2025年单车安装数量预计达7颗,超声波雷达驶入发展快车道
据佐思汽研统计,2022年中国乘用车新车超声波雷达安装量较2021年(10009.0万颗)同比增长7.4%,至10752.5万颗,预计到2025年其安装量将超过1.4亿颗。从单车安装量来看,2021年-2023年1月,超声波雷达单车安装数量呈递增趋势,从平均每车4.9颗增加到5.6颗。受益于行泊一体规模化落地、舱泊一体发展等因素,预计2025年超声波雷达单车安装量有望增至7颗,超声波雷达市场进入高速增长期。
2021-2025年中国乘用车超声波雷达安装量(万颗)

来源:佐思汽研数据库
从安装方案来看,2022年国内乘用车新车4/8/12颗超声波雷达方案处于主流地位,分别占总体安装超声波雷达乘用车销量的36.8%,20.6%和21.8%。其中,AVP代客泊车中均采用12颗超声波方案,2022年具备AVP功能的车型销量为28804辆,同比增长589%。
2021年-2023年1月超声波雷达安装方案占比

来源:佐思汽研数据库
超声波雷达向2.0进化—AK2超声波雷达
除了安装量和需求增长,超声波雷达技术也在进步,现已迭代出AK2超声波雷达。相较于传统超声波雷达,AK2超声波雷达主要有以下优点:
• 探测更远(>5m)、盲区更小(10cm以内)
• 回波更多:采用DSI3通信方式,信号传播速度快,最高速率可达444kbit/s,一个传感器检测周期内最多可支持230个回波
• 抗干扰
• 满足功能安全ASIL-B要求
• 波形编码
• 支持多模式切换(如豪恩汽电的AK2支持三种发波模式:定频模式,上扫频模式和下扫频模式)
• 具备诊断功能(如博世第六代超声波雷达具备硬件失聪检测功能)
AK2超声波雷达与现有超声波雷达对比

来源:映驰科技
从AK2布局情况来看,国外厂商布局早于国内企业。例如,博世于2016年成功研发出第六代超声波雷达,把数字信号和信号编码加在了一起,通过一个线性频率,使传感器可以做到多收多发。大陆集团基于CUS3超声波传感器(最远探测距离:5.5 m;具备自诊断能力)的全栈解决方案计划2024年量产。日本村田制作所的下一代产品可配合ElmosE 524.17驱动芯片支持变频(编码)使用,盲区仅15cm,最远探测距离达5.5m。
国内奥迪威和纵目科技均于2022年实现了AK2雷达量产,上富电技和苏州优达斯计划2023年量产,其余厂商则正在研发或已研发成功。
其中,纵目科技第二代编码超声波传感器满足德国AK2传感器外形设计标准,自研点云感知算法及探芯,通过 Chirp(线性调频)编码发波模式,实现系统抗噪能力,编码模式下系统刷新周期小于100ms。通过包络信号的处理,提升了对于地锁、限位器等低矮障碍物的探测性能。产品支持车位监测、紧急刹车功能、自动空间检测以及目标聚类与生成、传感器性能参数自适应补偿等功能。该AK2传感器已于2022年第二季度量产,客户包括江汽集团、岚图汽车、长安汽车(长安汽车APA7.0)、赛力斯汽车。
纵目科技AK2超声波传感器

来源:纵目科技
国内厂商编码超声波AK2布局对比

来源:佐思汽研
未来超声波传感器是否会被毫米波雷达替代?
近年,超声波传感器受到了来自毫米波技术发展的挑战。如2022年,欧菲车联提出了在低速自动驾驶上使用毫米波雷达提供空间感知的方案,利用自研的77GHz毫米波雷达实现了泊车功能。川速微波于2022年推出了近程点云成像雷达,在4D点云AVP模式下可输出4D(目标x,y,z,v)点云信息,定位精度达2cm,可实现自动泊车功能。特斯拉甚至宣布自2023年起,全球的Model X和Model Y,全面取消超声波雷达的搭载。这是否意味超声波雷达会被替代或不再需要超声波雷达了呢?
一方面,超声波雷达方案在短距离测距上具有成本显著优势,且自身竞争力在不断提升,除迭代出AK2超声波传感器外,还实现了小型化和隐藏化的发展。如奥迪威于2022年11月开发了MEMS超声波传感器AW101,主要用于ROA(后排乘客监测系统)、手势控制声音、VR&AR等。MEMS超声波传感器是将压电薄膜作为功能薄膜与硅基MEMS(微机电)相集成的新型传感器,可实现小型化、集成化、隐藏式安装。其功能薄膜厚度为微米级,器件尺寸为毫米级,这为进一步的集成化,复合化和阵列化提供方便,便于设计SiP和SoC级的器件,也便于内置线路。
另一方面,超声波传感器的应用场景也在拓展,除用于泊车,还可用于舱内监控。如上富电技正在拓展超声波传感器在涉水预警、限高预警、低速前后向F/RAEB、载重预警、倒车循迹预警及基于多传感器融合的AVP方面的应用。苏州优达斯也在探索超声波在低速AEB、高速变道补盲等场景的应用。
第三,多传感器融合是自动驾驶技术的发展趋势。当前,汽车智能化正在经历“舱泊一体”、“行泊一体”,接下来将进入“舱驾一体”。这当中,均需要超声波与不同传感器进行融合,实现不同等级的功能。如在舱泊一体架构下,通过超声波+环视实现的自动泊车功能融合到了座舱;在行泊一体架构下,通过超声波雷达+多目摄像头+毫米波雷达可实现高速领航辅助驾驶和记忆泊车功能;在舱驾一体架构下,通过超声波雷达+激光雷达+多目摄像头+毫米波雷达可实现城市/端到端领航辅助驾驶,记忆泊车(跨楼层),L2代客泊车等功能。