智能驾驶「进阶」必选项？车圈巨头都在布局这种「新型」传感器

“如果自动驾驶想要向前发展，你必须添加新的传感器。”有人这么说。

据统计，近年来我国每年发生交通事故近20万起，其中60%发生在夜间，死亡人数占50%。

即使目前车辆配备了十几个传感器，也无法解决所有夜景的安全问题。特斯拉很多重大交通事故都发生在晚上。夜间行车安全成为自动驾驶不可回避的话题之一。

如果现有的传感器不能保证夜间很多场景的行车安全，如何解决这个问题？

据新智家了解，包括但不限于广汽爱安、长城、长安、东风、一汽红旗等自动驾驶巨头，如Waymo、滴滴等都在推红外传感器上车。

继激光雷达和4D毫米波雷达之后，红外热成像传感器正逐渐被推向自动驾驶领域的前沿。

极端天气有明显的优势

就广汽爱安的相关车型而言，“前保险杠牌照上方会安装红外传感器，视野横向45* 37，相当于现在的ADAS摄像头。对人探测距离90米，对车辆探测距离120米。”广汽在安智的负责人说。

来源:广汽爱安

这并不是红外传感技术在汽车行业的首次应用。早在2000年，凯迪拉克DeVille就将红外夜视系统装在了车上，这也是全球量产车中首款搭载红外技术的车型。

当时红外传感器只是燃油车上的一个可选小部件。随着时间的推移，自动驾驶已经成为汽车领域的热门话题。在多种着陆场景中，红外传感器可以全天候工作，不受极端天气影响。

2019年起，红外传感器进入自动驾驶领域:

2019年，瑞典汽车零部件供应商Veoneer宣布，将为一家全球领先的汽车制造商的L4自动驾驶汽车提供最新的车载热成像系统NV4。这是汽车制造商首次决定在自动驾驶汽车上使用红外传感器。

2020年12月，Zoox发布了首款纯电动无人驾驶汽车，车上配备了热感摄像头。

2021年5月，ADASTEC在其flowride.ai自动驾驶平台中集成了两个热摄像机，专注于提高道路、道路和公交车站等所有易受影响的道路使用者的检测和安全性。

今年，自动驾驶领域对红外传感器的关注度越来越高。不仅仅是广汽爱安等上面提到的企业会应用红外传感器，几何伙伴、深途、塔格之星等公司也在布局红外。

红外传感器在自动驾驶领域的应用初见端倪，其主要优势有三:

第一，晚上认识东西。红外利用生物的热辐射成像，弥补了“雷达+摄像头”形状识别能力的不足，即使在夜晚没有光源、完全黑暗的情况下，也能清晰地区分行人、动物和车辆。

第二，穿透迷雾。红外波长比可见光长，对大气的穿透能力更强，成像不受雾霾、沙尘等恶劣天气影响。因此，在粉尘严重的矿区和经常有雾的港口，红外传感器可以正常识别事物而不受影响。

第三，不怕强光。红外只接收中长波信息，不接收可见光波段信息，所以红外传感器在防眩光方面有天然优势。

除了以上优势，红外传感器在ADAS场景应用中也越来越重要。红外传感器可以在许多停车功能中发挥辅助作用，如前方碰撞警告(FCW)、自适应巡航控制(ACC)、车道变换辅助系统(LCA)、行人碰撞警告(PCW)、自动泊车(AP)和泊车辅助(PA)。

红外传感器也可以探测车辆。通过实时监测目标对象的温度分布，可以更加快速准确地诊断出汽车设计和结构中的相关缺陷，可用于制动系统的故障诊断、汽车车身气密性检测、车窗电热丝检测、汽车排气管检测等。

当然，红外传感器……lso也有一些先天的缺陷，比如图像纹理信息少。另外，如果红外传感器长时间对着太阳，会对芯片造成一定程度的灼伤。在夏天，建筑物的温度和人体的温度可能会趋同，红外传感器的图像会有一定几率无法分辨行人和障碍物。这时候就需要图像处理算法对图像进行处理，然后识别目标。

综合来看，红外传感器在黑暗、雾气、灰尘等场景下的特殊优势，是目前传感器组合所不具备的。

在很多业内人士看来，目前能用的传感器都已经上车了。自动驾驶要想前进，就不得不增加新的传感器，红外传感器已经成为业界的新选择。

技术水平初步成熟。

追根溯源，红外传感器技术的发展始于美国，在军事领域的应用由来已久。由于探测器的高军事灵敏度和技术壁垒，少数拥有核心技术的国家长期进行技术封锁甚至禁运，使得红外传感器的成本居高不下。

经过几十年的发展，中国逐渐攻克了关键技术，形成了完整的产业链。无论是上游的材料、芯片设计制造、探测器封装，还是中游的机芯集成和整机、系统厂商，或者下游的国内具体应用都有所覆盖。锐创微纳、高德红外、海康威视等企业也在这一过程中逐渐崛起。

目前红外传感器在自动驾驶领域的应用虽然不多，但其原理并不复杂。

红外传感器的核心部件包括镜头、探测器、后续电路和图像处理软件。

红外传感器首先利用探测器将进入镜头的红外辐射转化为电信号，信号大小可以反映红外辐射的强度。然后电信号经过后续电路放大处理，再经过图像处理软件处理后得到电子视频信号，进而得到可视图像。

红外辐射，也就是红外线，是一种不可见光。自然界中，所有高于绝对零度(-273℃)的物体都在不断辐射红外线，其能量与物体的表面温度和材料特性直接相关——温度越高，红外能量越大。

早期配备红外夜视系统的车型，其价格都在百万级别，如奥迪A8L、奔驰S级、宝马7系等。当时国内红外技术还不成熟，车载红外夜视系统成本很高。

拉姆达夜视CEO周殿青认为，成本是红外传感器上车的关键。“一套高性能红外传感器的成本甚至高于普通汽车的发动机和变速箱的成本。”

为了降低成本，需要在封装工艺和像素尺寸上有所突破。

封装技术是应用于探测器的核心技术。是红外传感器中技术壁垒最高、成本最高的环节，封装成本可占探测器成本的30%-50%以上。

目前有三种封装方式可供选择:金属封装、陶瓷封装和圆片级封装。其中，晶圆级封装更受推崇。虽然技术难度大，但是集成效果好，可以减小探测器的封装体积，大大降低封装成本，满足车载红外传感器小型化、低成本的要求。

近年来，中国企业在包装技术方面不断取得突破。锐创微纳相关负责人告诉新智家:“目前量产的红外传感器主要是12μm陶瓷封装和晶圆级封装，车载规格的红外传感器采用晶圆级封装技术，可以量产。”

根据锐创微纳2021年年报，其金属封装和陶瓷封装的红外探测器年产能可达80万颗，晶圆级封装的红外探测器年产能可达260万颗。

降低成本的另一个关键是像素尺寸。红外探测器像素大小对制造公司的影响……主要体现在两个方面:

第一，像素尺寸的减小可以在不影响画质的情况下减小相应的镜头尺寸，小尺寸镜头成本更低。

其次，像素尺寸的减小会减少芯片面积，从而提高单位晶圆面积的芯片良率。企业可以在同一块晶圆上切割更多芯片，从而降低成本。

随着技术的进一步发展，国产红外芯片的像素尺寸正在从14μm、12μm、10 μ m不断缩小，在这方面，中国已经走在了世界前列，锐创微纳攻克了8μm红外探测器芯片。

红外探测器的国产化、圆片级封装的逐渐成熟和像素尺寸的减小，使得红外传感器的成本下降到了上车的条件，也满足了车上高分辨率和轻量化的要求。

锐创微纳相关负责人也表示:“车载红外传感器的帧频可以达到50-60帧，而激光雷达只有10-20帧。通常为了配合激光雷达的帧数，会对其他帧频高的传感器进行下变频。”

换句话说，在技术层面，红外传感器已经到了初装阶段。

还是要等秤上车。

既然红外传感器技术已经逐渐成熟，为什么车企迟迟不使用？

就像马斯克认为只有傻瓜才会用激光雷达一样，红外传感器的应用也是有区别的。

一些关于红外传感器没落的评论认为，红外传感器只是在某些场景下才不可或缺，这有些“鸡肋”。

而坚定的支持者表示，红外传感器可以有效弥补现阶段传感器的不足，上车是必然趋势。

其实从安全冗余的角度来说，红外传感器的存在一点都不“冗余”。建立完整的安全冗余机制是实现高水平自动驾驶的必要环节，车辆的某些部分只有在特定条件下才开始工作。

目前自动驾驶安全系统中的传感器主要有三种:可见光摄像头、毫米波雷达和激光雷达。这三种传感器的组合可以解决大部分场景的感知问题，但在夜间，雨、雾、雾霾等恶劣天气场景下仍然不够。

也正是在这些场景中，行车安全存在着极大的隐患，因照明不良、视野不佳导致司机对路况的遗漏和错误判断而引发交通事故的例子数不胜数。据统计，虽然夜间的车流量比白天减少60%左右，但40%的致命车祸发生在夜间。

在这些特殊的场景下，红外传感器可以弥补目前传感器组合的不足，不受环境光照影响，防眩光等优势可以为驾驶者的安全再增加一层保护。

因此，在很多业内人士看来，红外传感器并不是自动驾驶的“鸡肋”，而是“刚需”。正如安全冗余的基本概念中所述，必须“制定双重甚至多重措施以防止事故发生”。

我还没上车大概有两个原因。原因一在于成本，二在于技术路线。

如上所述，封装技术的进步和像素尺寸的减小，使得红外传感器的成本初步降低到了上车的条件。

广汽爱安之家相关负责人向新之家透露:“常规的车辆级红外传感器价格在2000-4000元不等，部分厂家价格可以降到2000元以内。如果碰撞造成外部部件损坏，维修费用可能在300-500元。”

虽然单价不便宜，但是锐创Micronano告诉我们，红外传感器的使用寿命最长可以达到10年以上。

如果想进一步降低成本，就要看在需求上能否形成规模效应。

2020年之前，除了在影视剧中看到红外传感技术，人们很少在现实生活场景中接触到它。

2020年后，受新冠肺炎疫情影响，地铁、车站等公共场所温度监测成为常态要求，日常生活场景中随处可见红外装置。最常见的手持测温也是红外测温仪的应用之一……成像技术。

现在红外测温仪已经成为疫情防控的必需品，其成本也随着需求的增加而降低。周殿青直言:“像我们做后市场的，疫情过后采购红外设备要便宜很多。”

接下来就看汽车市场能否对红外传感器形成大规模需求，进而带动成本再次下降。

第二个原因是关于技术路线的讨论。

从可见光相机、毫米波雷达、激光雷达的搭载顺序来看，车载传感器的发展路线是先集中力量攻关普遍性问题，再考虑特殊性的情况。

也就是说，首先保证白天光线充足的大部分驾驶场景下的驾驶安全，然后针对夜间、恶劣天气等少数驾驶场景进行安全冗余设计。

周殿青告诉新智家:“激光雷达上车后，90%左右的路况可以有效勘察，剩下的10%是可见光的激光雷达无法解决的。这10%的路况只需要红外传感器。”

睿创微纳技术部负责人也认为，“目前行业还处于用激光雷达+可见光相机解决白天问题的阶段。”

不仅仅是乘用车，其他自动驾驶公司现阶段强攻的矿区、港口、货运等副落地场景都不同程度的涉及到了夜间工作。

从滴滴、AutoX、文远智行的Robotaxi夜间路测，到荣源七星宣布进入夜间同城货运，都可以看出自动驾驶领域对“夜间驾驶”的强烈需求。夜间行车的安全问题，让红外传感器成为不可或缺的角落。

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让传感器上总线，绝不是简单的安装使用问题。大量的路测数据，如何与其他传感器配合，安全隐私等诸多因素都需要很好的设计。

因此，即使部分车企从2021年开始从国外采购红外传感器，现阶段也基本处于测试状态。短时间内不可能真正上车大规模上市。

至于什么时候能大规模上车，“最早也要2024年。”有人预言。

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雷锋的原创文章。未经授权，禁止转载。详见转载说明。“如果自动驾驶想要向前发展，你必须添加新的传感器。”有人这么说。

据统计，近年来我国每年发生交通事故近20万起，其中60%发生在夜间，死亡人数占50%。

即使目前车辆配备了十几个传感器，也无法解决所有夜景的安全问题。特斯拉很多重大交通事故都发生在晚上。夜间行车安全成为自动驾驶不可回避的话题之一。

如果现有的传感器不能保证夜间很多场景的行车安全，如何解决这个问题？

据新智家了解，包括但不限于广汽爱安、长城、长安、东风、一汽红旗等自动驾驶巨头，如Waymo、滴滴等都在推红外传感器上车。

继激光雷达和4D毫米波雷达之后，红外热成像传感器正逐渐被推向自动驾驶领域的前沿。

极端天气有明显的优势

就广汽爱安的相关车型而言，“前保险杠牌照上方会安装红外传感器，视野横向45* 37，相当于现在的ADAS摄像头。对人探测距离90米，对车辆探测距离120米。”广汽在安智的负责人说。

来源:广汽爱安

这并不是红外传感技术在汽车行业的首次应用。早在2000年，凯迪拉克DeVille就将红外夜视系统装在了车上，这也是全球量产车中首款搭载红外技术的车型。

当时红外传感器只是燃油车上的一个可选小部件。随着时间的推移，自动驾驶已经成为汽车领域的热门话题。在多种着陆场景中，红外传感器可以全天候工作，不受极端天气影响。

2019年起，红外传感器进入该领域……自动驾驶:

2019年，瑞典汽车零部件供应商Veoneer宣布，将为一家全球领先的汽车制造商的L4自动驾驶汽车提供最新的车载热成像系统NV4。这是汽车制造商首次决定在自动驾驶汽车上使用红外传感器。

2020年12月，Zoox发布了首款纯电动无人驾驶汽车，车上配备了热感摄像头。

2021年5月，ADASTEC在其flowride.ai自动驾驶平台中集成了两个热摄像机，专注于提高道路、道路和公交车站等所有易受影响的道路使用者的检测和安全性。

今年，自动驾驶领域对红外传感器的关注度越来越高。不仅仅是广汽爱安等上面提到的企业会应用红外传感器，几何伙伴、深途、塔格之星等公司也在布局红外。

红外传感器在自动驾驶领域的应用初见端倪，其主要优势有三:

第一，晚上认识东西。红外利用生物的热辐射成像，弥补了“雷达+摄像头”形状识别能力的不足，即使在夜晚没有光源、完全黑暗的情况下，也能清晰地区分行人、动物和车辆。

第二，穿透迷雾。红外波长比可见光长，对大气的穿透能力更强，成像不受雾霾、沙尘等恶劣天气影响。因此，在粉尘严重的矿区和经常有雾的港口，红外传感器可以正常识别事物而不受影响。

第三，不怕强光。红外只接收中长波信息，不接收可见光波段信息，所以红外传感器在防眩光方面有天然优势。

除了以上优势，红外传感器在ADAS场景应用中也越来越重要。红外传感器可以在许多停车功能中发挥辅助作用，如前方碰撞警告(FCW)、自适应巡航控制(ACC)、车道变换辅助系统(LCA)、行人碰撞警告(PCW)、自动泊车(AP)和泊车辅助(PA)。

红外传感器也可以探测车辆。通过实时监测目标对象的温度分布，可以更加快速准确地诊断出汽车设计和结构中的相关缺陷，可用于制动系统的故障诊断、汽车车身气密性检测、车窗电热丝检测、汽车排气管检测等。

当然，红外传感器也有一些先天的缺陷，比如图像纹理信息较少。另外，如果红外传感器长时间对着太阳，会对芯片造成一定程度的灼伤。在夏天，建筑物的温度和人体的温度可能会趋同，红外传感器的图像会有一定几率无法分辨行人和障碍物。这时候就需要图像处理算法对图像进行处理，然后识别目标。

综合来看，红外传感器在黑暗、雾气、灰尘等场景下的特殊优势，是目前传感器组合所不具备的。

在很多业内人士看来，目前能用的传感器都已经上车了。自动驾驶要想前进，就不得不增加新的传感器，红外传感器已经成为业界的新选择。

技术水平初步成熟。

追根溯源，红外传感器技术的发展始于美国，在军事领域的应用由来已久。由于探测器的高军事灵敏度和技术壁垒，少数拥有核心技术的国家长期进行技术封锁甚至禁运，使得红外传感器的成本居高不下。

经过几十年的发展，中国逐渐攻克了关键技术，形成了完整的产业链。无论是上游的材料、芯片设计制造、探测器封装，还是中游的机芯集成和整机、系统厂商，或者下游的国内具体应用都有所覆盖。锐创微纳、高德红外、海康威视等企业也在这一过程中逐渐崛起。

目前红外传感器在自动驾驶领域的应用虽然不多，但其原理并不复杂。

红外传感器的核心部件包括镜头、探测器、后续电路和图像处理软件。

红外传感器首先将进入镜头的红外辐射转换成电信号……ical信号，而信号大小可以反映红外辐射的强度。然后电信号经过后续电路放大处理，再经过图像处理软件处理后得到电子视频信号，进而得到可视图像。

红外辐射，也就是红外线，是一种不可见光。自然界中，所有高于绝对零度(-273℃)的物体都在不断辐射红外线，其能量与物体的表面温度和材料特性直接相关——温度越高，红外能量越大。

早期配备红外夜视系统的车型，其价格都在百万级别，如奥迪A8L、奔驰S级、宝马7系等。当时国内红外技术还不成熟，车载红外夜视系统成本很高。

拉姆达夜视CEO周殿青认为，成本是红外传感器上车的关键。“一套高性能红外传感器的成本甚至高于普通汽车的发动机和变速箱的成本。”

为了降低成本，需要在封装工艺和像素尺寸上有所突破。

封装技术是应用于探测器的核心技术。是红外传感器中技术壁垒最高、成本最高的环节，封装成本可占探测器成本的30%-50%以上。

目前有三种封装方式可供选择:金属封装、陶瓷封装和圆片级封装。其中，晶圆级封装更受推崇。虽然技术难度大，但是集成效果好，可以减小探测器的封装体积，大大降低封装成本，满足车载红外传感器小型化、低成本的要求。

近年来，中国企业在包装技术方面不断取得突破。锐创微纳相关负责人告诉新智家:“目前量产的红外传感器主要是12μm陶瓷封装和晶圆级封装，车载规格的红外传感器采用晶圆级封装技术，可以量产。”

根据锐创微纳2021年年报，其金属封装和陶瓷封装的红外探测器年产能可达80万颗，晶圆级封装的红外探测器年产能可达260万颗。

降低成本的另一个关键是像素尺寸。红外探测器的像素大小对制造成本的影响主要体现在两个方面:

第一，像素尺寸的减小可以在不影响画质的情况下减小相应的镜头尺寸，小尺寸镜头成本更低。

其次，像素尺寸的减小会减少芯片面积，从而提高单位晶圆面积的芯片良率。企业可以在同一块晶圆上切割更多芯片，从而降低成本。

随着技术的进一步发展，国产红外芯片的像素尺寸正在从14μm、12μm、10 μ m不断缩小，在这方面，中国已经走在了世界前列，锐创微纳攻克了8μm红外探测器芯片。

红外探测器的国产化、圆片级封装的逐渐成熟和像素尺寸的减小，使得红外传感器的成本下降到了上车的条件，也满足了车上高分辨率和轻量化的要求。

锐创微纳相关负责人也表示:“车载红外传感器的帧频可以达到50-60帧，而激光雷达只有10-20帧。通常为了配合激光雷达的帧数，会对其他帧频高的传感器进行下变频。”

换句话说，在技术层面，红外传感器已经到了初装阶段。

还是要等秤上车。

既然红外传感器技术已经逐渐成熟，为什么车企迟迟不使用？

就像马斯克认为只有傻瓜才会用激光雷达一样，红外传感器的应用也是有区别的。

一些关于红外传感器没落的评论认为，红外传感器只是在某些场景下才不可或缺，这有些“鸡肋”。

而坚定的支持者表示，红外传感器可以有效弥补现阶段传感器的不足，上车是必然趋势。

其实从安全冗余的角度来说，红外传感器的存在一点都不“冗余”。建立一个完整的安全冗余机制是一个n……essary link实现高级别的自动驾驶，车辆的某些部分只有在特定条件下才开始工作。

目前自动驾驶安全系统中的传感器主要有三种:可见光摄像头、毫米波雷达和激光雷达。这三种传感器的组合可以解决大部分场景的感知问题，但在夜间，雨、雾、雾霾等恶劣天气场景下仍然不够。

也正是在这些场景中，行车安全存在着极大的隐患，因照明不良、视野不佳导致司机对路况的遗漏和错误判断而引发交通事故的例子数不胜数。据统计，虽然夜间的车流量比白天减少60%左右，但40%的致命车祸发生在夜间。

在这些特殊的场景下，红外传感器可以弥补目前传感器组合的不足，不受环境光照影响，防眩光等优势可以为驾驶者的安全再增加一层保护。

因此，在很多业内人士看来，红外传感器并不是自动驾驶的“鸡肋”，而是“刚需”。正如安全冗余的基本概念中所述，必须“制定双重甚至多重措施以防止事故发生”。

我还没上车大概有两个原因。原因一在于成本，二在于技术路线。

如上所述，封装技术的进步和像素尺寸的减小，使得红外传感器的成本初步降低到了上车的条件。

广汽爱安之家相关负责人向新之家透露:“常规的车辆级红外传感器价格在2000-4000元不等，部分厂家价格可以降到2000元以内。如果碰撞造成外部部件损坏，维修费用可能在300-500元。”

虽然单价不便宜，但是锐创Micronano告诉我们，红外传感器的使用寿命最长可以达到10年以上。

如果想进一步降低成本，就要看在需求上能否形成规模效应。

2020年之前，除了在影视剧中看到红外传感技术，人们很少在现实生活场景中接触到它。

2020年后，受新冠肺炎疫情影响，地铁、车站等公共场所温度监测成为常态要求，日常生活场景中随处可见红外装置。最常见的手持测温也是红外热成像技术的应用之一。

现在红外测温仪已经成为疫情防控的必需品，其成本也随着需求的增加而降低。周殿青直言:“像我们做后市场的，疫情过后采购红外设备要便宜很多。”

接下来就看汽车市场能否对红外传感器形成大规模需求，进而带动成本再次下降。

第二个原因是关于技术路线的讨论。

从可见光相机、毫米波雷达、激光雷达的搭载顺序来看，车载传感器的发展路线是先集中力量攻关普遍性问题，再考虑特殊性的情况。

也就是说，首先保证白天光线充足的大部分驾驶场景下的驾驶安全，然后针对夜间、恶劣天气等少数驾驶场景进行安全冗余设计。

周殿青告诉新智家:“激光雷达上车后，90%左右的路况可以有效勘察，剩下的10%是可见光的激光雷达无法解决的。这10%的路况只需要红外传感器。”

睿创微纳技术部负责人也认为，“目前行业还处于用激光雷达+可见光相机解决白天问题的阶段。”

不仅仅是乘用车，其他自动驾驶公司现阶段强攻的矿区、港口、货运等副落地场景都不同程度的涉及到了夜间工作。

从滴滴、AutoX、文远智行的Robotaxi夜间路测，到荣源七星宣布进入夜间同城货运，都可以看出自动驾驶领域对“夜间驾驶”的强烈需求。夜间行车的安全问题，让红外传感器成为不可或缺的角落。

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让传感器上总线，绝不是简单的安装使用问题。大量路测数据，如何配合ot……r传感器，安全隐私等诸多因素都需要好好设计。

因此，即使部分车企从2021年开始从国外采购红外传感器，现阶段也基本处于测试状态。短时间内不可能真正上车大规模上市。

至于什么时候能大规模上车，“最早也要2024年。”有人预言。

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