편집자 | 시 지량
자동차 업체 홍보 언어의 L2.9 든 L3+ 든, 자동차의 센서가 점점 많아지고 있다.
무인 글로벌 리더 Waymo 는 29 개의 카메라, 6 개의 밀리미터 웨이브 레이더, 5 개의 라이더를 포함한 40 개의 센서를 갖춘 5 세대 자동운전 시스템을 보유하고 있습니다. 국내 자동차 제조의 새로운 세력도 자동차의 지능화와 자동화에 만족하지 않는다. 웨이라이 ES8 에는 23 개의 센서가 장착되어 있으며, 붕붕 P7 은 3 1 으로 테슬라를 능가한다.
자동차의 지능화 변화가 도래함에 따라 세계 각지의 자동차 기술 회사들은 크기에 관계없이 자동차의 핸들을 제거하거나 인류 운전자의 역할을 부분적으로 약화시키기 위해 노력하고 있다. 어떤 플레이어는 용감하게 최고봉에 오를 때 L4 급 자동운전을 공격하고, 어떤 플레이어는 L 1 L2 급 자동운전부터 걸음걸이를 시작하지만, 차량용 센서 솔루션의 시장케이크는 이미 커지고 있다.
Yole, 시장 조사 회사? Dédevelopment 가 발표한' 2020 자동운전센서 보고서' 는 향후 15 년 동안 자동운전용 센서가 5 1% 의 연평균 복합 성장률로 증가하고 센서 하드웨어 총수입은 2032 년/KLOC 에 이를 것으로 전망했다.
천억급 자동차 센서 시장에서 중국은 이미 R&D 의 기회와 시장 점유율을 잃었다. 카메라, 밀리미터 웨이브 레이더, 라이더 등 차량센서 업계는 외국 브랜드에 의해 여러 해 동안 독점되어 왔지만 일부 민족 브랜드는 이미 국산 센서의 지위를 탈환할 준비를 하고 있다.
카메라, 밀리미터 파 레이더, 라이더는 어떻게 자동차가 인간처럼 환경을 인식하게 합니까? 이미지 인식만으로 자동차가 완전히 무인운전 수준에 도달할 수 있을까? 자동차 끝 밖에서, 길가 센서는 어떻게 자동운전차가 더 빨리 착륙하는 것을 도울 것인가?
전통적인 자동차와 비교해, 자동운전 자동차의 인식 시스템의 주요 업무는 인간 운전자의 시각 시스템을 대체하는 것이다. 즉, 인식된 정보를 특정 규칙에 따라 전기 신호로 변환하여 자동차의 중앙 제어 장치로 전송하여 자동차 자동운전을 보조하는 것이다.
자동운전은 결국 자동차를 지능적으로 만드는 것이다. 인공지능이 인류를 어떻게 도울 수 있는지에 관해서는, 산업 내경은 종종 인공지능 시스템이 잘하는 분야가 바로 인류가 잘하는 분야와는 반대라는 말이 있다. (윌리엄 셰익스피어, 인공지능, 인공지능, 인공지능, 인공지능, 인공지능, 인공지능) 인간의 논리적 분석 능력은 AI 를 훨씬 능가하지만, 메모리, 빅 데이터 분석 등 분야에서는 인간과 AI 가 크게 다르다.
자동차 인식 시스템에도 이런 현상이 존재한다. 인간 운전자는 상식과 인식만으로 도로의 행인, 차량, 신호등을 식별하고 그에 따라 가속, 감속, 선회 등의 결정을 내릴 수 있다. 그러나 컴퓨터가 동일한 작업을 완료하는 것은 매우 어렵습니다. 인식과 식별이 첫 번째 관문입니다.
현재 자동운전의 핵심 센서는 차량용 카메라, 밀리미터 웨이브 레이더, 라이더입니다. ADAS 시스템에서 카메라와 밀리미터 웨이브 레이더는 주요 센서로, 라이더는 이미 대부분의 L3 급 이상 자동운전차의 필수가 되었다.
자동차 카메라는 인간의' 눈' 역할을 한다.
▲ 요? 사진은 인터넷에서 나온다
카메라는 자동운전에서 가장 없어서는 안 될 센서로 장애물의 크기와 거리를 구분하고 행인, 차선, 교통표지 등을 식별할 수 있다. 알고리즘을 통해 이미지 정보를 분석하여 보행자 경보, 차선 유지, 신호등 인식 등 다양한 경고 및 인식 기능을 제공합니다. 렌즈 수에 따라 카메라는 단안 카메라, 쌍안 카메라 및 다안 카메라로 나눌 수 있습니다.
이런 카메라의 주요 장점은 해상도가 높고 비용이 낮다는 것이다. 사람의 눈은 대량의 정보를 빠르게 포착할 수 있고 카메라도 풍부한 정보를 얻을 수 있지만 사람의 눈처럼 시야와 환경의 영향을 받는다. 단안 카메라는 최대 50 개까지 찍을 수 있고, 관찰 거리는 제한되어 있습니다. 밤과 비와 눈 등 혹독한 날씨에 카메라 성능이 급속히 떨어질 수 있다.
20 18 년 3 월, 우버의 자동운전차 한 대가 애리조나에서 길을 건너고 있는 한 여자와 충돌하여 그녀를 죽게 했다. 주된 이유는 조명 조건이 좋지 않아 야간 도로가 그림자 속에 있어 행인을 정확하게 식별할 수 없기 때문이다.
밀리미터 파 레이더는 카메라의 결함을 보완했다. 인간의 눈보다 박쥐 귀와 더 비슷하다. 귀를 통해 초음파를 박쥐 방출하고 반사되는 메아리에 따라 물체를 인식하고 장애물을 피하므로 조명 조건의 영향을 받지 않는다.
밀리미터 파 레이더는 박쥐 비행 원리와 유사하며 안테나 발사 파장이 1- 10mm, 주파수가 24-300GHz 인 밀리미터 파를 사용하여 대상의 반사 신호를 처리하여 자동차와 다른 물체의 상대 거리, 상대 속도 등의 환경 정보를 얻고 이 정보에 따라 대상을 추적합니다
밀리미터 파 레이더의 장점은 간섭 방지 능력이 강하고 비, 먼지, 스모그 플라즈마에 대한 침투 능력이 레이저와 적외선보다 높지만 신호 감쇠가 크고 건물에 가려지기 쉬우며 전송 거리가 짧다는 단점도 있다.
라이더는 레이더와 유사하게 작동하지만, 가장 큰 장점은 도플러 이미징 기술을 이용하여 표적이 선명한 3D 이미지를 생성할 수 있다는 것입니다.
레이저 신호의 시간차와 위상차를 측정하여 거리를 결정하고, 이 과정에서 수집한 대상 물체의 표면에 밀집된 점의 3D 좌표, 반사도 및 텍스처 정보를 사용하여 측정된 대상의 3D 모델과 선, 면, 체 등 다양한 관련 데이터를 신속하게 얻을 수 있습니다. 환경 인식의 목적을 달성하다.
국내 라이더 제조사 안전품질공학부 이사 조신은 여행객 (ID:carcaijing) 에게 라이더가 자동운전에 없어서는 안 될 센서, 특히 L4 이상 수준이라고 말했다. 라이더의 우세는 뚜렷하고, 해상도가 높고, 정확도가 높으며, 간섭 방지 능력이 강하다. 라이더의 선이 많을수록 측정 정확도가 높을수록 안전도 높아진다.
"탐사 정확도, 정보 풍부도, 외부 세계에 대한 실제 인식은 무인차에 필수적이다." 조신이 말했다.
라이더는 정밀한 기기로, 그 작동 원리는 여러 전문 학과를 포함한다. 특히 최고의 헤드 업체들은 관련 분야에서 다년간 깊은 경작과 축적을 해왔고, 성숙한 제품의 정확도가 높아 라이더가 더 비싸고 가격이 더 비싸다. 하지만 자동운전차의 스마트 하드웨어로서 전체 자동운전업계의 발전과 산업 체인의 개방과 협력은 라이더 비용 절감을 촉진하는 중요한 힘이 되었다.
반면 라이더의 선이 많을수록 감지할 수 있는 환경 세부 사항이 많을수록 받는 점 구름 데이터의 양이 풍부해지고 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 요구도 높아진다. 센서에서 캡처한 환경 정보를 처리할 수 있는 충분한 컴퓨팅 기능이 있어 자동 운전 솔루션의 중요한 부분이 되었습니다.
자동차 센서 산업은 한때 해외 제조업체의 절대 통치였다.
자동운전 기술이 점차 보급됨에 따라 차량용 카메라, 밀리미터 웨이브 레이더, 레이저 레이더에 대한 시장 수요도 빠르게 증가하고 있다. 기술 장벽이 높고 하드웨어 및 소프트웨어 시스템에 대한 요구가 높기 때문에 외국 Tier 1 은 R&D, 브랜드 신뢰, 시장 점유율 등에서 뚜렷한 선제 우위를 점하고 있습니다.
카메라 주도의 이미지 인식 기술 공급업체 중 이스라엘 회사인 Mobileye 가 절대적인 우위를 점하고 있습니다. Mobileye 는 차량 공장에' 차량 카메라+알고리즘+비주얼 프로세싱 칩' 을 제공하는 전체 솔루션을 제공합니다. 20 19 년 전 세계 26 개 자동차 회사 협력 프로젝트 45 개 개최, 16 만대 이상의 신규 모델 주문 22 개 확보, 시장 침투율 70% 이상.
밀리미터 웨이브 레이더 분야에서 글로벌 밀리미터 웨이브 레이더 시장은 박세, 파레오, 하이라, 대륙, 델퍼드, 전기복 등 국제 거물들에 의해 독점되고 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 핵심 기술이 외자에 의해 독점되기 때문이다. 중국 첨단기술업계 종합포털인 OFweek 에 따르면 박세, 마인드 찬나, 하이라는 20 18 년 글로벌 밀리미터 웨이브 레이더 시장의 상위 3 개 회사로 각각 19%,/KLOC-를 점유하고 있다.
라이더의 시장 독점은 더욱 두드러진다. 핵심 기술을 장악했던 미국 위력등기술회사는 거의 라이더의 대명사였다. 위력은 1983 에 설립되어 국내 무인운전 기술회사의 두 가지 선택으로 구글, 제너럴모터스, 포드, 우보, 바이두 등과 모두 협력했다. , 자동차 라이더의 시장 점유율의 대부분을 차지합니다.
최근 몇 년 동안 중국 자동차 지능화의 물결에 따라 차량용 센서의 케이크가 커지고 민족 브랜드 도전자도 부상하고 있다.
최근 2020 세계 스마트 온라인 자동차 대회에서' 스마트 온라인 자동차 기술 로드맵 2.0' 이 공식 발표됐다. 2025 년까지 L2 와 L3 자동운전 스마트 인터넷 자동차가 중국 자동차 총 판매량의 50% 를 차지할 예정이다. 중신증권은 센서 수요가 기하급수적으로 증가하여 2023 년 자동차 센서 시장이 340 억원을 돌파할 것으로 전망했다.
세 센서의 국내 공급업체는 해외 Tier 1 의 시장 점유율을 되찾기 위해 노력하고 있습니다.
Mobileye 의 폐쇄된' 블랙박스' 모델은 자동차 업체의 R&D 를 크게 제약하지만 국내 카메라 솔루션 공급업체의 커브길에서 추월할 수 있는 기회도 제공한다. Mobileye 는 알고리즘을 칩과 "번들" 하여 협력한 다운스트림 공급업체는 출력 신호만 얻을 수 있고 특정 인식 알고리즘은 알지 못하며 이에 따라 알고리즘을 수정할 수 없습니다. 한편, Mobileye 는 더 높은 수준의 자동 운전 시스템에서 자신의 컴퓨팅 및 멀티 센서 통합 기능을 입증하지 못했습니다.
카메라 시스템 솔루션에서 중국의 덕사 4 차원, 바이두 아폴로, 화웨이 등은 이미 배치되어 있다. 덕사 4 차원은 붕두 이상차업체 뒤의 자동운전 시스템 공급업체이자 중국 최초의 영위다가 지지하는 본토 자동운전 Tier 1 이다.
Xpeng 자동차가 여행자 (ID:carcaijing), 샤오펭? P7? 자동운전 보조감지시스템은 중국 현지 도로 상황에 대한 인식능력에 대한 요구를 충분히 고려했다. 붕새는 1 1 카메라를 가지고 있지만 영위다와 결합해요? 운전? 제빌? 컴퓨팅 플랫폼과 덕사 4 차원에서 개발한 자동운전 컨트롤러 IPU03, 컴퓨팅 능력이 가장 높습니까? 30? TOPS (초당 조 회) 는 대량의 데이터 정보를 처리하는 컴퓨팅 요구를 충족하기에 충분하다.
또한 MAXIEYE, 지능, MINIEYE 등과 같은 수많은 시각적 인식 기술 회사들이 출현하고 있습니다. , 시각적 인식, 파노라마 인식 등 다양한 각도에서. 모빌YE 와는 아직 차이가 있지만 국내 기업의 적극적인 R&D 와 양산에 따라 이런 격차가 줄어들고 있다.
국내 밀리미터 웨이브 레이더의 선두에 있는 회사는 덕사 4 차원, 화우자동차, Senstek 등이다. 그러나, 우리나라 차에 밀리미터 웨이브 레이더 산업은 아직 핵심 기술을 파악하지 못했고, 시장 침투율은 여전히 낮다. 중국 77GHz 레이더 시장에서 중국, 보세, 델퍼드 3 개 업체가 여전히 출하량의 80% 이상을 차지하고 있는 것으로 나타났다.
"밀리미터 파 레이더는 군사 분야에서 최초로 사용되었다. 외국은 일찍이 자동차 분야에서 앱을 개발하기 시작했는데, 특히 77GHz 의 기술 봉쇄로 국산 브랜드는 돌파하기 어렵다. 이 외국 브랜드들? 1 차업체와 장기적이고 안정적인 협력 관계를 맺었다. 국내 브랜드는 OTM 과의 협력을 우회하기 어렵다. 다른 사람들은 이미 매우 포괄적인 앱을 가지고 있기 때문이다. " 동제대 자동차학원 인차관계연구소의 자동차업계 전문가 왕효빈이 펑파이뉴스 (ID:carcaijing) 에게 말했다.
또 다른 제한은 카메라와 밀리미터 웨이브 레이더의 기술이 성숙하고, 비용이 저렴하며, 레이저 레이더보다 가격이 훨씬 싸다는 것이다. 국산 브랜드는 가격 대비 성능부터 시작하기가 어렵다.
산업 체인의 가치 분포를 보면 기술 장벽과 제조업체의 희소성으로 인해 라이더 산업의 부가가치가 더 높다.
라이더는 비용이 가장 많이 드는 3 대 센서 중 하나이며 고급 자동운전의 필수 불가결한 부분이다. 항상 판매자가 주도해 왔다. 하지만 최근 몇 년 동안 국산 브랜드는 레이저 레이더 분야에서 후발자의 기세를 보이고 있다. 호세 기술, 스피드 컨버전스 등 국산 업체들은 서로 다른 제품 라인과 솔루션을 내놓았고, 가격 대비 성능을 중시하면서 차량 법규의 요구 사항을 충족해 가격 우위로 위력이 오르는 시장 점유율을 선점했다.
같은 규격의 국산 기계 라이더는 위력보다 훨씬 싸다. 위력이 등재된 64 선 라이더 가격은 한때 65438+ 만 달러에 달했고, 가격 인하 후 50 여만 원이 들었다. 올해 654.38+ 10 월 출시된 64 선 제품인 PandarQT 는 소매가를 4999 달러로 정할 것을 제안했다.
조신은 모든 무인자동차의 착륙을 제한하는 요인이 많지만 운영회사에게는 비용이 1 위가 아닐 수도 있고, 성능 준수와 안정이 더 중요할 수도 있다고 보고 있다.
"더 많은 정보를 가지고 있는 라이더의 도입은 Robotaxi 조작의 착지를 가속화할 수 있다. 일부 라이더는 200 미터 거리이지만 실제로는 200 미터도 안 되는 감지 거리를 가지고 있어 알아차리거나 감지할 수 없는 오차가 발생할 수 있다. " 조신이 말했다.
실제로 국내에는 방울방울, 마샤오지행, 문원지행의 무인택시뿐 아니라 블랙플러그의 라이더가 장착돼 있고, 민족 브랜드도 실리콘 밸리에 진출하고 있다. 20 19 까지 캘리포니아에서 DMV 자동운전면허를 취득한 회사 중 절반 이상이 헤이슨의 고객입니다. 공개 자료에 따르면 글로벌 자동운전 테스트 마일리지 전 15 개 회사 중 12 개 회사가 호세의 제품을 주요 센서로 선택했으며, 여기에는 위력 등재와 긴밀하게 협력하는 범용 순항, Zoox, 오로라 등 최고급 자동운전사가 포함됐다.
수년 동안 차량용 센서를 어떻게 결합할지 L4 급 이상의 고급 보조 운전이나 무인 운전에 대한 해결책을 제공하는 데는 두 가지 경로가 있었다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 자동차명언)
첫 번째는 카메라, 밀리미터 웨이브 레이더 등 저비용 부품으로 구성되어 순수 시각적 계산을 구성합니다. 전형적인 대표자는 테슬라와 모빌예이고, 다른 한 명은 라이더와 카메라, 밀리미터 웨이브 레이더로 구성되어 있다. 대표적인 대표는 와이모, 아포로 등 주류 자동운전업체다.
가격 통제에서 레이저 레이더의 비용은 카메라와 밀리미터 파 레이더보다 훨씬 높으며, 테슬라는 비용 상의 이유로 이미지 감지 기술이 주도하는 노선을 선택했다.
업계 인사들은 두 노선의 의사결정 방식에 차이가 있다고 생각한다. 카메라 기반 센서의 자동운전 방안은' 경감지, 재계산' 이고, 라이더 기반 센서의 자동운전 방안은 뚜렷한' 재감지, 경계산' 특징을 가지고 있다.
간단히 말해서, 카메라는 소프트웨어 알고리즘의 향상과 대량의 데이터 훈련에 의존하여 하드웨어 방안의 낮은 인식 수준을 보완해야 하며, 라이더의 가입은 데이터 처리에 대한 컴퓨팅 능력에 대한 요구를 어느 정도 감소시켜 L4 급 자동 운전 자동차의 상용화 과정을 가속화하는 데도 도움이 된다.
엘론 머스크 (Elon musk) 는 라이더 솔루션에 대한 경멸을 여러 차례 공개적으로 표명했다. 머스크 (WHO) 는 인간이 시각수집 정보+뇌 처리 정보를 통해 안전운전을 할 수 있다고 보고 있다. 즉, 시각인식+알고리즘 결정을 통해 자동운전도 가능하다는 것이다.
테슬라가 최근에 다시 쓴 풀 (Full) 을 내놓았나요? 자동 운전 완전 자동 운전 키트 (FSD) 는 시각적 인식에 대한 기술적 이점을 보여주지만 업계 관계자들은 FSD 가 정확한 인식과 자율적 의사 결정을 실현할 수 있으며 뒤의 방대한 운전 데이터와 불가분의 관계에 있다고 지적했다.
테슬라는 전 차의 카메라+초음파 센서와 전방 레이더를 커버함으로써 고급 자동 운전 장면을 포괄하며, 가장 큰 지지는 애프터 차량 데이터를 기반으로 한 신경망 훈련에서 나온다. 심도 있는 학습을 통해 더 많은 조건과 장면을 포괄하여 시각 알고리즘이 인간의 인식과 판단에 무한히 접근할 수 있도록 합니다.
"그들이 처음에 이 기능을 내놓지 않은 것은 능력이나 알고리즘이 끝나지 않았기 때문이 아니라, 데이터가 부족해서 장면이 충분히 검증되지 않았기 때문이다. 양산차종을 통해 데이터를 수집하는 것도 다른 자동차 제조사들에게도 지도의 의미가 있다. " 업계 인사들은 모 여행 (ID:carcaijing) 에 대해 말했다.
테슬라의 노선은 주류가 아니다. 조신은 산업 체인의 동적 변화가 라이더의 필요성을 반영한다고 말했다. "라이더 제조업체가 늘면서 더 많은 자동차 제조업체가 라이더를 사용하기 시작했는데, 이는 기술 노선을 논의하는 것보다 더 설득력이 있을 것이다."
L4 급 이상의 자동운전을 위해서는 라이더, 카메라, 밀리미터 웨이브 레이더 등 다양한 센서를 종합적으로 검증해야 한다는 실무자들이 있다.
장린 국내 스마트 운전회사 프레티크 회장은 미디어와의 단체인터뷰에서 이미지 감지 기술과 시각알고리즘만으로는 완전 무인운전이 어렵고 라이더 알고리즘을 융합해야 한다는 지적을 내놨다. 이는 알고리즘의 자기연구 능력과 융합 기술에 대한 요구도 높아지고 있다.
"logos 를 하는 대부분의 테크놀로지사는 국제업체로부터 레이더를 사서 스스로 융합하는 알고리즘을 만들지만 레이더는 목표급 신호를 출력하지만, 자동운전 수준이 높을수록 밑바닥 융합이 더 필요하다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 당신이 보는 사실과 목표 뒤에는 채집하고 추적하는 알고리즘이 있지만, 이 과정은 필터링될 것이다. 두 목표가 겹치는 매우 가까운 위치에서 어떻게 인식할 수 있는지 레이더 알고리즘을 한 사람만이 이해하고 파악할 수 있다. " 장 린 말했다.
반면에 센서가 많을수록 좋습니다. 설치된 센서가 많을수록 차량이 주변 환경에 대한 감지가 더 효과적이지만 센서가 너무 많으면 비용이 늘어나고 상호 간섭이 발생할 뿐만 아니라 통합과 계산에 어려움이 있을 수 있습니다.
Fretek 의 센서 융합 전문가인 유시는 여행자 (ID:carcaijing) 에게 다중 센서 융합 기술을 통해 중복성을 실현할 수 있다고 말했다. 즉, 단일 센서에 장애가 발생할 경우 다른 센서 데이터를 통해 상호 검증을 수행하여 내결함성을 높일 수 있다. 또한 레이저 레이더 비용이 높을 경우 다중 센서 융합은 솔루션의 경제적 효율성을 높일 수 있습니다.
차량용 센서의 융합뿐만 아니라 도로측 센서의 데이터도 디지털 흐름에 융합되어 차량 자동운전의 보완이 된다.
자동차에서 도로까지, 터미널에서 클라우드로' 의 5G-V2X 도로 협력 경로는 점점 더 많은 자동운전사들이 언급하고 있다. 자전거 지능화를 강조해온 웨이모도 차선 연구로 협동기술 솔루션을 개방했다.
연구에 따르면 도로협동은 차량센서를 통해서만 자신감 부족 문제를 해결하거나 차량 안전성을 2 ~ 3 배 높일 수 있는 것으로 나타났다. 길가에 카메라, 레이더 등 센서를 추가함으로써 자동차의 센서 장비에' 신의 눈' 한 켤레를 추가하는 것과 같이 차원을 낮추고 복잡한 작업 조건과 장면을 해결했다.
새로운 인프라를 대대적으로 추진하면서 상하이와 웅안 자동운전 시범구역의 일부 테스트 도로에는 HD 8K 카메라, 라이더, 밀리미터파 레이더가 장착됐다.
"이러한 기술을 통해 자동차는 교통 사고 식별, 어느 차선을 점유하고 있는지 등 도로에서 실행되는 교통 상황을 파악할 수 있습니다. 이 정보는 클라우드로 다시 전송되어 자동차로 전송됩니다. 무인 자동차는 피할 길을 미리 예견하고 계획할 수 있다. " 유시가 말했다.
왕효빈은 도로협동이 자동차의' 지평선 센서' 에 해당해 기존 차량센서 탐지 범위 밖의 정보, 특히 복잡한 장면에서의 정보를 제공한다고 지적했다.
"주류의 관점에서 볼 때, 높은 수준의 자동운전은 도로측 정보가 필수적이다. 하지만 현재, 차로조정의 비용은 하나의 차기업이 감당하기 어렵고 정부나 업계가 앞장서야 하는 제한 요인이다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 차로조정, 차로조정, 차로조정, 차로조정, 차로조정, 차로조정) 왕효빈이 말했다.
본보 기자 조성도 이 글에 기여했다.
이 글은 원래 2020 년 10 월 23 일' 재경' 잡지' 자동차와 여행' 칼럼에 실렸다.
이 글은 자동차 작가 자동차의 집에서 온 것으로, 자동차의 집 입장을 대표하지 않는다.