菲光镜头,包括4颗2MP周视、4颗2MP环视以及1颗2MP后视;理想L8/L7 Max 、L9搭载了4颗2MP环视和1颗2MP后视,共计5颗摄像头用了欧菲光的镜头。
5.3 车载摄像头模组厂商
5.3.1舜宇智领
1)企业介绍
浙江舜宇智领技术有限公司(简称:“舜宇智领”)成立于2015年,是舜宇集团的子公司,专注于车载摄像头模组的研发、制造、销售及技术服务。
舜宇智领车载摄像头模组产品的发展历程:
2)产品布局
舜宇智领的车载摄像头模组产品划分为4类:环境感知类、影像感知类、外摄显像类、舱内监测类。车载摄像头模组的分辨率覆盖 1MP-8MP ,视场角范围从 15°到120°。
图表49. 舜宇智联车载摄像头产品布局
舜宇智领与 Tier 1 以及车企共同合作,生产制造并提供车载模组产品及解决方案。目前,在国内与10家以上Tier1以及20家以上的主机厂进行了合作。同时,与芯片平台类企业以及感知算法方案商展开生态合作,加快摄像模组新产品落地。
-
合作客户:蔚来、理想、小鹏、智己、极氪、吉利、长城、比亚迪、丰田、现代、斯巴鲁等车企,以及电装、采埃孚、毫末、福瑞泰克等Tier1;
-
生态伙伴:Mobileye、英伟达、高通、安霸、TI、三星、豪威科技、地平线、黑芝麻、诚迈科技、中科创达等。
5.3.2 智华科技
1)企业介绍
苏州智华汽车电子有限公司(简称“智华科技”)成立于2012年,定位做渐进式智能驾驶定制化系统供应商。当前,公司具备智能驾驶融合感知及规控算法能力、定制化智能驾驶系统及智能传感器的设计开发能力和车规级制造及规模化量产能力。公司业务聚焦在智能行车、智能泊车、智能座舱三大应用场景领域。
智华科技专注于车规级视觉产品量产能力的提升,生产基地通过IATF16949质量管理体系认证及相关环境和信息安全认证。据相关数据显示,智华科技的智能摄像头传感器已累计出货超1000万颗、智能驾驶系统级产品超200万套,累计服务智能汽车前装量产超300万辆。
2)产品布局
智华科技车的车载摄像头产品覆盖智能行车、泊车以及舱内三大应用场景。
图表50. 智华科技车载摄像头模组基础信息梳理
信息来源:智华科技、焉知汽车整理
对于舱内应用场景,智华科技的智能座舱监测系统(IMS)产品线,包含低、中、高三种配置方案,用于满足不同主机厂客户的差异化需求:
图表51. 智能座舱监测系统(IMS)产品线
方案类型 |
传感器布置 |
实现功能 |
||
低配 |
i-Cabin 1.0 |
1*DMS摄像头 |
驾驶员监测及行为交互功能 |
|
中配 |
i-Cabin 2.0 |
1*DMS摄像头 1*OMS摄像头 |
驾驶员及前排乘员的监测及行为交互功能 |
|
高配 |
i-Cabin 3.0 |
1*DMS摄像头+3*OMS摄像头+1*60GHz 毫米波雷达 |
在保护用户隐私的前提下,实现驾驶员及乘员的生命体征监测,及在座舱区域探测目标并对其进行高精度分类和生物特征的监测。 |
信息来源:智华科技、焉知汽车整理
备注:其中DMS采用IR摄像头,OMS采用RGB-IR摄像头。
5.3.3 纵目科技
1)企业介绍
纵目科技科技股份有限公司(简称“纵目科技”)成立于2013年,总部位于上海张江国际科创中心,主要从事汽车智能驾驶系统的研发、生产及销售。纵目科技不仅具备ADS/ADAS(域)控制器、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等硬件产品的配套供货能力,还可以提供智能驾驶相关的解决方案。
2)产品布局
纵目科技车载摄像头产品矩阵丰富,覆盖ADAS前视/后视/周视、360环视、舱内DMS/OMS 等多场景应用。
在车载摄像头领域,纵目科技的环视摄像头已经在长安汽车、一汽集团、塞力斯汽车、岚图汽车、江汽集团、上汽集团、威马汽车、理想汽车等多家主流车企的车型上实现量产;舱内DMS摄像头、OMS摄像头已经获得华人运通汽车的定点合同。
图表52. 纵目科技车载摄像头模组基础信息梳理
信息来源:纵目科技产品宣传手册、焉知汽车整理
备注:
-
2MP DMS摄像头的CMOS图像传感器采用豪威的OV2311,LED波长为940nm;
-
OMS摄像头的CMOS图像传感器分别采用豪威的OV2778、OV2312、OVX8B,LED波长为940nm;
5.3.4 经纬恒润
1)企业介绍
北京经纬恒润科技股份有限公司(简称“经纬恒润”)成立于2003年,总部位于北京,并在天津、南通建立了生产工厂。它专注于为汽车、无人运输等领域的客户提供汽车电子产品业务、汽车电子研发服务和高级别智能驾驶系统开发及运营服务。
其中,汽车电子产品业务按产品类型可划分为:智能驾驶电子产品、智能座舱电子产品、智能网联电子产品、车身和舒适域电子产品、底盘控制电子产品、新能源和动力系统电子产品。
对于智能驾驶电子产品,经纬恒润的ADAS系统所选择的技术方案主要包括三种:
1)VO(Vision Only 单目前视一体机纯视觉方案);
2)1V1R(单目前视一体机+1*前置毫米波雷达);
3)1VnR(单目前视一体机+n颗毫米波雷达)。
在乘用车ADAS市场,经纬恒润主打VO技术路线方案;在商用车ADAS市场,经纬恒润主打1V1R技术路线方案。
2)产品布局
经纬恒润车载摄像头产品的应用涵盖舱外和舱内场景。舱外场景主要是智能驾驶类应用,包括前视、侧视、后视、环视摄像头等。舱内场景主要是智能座舱类应用,包括DMS和OMS摄像头。目前,公司已形成从设计端、生产端再到应用端的完整摄像头产品解决方案。
图表53. 经纬恒润车载摄像头产品布局
信息来源:经纬恒润
2022年,经纬恒润的前视一体机产品升级到第5代,分辨率为8MP,水平视场角120°,相比第四代,性能提升40%。单目前视一体机方案满足2023版E-NCAP 、通用安全法规(GSR)等要求。
2023年9月,经纬恒润发布了第七代单目前视一体机,采用Mobileye EyeQ6 芯片,摄像头分辨率为8MP。
功能支持:
-
支持多类型传感器配置,比如1V、1V1R 、1V3R、1V5R等配置 ;
-
支持地图融合、支持百兆/千兆Ethernet 通信、支持信息安全/功能安全ASILD;
-
支持L2+行车ADAS/主动安全功能;
-
支持网关路由 — 前视一体机集成了网关功能,可支持网络管理,支持角雷达等信号的快速转发。
目前,经纬恒润车载摄像头产品已经在乘用车、商用车、轻卡等多种车型上实现量产,其中,前视ADAS产品搭载的车型包括:一汽红旗 H5/H7/H9/HS5/HS7/E-HS3/E-HS9、吉利博越 Pro/新缤越/帝豪、上汽荣威RX5、一汽解放 J6/J7、重汽豪沃 T7等。
5.3.5 豪恩汽电
1)企业介绍
深圳市豪恩汽车电子装备股份有限公司(简称“豪恩汽电”)是一家专注于汽车智能驾驶感知系统研发、设计、制造和销售的企业。公司主营业务包括倒车雷达、摄像头、360°全景系统、自动泊车系统、盲点监测系统、行车记录仪、行车电脑、HUD抬头显示器等汽车电子产品及系统解决方案。
目前,豪恩汽电已经成为汽车智能驾驶感知系统领域的全球供货商,主要客户包括日产、大众、PSA全球、吉利、福特、铃木、现代起亚、比亚迪、小鹏汽车、理想汽车、合众汽车等国内外车企。
图表54. 车载摄像头及系统解决方案合作情况
客户名称 |
项目名称 |
量产时间 |
小鹏汽车 |
DMS/OMS摄像头、流媒体摄像头、360全景系统 |
2023年 |
比亚迪 |
高清RVC/AVM 摄像头 |
2023年 |
合众汽车 |
AVM摄像头 |
2022下半年 |
东风日产 |
车载摄像系统/车载视频行驶记录系统 |
2022下半年 |
金康汽车 |
360全景系统 |
2021年 |
信息来源:公司招股说明书
2)产品布局
在车载摄像头领域,豪恩汽电主要产品有环视摄像头、后视摄像头、DMS/OMS摄像头等。目前,豪恩汽电车载摄像头的分辨率可覆盖30万到800万像素,最高帧率可达60fps。
图表55. 车载摄像头主要产品
信息来源:公司招股说明书
备注:豪恩汽电于2023年7月在深圳证券交易所成功上市
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