自动驾驶及舱内感知应用的红外相机技术及市场

英国知名市场调研公司IDTechEx在本报告中对汽车红外相机（近红外相机、短波红外相机和长波红外相机）技术进行了技术分析，并按地区和国际汽车工程师学会（SAE）等级对市场进行了细分，预测了产品销售额和年度市场规模。本报告评估了车辆安全、地区法规、舱内感知和高级驾驶辅助系统（ADAS）的趋势，并结合历史数据评估了红外相机市场规模。此外，本报告还考量了红外相机性能、传感器、光学元件及单位成本的未来趋势。

红外光谱可分为近红外（NIR，0.75-1?m）、短波红外（SWIR，1-2.5?m）、中波红外（MWIR，3-5?m）和长波红外（LWIR，8-14?m）波段。随着舱内感知技术、SAE自动驾驶等级以及美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）关于自动紧急制动（AEB）等法规的不断进步，IDTechEx全面研究了近红外、短波红外和长波红外技术在汽车领域的应用市场。

红外光谱及其汽车应用

IDTechEx在报告中详细分析了驾驶员监控系统（DMS）、ADAS和自动驾驶应用的红外技术，并按欧洲、中国、美国、日本和世界其他地区进行了细分。报告基于历史数据、技术分析和一手访谈，对这些地区的2D近红外、飞行时间（ToF）、短波红外和长波红外相机的销售量和年度市场规模进行了预测。

2D近红外和ToF相机

虽然近红外相机此前已用于夜视技术，但近红外相机和ToF相机的主要市场是舱内感知应用，尤其是DMS。近红外相机用于DMS的优势在于，它是一种人眼不可见的主动传感模式（因此避免分散驾驶员注意力），可以精确监测驾驶员的眼睛，从而检测分心、疲劳和其他可能影响道路安全的因素。

舱内感知应用的ToF传感器对比分析

IDTechEx认为，推动近红外相机普及的主要因素将是欧盟《通用安全法规》等法规的实施。该法规要求所有新车自2024年中期起必须配备高级驾驶员分心警告（ADDW）系统。由于这需要主动监测驾驶员的头部和眼睛，因此是近红外技术的理想应用场景。受该法规以及其他地区法规的影响，IDTechEx预测，2020年～2035年期间，近红外相机市场将增长约70倍，届时近红外相机将成为乘用车市场的标准DMS技术。

长波红外相机

提高道路使用者的安全性是推动ADAS技术广泛应用的关键驱动力。这些技术利用各种传感器（例如可见光相机、雷达、超声波传感器和激光雷达等）的先进传感能力，使车辆能够自主地对周围环境做出响应。在NHTSA等监管机构的推动下，美国超过99%的新型轻型车辆都配备了低速（40公里/小时）AEB功能。此功能无需人工干预即可对车辆进行制动，以避免与前方车辆、行人或其他障碍物发生碰撞。

NHTSA于2023年再次发布裁定，规定到2029年9月，美国所有新车都必须配备AEB、行人自动紧急制动（PAEB）和前方碰撞预警（FCW）。此处的“高级”指的是车辆在测试中必须避免碰撞的最大行驶速度（与静止障碍物碰撞时最高可达73公里/小时）以及车辆在低光照条件下的性能（0.2勒克斯，最低主动照明）。NHTSA指出，超过75%的行人死亡事故发生在非日光条件下，并认为低光照测试对于提高驾驶员、乘客和弱势道路使用者（VRU）的安全性至关重要。

这为汽车长波红外相机市场带来了机遇。虽然长波红外相机此前仅限于高端车辆的可选夜视系统，但它们在夜间或恶劣天气下探测VRU的能力优于现有的道路安全技术。作为一种被动系统，它可以探测行人独特的热信号，而不受外部光照水平的影响。此外，微测辐射热计和长波红外光学技术的进步将带来传感器融合选项、卓越的深度感知能力和低成本潜力，使长波红外相机成为AEB的理想选择。由于长波红外相机在探测行人方面的可靠性以及在低能见度条件下的稳定性能，它们很可能成为几乎所有SAE4级及以上自动驾驶车辆以及自动驾驶出租车的主流配置。虽然截至2024年，SAE3级自动驾驶车辆还没有大范围上路，但IDTechEx认为，SAE4级车辆将在下一个十年初进入中国、美国和欧洲市场。

从长远来看，到2035年，AEB要求、自动驾驶和通用安全需求，将使长波红外相机成为车辆强大的传感器融合选项，并与现有技术（例如可见光相机、雷达、激光雷达和潜在的短波红外相机）共存。

短波红外相机

IDTechEx目前尚未看到汽车短波红外相机的商业应用，因为传统的短波红外相机采用InGaAs传感器，其价格高达10,000美元以上，对于汽车而言过于昂贵。然而，IDTechEx预计，随着CMOS和胶体量子点短波红外传感器等创新技术的出现，短波红外相机将在2029年进入汽车成像市场。这些传感器的成本有望比InGaAs传感器低约100倍，从而为短波红外相机打开大众市场的大门。

短波红外成像传感器技术对比分析

汽车短波红外相机供应商分析

然而，这并非没有挑战，因为原始设备制造商会考虑安装额外硬件的替代方案，这些方案需要高稳健性和高性能，并且将短波红外相机集成到ADAS中也存在潜在挑战。与近红外相比，短波红外对人眼更安全，并且能够以与长波红外相机类似的性能检测迎面而来的障碍物。IDTechEx预计，到2035年，汽车短波红外相机仍将保持相对小众的市场地位，需要进一步降低产品成本、增加供应商数量以及提高技术成熟度，才能成为AEB和自动驾驶汽车的选项。

2024年～2035年期间，红外相机市场将增长近7倍。短波红外相机将成为一个利基市场，而长波红外相机将更加成熟且普及，其市场规模将是短波红外相机的9倍。近红外相机市场将在2035年达到饱和，市场规模约为长波红外相机市场的7倍。

市场展望

IDTechEx在报告中预测，2020年～2035年期间，汽车红外相机市场（包括近红外、短波红外和长波红外）将增长50倍，本报告详细介绍了每种技术的关键驱动因素和发展趋势，这些因素将推动未来市场增长。本报告综合考量了相机供应商、Tier1汽车供应商和汽车原始设备制造商，以全面了解汽车红外相机市场格局及其需求。

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审核编辑 黄宇