ADAS的发展与自动驾驶的未来——由Dexerials支持的感应技术

自动驾驶的演进与CASE的兴起

汽车行业目前正经历一场以四个关键概念为核心的技术创新浪潮，这四个概念统称为CASE。CASE是“互联”、“自动驾驶”、“共享/服务”和“电动”的首字母缩写，这些创新有望重塑未来的出行方式。

CASE 的要素

1. 1. 互联：车辆持续连接到互联网、其他车辆和基础设施，从而实现实时信息共享和提供先进服务。
   
2. 自动驾驶（自动驾驶）：人工知能或セン萨技术を活用し、车辆が自律的に走行する技術です。これにより、交通事故の減少や移動の効率化が期待されています。
   
3. 共享与服务：新型出行服务，例如汽车共享和拼车，其中车辆在用户之间共享。
   
4. 电动化：电动汽车 (EV) 和混合动力汽车 (HV) 的日益普及，以减少对环境的影响。

本文重点介绍自动驾驶，即 CASE 的第二个支柱，并解释了高级驾驶辅助系统 (ADAS) 以及传感器在其中发挥的关键作用。

什么是ADAS？——高级驾驶辅助系统，支持自动驾驶

ADAS，即高级驾驶辅助系统，是指旨在辅助驾驶员并随着行业向自动驾驶方向发展而提高安全性和舒适性的系统。典型的ADAS功能包括：

• 车道偏离预警（LDW）
• 自动紧急制动（AEB）
• 自适应巡航控制（ACC）
• 停车辅助系统

这些功能被认为是实现自动驾驶的重要技术基础。

自动驾驶等级分类（0-5级）

自动运転は现在、国际的に定められた5段阶のoreberuで分类されています。

目前，全球新发布的汽车都广泛采用了 2 级自动驾驶功能。特别是在欧洲和日本，ADAS 功能正逐渐成为标准配置。与此同时，3 级及更高级别的技术还需要进一步的法规开发和安全验证，其应用仍然有限。

例如，一家日本汽车制造商在2021年推出了一款配备L3级自动驾驶系统的汽车，但销量仅限于100辆。欧洲汽车制造商也在某些国家的特定市场推出了L3级自动驾驶系统。

4级和5级自动驾驶的最新趋势

在第 4 级，机器人出租车（完全无人驾驶出租车）将在某些地理区域推出，并持续努力实现商业化。

• 北米の自动运输転サービsu:メリカのカルバォルナ州やアariゾナ州、テキサsu州やネバダ州などの一部地域でロボタクシーのサービを展开（ただし北米の1社はすでに撤回退を表演）。
• 中国の自动运転サービsu：北京や上海で自动运転タkushiーを试験运用。

然而，在公共道路上全面使用自动驾驶仍受到重大法律限制，商业化需要谨慎行事。目前，各国正在讨论有关自动驾驶的法律法规。特别是，当 4 级或更高级别车辆发生事故时，如何确定责任仍然是一个关键问题，各国对 4 级部署的监管措施也不尽相同。

与此同时，在有限区域或特定用途（例如商用车辆的物流和配送）中应用无人驾驶技术，有望提高企业的运营效率和盈利能力。例如，在北美，一家大型自动驾驶系统公司最近与一家网约车平台提供商合作，推出了新的服务。

ADAS市场扩张及当前应用趋势

2022年の调查データによると、ADASおよび自动运输転shisutemuの世界粮食台数は2021年时点で约4,000万台に达しており、その后も各国の新车贩売では运転支援机能の标准装备化が进み、ADASの普及率は年々上升趋势にあります。とくにreberu2やreberu2+の机能拡张が続き、今后も市场成长が见込まれています。（参考URL：自动运転车等の世界市场30年に7900万台21年実绩の２倍、矢野経済予测 – 一般社団法人日本自动车会议所）

传感器融合支持的ADAS高精度传感

各种能够精确检测车辆周围环境的传感器对于高级驾驶辅助系统（ADAS）功能至关重要，而ADAS功能又是自动驾驶的核心。目前，主要应用的技术有以下几种：

主要传感器

• 摄像头：识别车道线、交通标志，并从图像数据中检测行人
• 雷达：利用电磁波测量车辆的相对速度和距离
• 激光雷达：利用激光技术实现三维地图绘制和高精度物体检测
• 超声波传感器：利用超声波探测附近障碍物

每种传感器都有其自身的优势和劣势。通过结合多种具有不同特性的传感器，车辆可以更精确地识别周围环境。安全的自动驾驶不仅需要在晴朗的白天运行，还必须在雨、雪、雾和夜间等各种天气条件下都能正常工作。为了实现这一点，一项关键技术是传感器融合，它整合来自多个传感器的数据，从而实现更精确的环境感知。

通过推进传感器融合技术，可以弥补单个传感器的不足，从而实现更安全、更可靠的驾驶辅助。此外，为了应对暴雨或暴雪等恶劣天气条件，人们也在探索基于基础设施的解决方案，例如利用交通信号灯或路侧系统发射无线电信号来支持车辆感知。

以下是一些传感器融合的实际应用案例：一家欧洲汽车制造商在2018年发布的一款车型配备了6个摄像头、5个毫米波雷达、1个激光雷达单元和12个超声波传感器。北美自动驾驶服务中使用的车辆则配备了16个摄像头、21个毫米波雷达和5个激光雷达单元。一家日本汽车制造商在2021年发布的一款车型配备了2个前置摄像头、5个雷达传感器、12个声呐传感器和5个激光雷达单元。这些案例表明，增加传感器数量可以提升感知能力。然而，随着传感器性能的提升和数量的增加，车辆成本的上升已成为一项重大挑战。

ADAS摄像头的作用和配置

能够识别外部环境视觉信息的摄像头在高级驾驶辅助系统（ADAS）中扮演着至关重要的角色。近年来，将多个摄像头集成到单个模块中的系统，即双摄像头系统和三摄像头系统，得到了越来越广泛的应用。

• 双摄像头系统：通过使用两个摄像头，可以实现立体视觉，从而提高物体距离测量的精度。这使得碰撞规避和行人检测更加精准。
  
• 三摄像头系统：通过使用三个摄像头，可以实现更广范围、更高精度的图像识别。例如，通过组合不同焦距的摄像头，可以同时准确识别近距离和远距离的物体。

摄像头系统通常安装在挡风玻璃上部附近，监控车辆前方的大片区域。这可以实现各种驾驶辅助功能，例如车道保持辅助和交通标志识别。

ADAS摄像头技术的最新趋势

随着ADAS系统的不断发展，摄像头技术预计也将取得进一步进步。尤其以下技术要求日益重要：

• 更高分辨率：为了准确识别远处的障碍物和交通标志，高分辨率摄像头的应用正在不断推进。
• 夜间和恶劣天气性能：开发能够在弱光、雨、雾和其他具有挑战性的环境下稳定运行的相机技术至关重要。
• 与人工智能的融合：利用深度学习的图像处理技术能够实现更高级的物体识别。
• 降低功耗：随着电气化的发展，降低摄像系统功耗的技术变得越来越重要。

在传感应用领域，抑制杂散光（不必要的反射光）引起的噪声的需求日益增长。Dexerials 通过以下措施来满足这一需求：

用于降低光学噪声的材料技术

• 与特定传感器类型（例如，蛾眼结构）对应的波长兼容的高透明度处理
• 开发防雾材料以解决传感器前方挡风玻璃起雾的问题
• 开发低反射树脂，以抑制杂散光和其他不需要的光到达传感相机和激光雷达传感器。

这些技术通过抑制由外部光干扰引起的噪声 (N) 来提高 ADAS 系统的整体信噪比，从而提高传感器旨在检测的信号 (S) 的信噪比。

ADASカメラモジュール设计を支えるデクセriaルズの材料技术

近年来，ADAS摄像头系统应用日益广泛，其中刚挠结合印刷电路板（刚性FPC）用于连接摄像头板和主板。传统上，如何在刚性FPC连接中兼顾成本效益和可靠性一直是一个挑战。然而，通过使用Dexerial的ACF将FPC连接到主板，许多欧洲汽车制造商已经采用了既能确保可靠性又能降低成本的配置方案。一个具体的例子是…… CP881AM该系列产品是一种用于汽车“车载薄膜”应用的各向异性导电薄膜（ACF），已获得IATF认证。采用该产品的客户实现了高可靠性和成本降低。

此外，Dexerials 的精密固定胶粘剂还用于固定相机镜头和粘合光学元件，预计未来应用范围将进一步扩大。

光学噪声和光轴失准的整体解决方案

Dexerials 的优势不仅在于材料供应，更在于为车载摄像头和激光雷达传感器等传感设备提供光轴失准和光学噪声等问题的整体解决方案。这些挑战直接关系到批量生产中的产品质量和安全性。具体而言，除了开发和供应用于精密摄像头固定的材料外，我们还提供用于测量光轴失准的评估设备，以及设计阶段的优化支持。我们并非仅仅销售材料，而是通过从评估到设计协助的全面支持，帮助客户实现所需的传感性能。

近年来，汽车摄像头的分辨率不断提高，对光轴偏差的容忍度也逐年降低。与传统材料相比，Dexerials 的产品在 Z 轴和倾斜轴方向上均展现出优势。凭借在日本市场的成功应用，我们计划逐步将产品推广至亚洲、欧洲、美国和东盟市场。

此外，我们自主研发了一种黑色涂层技术，旨在抑制摄像头和激光雷达系统内部产生的红外反射杂散光。在自动驾驶和高级驾驶辅助系统（ADAS）应用中，905 nm 和 1550 nm 的红外光常用于探测。然而，传统的黑色树脂虽然可以吸收可见光，但往往会反射红外波长，从而降低传感精度。为了解决这个问题，我们开发了一种新型涂层树脂，它通过吸收、内部散射和外部散射的三层机制，实现了红外区域的极低反射率。与其它公司使用的车用级材料进行对比测试，证实了其优异的性能。

我们致力于通过材料和技术的结合，解决影响传感质量的两大关键因素：防止摄像头组件发生“位移”，以及防止反射杂散光作为噪声“干扰”。我们将与汽车制造商携手，持续开发面向自动驾驶时代的核心技术。

Dexeria 为自动驾驶时代所做的努力

CASE的各个要素相互关联，共同塑造着汽车行业的未来。尤其值得一提的是，ADAS的演进是实现自动驾驶技术的关键一步，越来越多的人对其未来发展充满兴趣。尽管自动驾驶技术发展日新月异，但监管框架和社会接受度仍将是未来发展的关键因素。

随着自动驾驶和高级驾驶辅助系统（ADAS）的不断发展，德赛瑞尔斯将继续拓展其以材料技术为核心的高可靠性解决方案组合。我们将继续致力于在未来几年进一步提升传感性能。