激光雷达实现高级别自动驾驶的核心广证恒生

目录主动安全加码，高精度的是实现高级别自动驾驶的关 的需求拉动主要来源于自动驾 是全球化的市场，中短期供不应求，2030年智能驾驶用预计空间180亿，复合增速超50% 进入壁垒高，率先低价量产企业将占据车企合 图图表1自动驾驶汽车与人类驾驶每百万公里发生事故数量对 图表 2018版C-NCAP试验项目和加分项 图表 2018版C-NCAP中ESC和AEB配置系 图表 2018版C-NCAP中主动安全的评分权重占 图表 2018版C-NCAP星级划分要求及各部分最低得分率要 图表 图表 图表 图表9不同位置传感器技术对比 图表10SAE的自动驾驶分级 图表 图表 图表 传感的ADAS应用及优劣 图表 各类传感器在不同ADAS功能中的适用 图表 图表 BOSCH车 图表 图表18测量技术示意 图表19示意 图表20测量 和导航 的对 图表 图表22机械旋转 实物 图表23固态式与机械旋转式对比 图表24国内外主要参与者一 图表 德尔福无人车配4台S3固 图表 谷歌 无人车配 图表 Velodyne64/32/16线.....................................................................................................图表 Ibeo的Lux和miniLux..................................................................................................图表 Quanergy的固态 图表 主流的产品及应 图表31国内外生产厂商技术发展天梯 主动安全加码，高精度的是实现高级别自动驾驶的关主动安全加码，智能驾驶发展趋势前文已经提到，的主要增长领域在于导航型 4（ADAS驾驶驱动力强，于人类对自身安全的不懈追求，其持久并逐步加速的发展趋势将拉动其 政策对主动安全的加码及人身对安全的本质需求驱动行业发展大趋最大的优势就是可以保持时刻运转、不力的限制。人们在开车的时候会随着时间的退役自动驾驶就作为人类对行车安全、行车方式判断的替代品，能够有效地发挥机器能够不力限制的优势，为人类保驾护航。麦肯锡公司在采访了数十位行业后发布报告预测称在自动驾驶全面普及后将减少90%的交通事故，挽救成千上万人的性命。弗吉尼亚理工大学在2016图表1自动驾驶汽车与人类驾驶每百万公里发生事故数量自动驾驶的发展呈之势，开始完善并鼓励，加速该技术的发展。：目前的自动驾驶相关管理政策较为透明，国会于 已经吸引了、蔚来、上汽等中国汽车企业前往测试。在国内，CEO李彦宏在去年期间就曾提出提案，加快制定和完善无人驾驶汽车相关。2015年发布的《中国制造2025》将智能网联汽车列入未来十年国家智能制造发展的重点领域，明确到2020我国：2018C-NCAP将加入主动安全的评价体系。201685日，C-NCAP十周年活动上，发布了C-NAP的2018版评分方案，在传统评分项的基础上2018版同时增加了AEB的实现可以选择视觉传感器或毫米波，这两年国产车型的配置需求将大幅增加，车图表 2018版C-NCAP试验项目和加分项 图表 2018版C-NCAP中ESC和AEB配置系动系统)的追尾和行人(只考虑白天)评分项目，且主动安全(ESC和AEB)的最低得分率要求也逐年提高。图表42018版C-NCAP中主动安全的评分权重占15%图表 2018版C-NCAP星级划分要求及各部分最低得分率要资料来源：飞灵汽车，广头，包括、谷歌、优步等。这两类企业分别从传统巨头和新兴科技的角度对未来该领域看好，并且能够提供足够的进试。谷歌的无人车部门已经运营了8年，取得了超过图表 互联网公司在无人驾驶领域的布互联网公 时201412宣布完成第一辆无人驾驶原型车20145发布智能互联车载产品20151发布车联网解决方案201512无人驾驶车辆首次路试成功，计划3年内实现商业化，5年内实现量乐20151宣布将制造“超级汽车”，并发布首套智能汽车UI系统-LeUIAuto易到用20152联合奇瑞汽车、博泰计划未来2年推出“互联网智能共享电动汽车苹20152计划2019年推出首款量产的无人汽阿里巴20153与上汽合资设立10亿元的“互联网汽车基金资料来源：公开资料，广图表 传统车企在无人驾驶领域的布车企和配 时上201410宣布将与阿里巴巴携手，研发发搭载YunOS操作系统的互联网汽车20154推出了iGS特斯201512针对ModelS20166会在新品Model3上市之前，就将无人驾驶技术运用到ModelS和Model上丰201510 示范性是，计划于2020年实现商品通20161出资5 入 打车平台Lyft，合作开发无人驾驶汽车订车系统通无人驾驶车辆已进入路试阶段，并推出“SuperCruise”半自动驾驶技宝20163公布了“个人出行2030+未来构想”和BMWVISIONNEXT100奥20163发布RS7跑车，实现急转弯紧急制动、及城市工况自动寻找停车位和自助车博20157与TomTom201611017-18ADAS量产供货，2025技术合作。通过外延方式可最快实施业务的拓展，如亚太、金固等；自主研发周期较长，若能依开发毫米波PCB板的沪电、与META合作的得润电子。图表8部分通过外延收购方式切入智能汽车的公上市公时参股公司(比例业务范业务结巨星科2015华达科捷拥有激光控制技术和激光3D扫描技术，3D均胜电2016车载系全球领先的 安全系统供应商之2016车载系智能导航系统和车载信息系统模得润电2015车联车联网硬件、 、车联网方案解决亚2015前向启创Tier2ADAS软件、算法解决方案；2016苏州安智ADAS系统，配套奇2015钛马信息车联车联网服务运营2015零部轮毂电机研究、开万安科2015飞驰镁物车联前装车联网平台研发及服务运2015苏打网络车联智能汽车、共享交通业务2015无线充无线充金2015苏州智华 2015车友网络后市二手 综合服务提供2014语镜车联 中原内2015灵动飞扬同巨头NXP、In、scale建立配套关系、专注ADAS相关产品(LDWS、BSD、FCW)研发；配盛路通2014和正电子车载系切入车载信息系2016点嘀互联后市汽车及后市场移动互联网兴民钢2015车联测试与信息化、新能源信息化、T-BOX0.5°除外，位置传感器还有视觉传感器和毫米波。视觉传感器，即通过多个光学头构成类似人眼的双目结构，通过三角测距等算法测出深度（距离）信息，其测距精度和最大距离较低、受外界光线等严重，无法独立运作，目前凭借较高的空间分辨 用于自动驾驶的传感必然是不同方式混合的“多”模式，凭借其综合精度优势图表9不同位置传感器技术对视觉传感毫米探测距长短长分辨率0.1°，2°环境限应用地目前基于视觉传感器和毫米波开发的自动驾驶系统（如特斯拉公司的Autopilot）只驶仍有一定距离，特斯拉公司正着手于从视觉神经网络算法中突破。2016年5月特斯拉SAE控制方向盘、检测周围SAE控制方向盘、检测周围动态应对适用的环L1：辅助驾L2：部分自L3：条件自L4：高度自L5：完全自资料来源：SAEInternational智能驾驶辅助系统从豪华车向中级车快速渗透，至2020年国内ADAS的渗透率将达50%。以往ADAS功能配置只在40万以上豪华车上，近年随着安全要求提高，电子器件成本下降，201520万左右的合资品牌上开始出现3-5项ADAS功能，如长安福特蒙迪欧和锐界、东风本田思域和思铂睿、大众迈腾和CC等。少数自主车企也开始发力ADAS市场，例如吉利博瑞、广汽传祺GA8等。目前、系统集成等关键技术仍然由国外企业。目前，欧家已有近8%的新车配备ADAS功能，而我国2015年数据中，各ADAS渗透率分别是：BSD3.8%，AP2.6%，FCW2.6%，AEB2.4%，LDW1.7%，ACC1.3%，LKS0.8%。图表 《技术路线图》中智能汽车发展规汽车智能化有三个层次：感知→认知→执行感知部分：包括两方面，感知环境的、毫米波、头、红外夜视和组单的，车企供应商有许多积累，较成产品如DSC(ESP)，而感知部分和认知部分是智能图表 全面感知是智能网联汽车发展的基资料来源：广证恒各种传感器单独使用均有一定)头受 ) 级 达0留于试验车型和高端车型中。因此，实现无人驾驶必须融合不同的传感器，传感器融合主要可分将 和个B是和头独立的两个传感器通过数据总线进行数据的交换图表 视觉传感 传感的ADAS应用及优劣传感应优劣主要厂市场规视觉传头应用于ADAS项目国外：硬件Aptina、OV、Sony、Melexis；系Delphi、2018年全球130 红外夜夜视夜视规188-282传毫ADAS中 国外：Delphi、DensoBosch、Autoliv 154.8 ，内35.9无人车优势：精度气影响大，无法识别路国外：Velodyne、Ibeo2035170超声；距离检市场较稳资料来源：广证恒甚至无人驾驶领域，头都不可取代，实现自动驾驶时ADAS功能至少得安装5个以上头。随着ADAS渗透率逐步提高，视觉系ADAS首先获益。以色列公司 ye在单一头视觉ADAS系统领域占据国际领先地位(90%以上市场份额)，目前市值100亿美元左右。国内视觉ADAS走列的上市公司中有保千里、欧菲光等，初创公司中有苏州智图表14各类传感器在不同ADAS功能中的适传感器类自适应前灯夜视系统自适应巡航车道偏 头√√√√夜√√ √毫(近/中程√√超声紧急制动辅助√√√√车道保持系统√√√√行人探测√√√√盲点监测√√√√√变道辅助√√√√√泊车辅助√√√√交通信号识别√Bosch公司自动驾驶传感器配置方案为：6个头+1个红外夜视系统+6个+1个+4个超声波传感个具体配头61个后视 红传感个具体配头61个后视 红外个红外夜视传感毫和个中短距个系超声个超声波传感资料来源：BOSCH，广证图表图表 BOSCH车 传感器及功资料来源：BOSCH，广证波”、“头+”的融合方案将成主流选择。图表17各类传感器的市场发展趋势预的需求拉动主要来源于自动是一种用于精确获得三维位置信息的传感，即光学、光达（LiDAR，是一种用于精确获得三维位置信息的传感器，息。高频激光可在一秒内获取大量17数量级）的位置点信息（称为点云测量技测量技术示资料来源：禾赛科技，广是的 于测绘和导 用的部件，目前产能稀缺导致供不应求，呈现卖方市场，对下游有很强的定价权，因此该主要附加值在于部分。图表19示意作为一种能够获取物置、形状的信息的传感器，天生地适用于地形地图测 软件方面是大规模发展的瓶颈，尚未有成处理大量点云数据并建模的方案，目前市面上态处理数据并实时反馈，在精度方面相对要求较低，只需分辨清楚物、行人、汽车等，原型车上，技术如应用于扫地机器人等低分辨慢响应已经实现量产。软件方面，由于目前各类无人车的研发公司均为互联网巨头或汽车巨头，如谷歌、、大众、宝马等，各公 主要差备测量导航应用场主要差备测量导航应用场最大测测距精指向分辨扫描线1/2,16-32设备重作业要近年来，受无人车和机器人需求的带动，各激光老牌厂商（如Pioneer、北科天绘等）和（如Velodyne、速腾聚创等）均着眼于研发导航型 将进入需求爆发阶段。汽车主动安全设计，通过安装在车身各部位的头和传感器感知 情况进行识别，主动或控制，避免事故发生。通过内部视觉传感器可以探知驾驶员是否瞌睡，进而进行瞌睡提醒；通过外部超声波 的碰撞可能性进行，可实现自适应巡航和自动紧急制动等功能。智能汽车的发展过程是汽车驾驶从安全到主动安全、从信息孤岛到全面互联的过程，而未来的无人驾驶图表21汽车主动安 2.3发展瓶颈短期内在于成本，长期在于无人车产业的发 与之相比成本过高，未能被车企接受。超声波目前单价约为150，经过近10年来雨后春笋般的发展，价格已从Velodyne独占时期的逾10万（机械式）骤降至Quanergy等声称的200-300（固态式。而在短期内在低级别自动驾驶领域开始对其他传感器的替代。根据7月消息，奥迪新款A8已经开始搭载Ibeo的Scala4线 ，与毫一起构成的L3级别自动驾驶系统。此则说明成本下降已经逐渐到位，并开始商业应用。相信随着未来工艺的进一步成熟、量产带来的规模效应能够使成本进一步降低，将从高端至逐步渗透低级别 （、谷歌、福特等）的唯一传感器解决方案，在其竞争技术视觉神经网络算法（主要由特斯拉开发年6表明目前的无人车已有能力在特定环境（低速、交规较简单）实际运作，将在一定程度上替代人力执行任务。由于对安全的高标准、严要求，无人车产业目前仍在技术测试期。在今年7，（交规未批准理非常复杂的交通状况。技术并不是无人车产业的唯一瓶颈，除此以外，未来无人车的发展还将取决于多个方面， ：取得的路测数据、政策交规的放开、安全性能的测试、关键部件的成本降等。一旦各方面时机成熟、智能汽车才能得到普遍运用，作为必备解决方案将迎来爆发。谷歌无人车预计在2020年将实现，并在025年实量。固态是解决高昂成本和环境适应的方作为汽车部件，低成本、小体积且能嵌入车身是必须的，因此未来固态是应用 要是其低下的产能以及随之带来的高昂的价格。在诞生之初采用的是机械旋转图表22机械旋转 实物资料来源：无人车，广证恒生这种由于有旋转机械结构，光学元件的精度极高，对出厂调试有很高要求，低效率地调试装配是主要的产能释放和成本降低的瓶颈。根据采用机械旋转式的龙头公司Velodyne的介绍，该公司16年生产的仅2万个，交货周期长达数月至半年。根据网的走访，年产2万台 （培训一个月以上）的人力，折算下来每人每天仅能生产1台，结合硅谷的高地价、高此外，这种高精度的机械结构本身就不利于运用于汽车上，其在环境下的可靠性存疑。一台汽车在行驶时可能会遇到各式情况，因此对其电子元件、机械元件的可靠性有转式大面积应用的阻碍。固态，与机械旋转式相对应，取消了外部的机械旋转结构，通过采用或图表23固态式与机械旋转 对比公司的S3固态单台成本仅约200左右，对比机械旋转式动辄数的售价已是质的突破，该款将在今年9月下线。同时根据网的调研，Quanergy公司宣称明年该公司的固态的强度水平就可达到车规级，即满足各种高强度环境下综上所述，固态取消了机械结构，能够目前机械旋转式的成本和可靠性的痛点，是的发展方向。除了这两大迫切解决的痛点外，目前量产的探测距 2.5是全球化的市场，中短期供不应求，2030年智能驾驶用预计空间180亿，复合增速超目前受技术限制产量严重不足，世界各地的智能驾驶企业都对有强烈需求，一旦企业有新产品发布即会马上收到来自全球各地的订单。因此说2016年仅有Velodyne公司能够实现自动驾驶用的量产，公司中国区翁炜销量为5600HIS的预测，到2020年能够进行自适应巡航（ACC）ADAS9%，20201900 价格150、每套系统使用一个计算，市场缺口达13.5亿。2030市场将达到18051长期来看，根据麦肯锡公司的预测，到2030年汽车年生产量将达到1.15亿台，其中将有车企希望大批量生产时整套系统做到5000元/车（约750 ，2030市场将达到18051图表 3级以上自动驾驶技术渗透率预（注：此处分类标准采用NHTSA标准，L4包含此前使用SAE标准的L4及 进入壁垒高，率先低价量产企业将占据车企合企业普遍处于创业阶段，技术、成为进入壁 动化领域的高精尖技术，因此技术壁垒较高，难以模仿。在方面，目前量产成 再获得A轮/B轮融资开始量产，投资方一般为车辆零部件Tier1供应商或VC、PE。成激光企业优势在于在较早之前就开始激光技术的积累，团队内光学方面人才积累较充足，技术团队较大。该类企业已有能够产生充足现金流的产品，Velodyne称融资主要是为了进行深度合作，应下游需求进行定制开发，因此投资方是无人车的开发企业（、福公技术及融资时领公技术及融资时领投方介计划在2018年量产。9000创始人光学博士，曾任多个公司900万积累深厚，0764线1.5///速腾聚5000禾赛科CEO、CTO来自1.1北科天海达数产品；I-Scan是国内的首个三维激光扫描仪；车载激 ///巨星科2017CES16///镭神智201711月份研发成功国内首款信号接收端,年5%。目前已有4款单线2D 产品，包括室 多线的车载3D ///华达科拥有激光控制技术和激光3D扫描技术，3D激光///思岚科 通用平台。已推出RPLIDARA1和A2两款2D ///大族激已完成以AGV导航为代表的工业级 ///国外企业具有先发优势，Velodyne、Ibeo和Quanergy走沿，国内企业目前着眼于高级自动驾驶机械旋转 的领军企业是Velodyne，固态图表 德尔福无人车配4台S3固图表 谷歌 无人车配的领军企业是Quanergy；在低级自动驾驶已量产的企业是Valeo/Ibeo。国产企业目前主 图表 德尔福无人车配4台S3固图表 谷歌 无人车配资料来源：网易汽车，广证恒 资料来源：车云网，广证恒按有无机械旋转部件，可分为：机械和固态两类。机械带有控制相对成熟，代表厂商为Velodyne和德国Ibeo，固态厂商主要是德国Quanergy(1)Velodyne公司：机械产品(16/32/64线)最为成熟。成立于1983年，2007年开始专注研究。Velodyne在接受/福特的1.5亿融资后，在今年宣布在加州设立巨型工厂（Megafactory术，将大幅提高产能，制作流程的工时将数十倍缩减。在4月公司也发布了复合车规级的固态 品，预计在17年内可以制作出原型机并在18年量产。目前已经量产的有三款：HDL-64E(64线)、HDL-32E(32线)、VLP-16(16线)。除了谷歌、Uber等无人驾驶汽车使用64线产品，一些车企在车上使用32线和16线产品测试。例如，2016年1月CES上，福特展示了安装velodyneHDL-32的混动版蒙迪欧自动驾驶车，荷兰NAVYA的两部全自动驾驶ARMA 穿梭车测试了VLP-16和HDL-32。但其价格也非常昂贵且体积很大，HDL-64E目前价格仍在8万 以上，16线产品也要7999 。另外，Velodyne也与福 Solid-StateHybridUltraPuck™Auto(32线)，并在2016年1月 CES电子大会展出，公司计划2020年量产价为500美金，2025年成本降到200美金以内。但实际上这款产品仍属机械，其旋目前在测试中的无人车大多数使用Velodyne的64线。其工作原理是通过360度的机械转，绘制周围环境的动态3D高精度地图。工作时这款产品垂直方向有64条光束射出(线数)，覆盖垂直方向27°(垂直视角)，抵达100-120米(检测距离)，探测所在位置的误差大约2cm左右(精度)，每秒旋转10次(频率)，从而覆盖水平360°(水平视角)，每圈输出13万个信息点(点密度)，形成“点云”。27Velodyne64/32/16德国Ibeo公司：低线束(8线/4线)，并提供ADAS整套解决方案。成立于1998年，2000年被传感器制造商SickAG收购，2009年脱离SickAG独立，今年8月采埃孚(ZF)宣布收购了Ibeo40%股权。Ibeo有三款产品：Lux8L、Lux4L和miniLux；另外，Ibeo也与Valeo合作推出Scala混合固态激 ，用于奥迪无人驾驶汽车A7PilotedDriving。产品Lux没有大体积旋转结构，采用固定激光光源，的Ibeo全自动驾驶测试车上，常用多点布局miniLUX和LUX两款产品：4个Lux(2个位于车头、2个位于车尾)+2个miniLux(位于车侧)。Ibeo提供ADAS软硬件整套解决方案。Valeo/Ibeo合作生产的ADAS用目前已经能够商用，并装备于奥迪新款A8的ADAS系统中。与Velodyne不同，Ibeo的产品包括了硬件和软件在内的整套解决方案，硬件产品涉及ADAS到自动驾驶整个进程，软件方面公司提供的 传感器的信息实时整合到一个ECU后，实现智能追踪识别。2013年10月13日，日产LEAF搭载ey6个Lux测试了其搭载的高级驾驶辅助系统。斯坦福大学测试的自动驾驶奥迪TT 2020ey 商业化的自动驾驶出租RobotTaxi、Rinspeed概念车Buddi，都使用了Ibeo 产品2828IbeoLux29Quanergy资料来源：Quanergy德国Quanergy公司：初创企业，致力于固态 。成立于2012年，2015年获得德尔福战略投资。2014年9月第一款产品M8-1投入使用，已经应用在奔驰、现代等公司的实验车型上。2016年CES上推出了固态S3，使用了技术，内部不存在任何旋转部件，尺寸仅为90*60*60mm，S3用电子扫描代替机械部件，采用集成电的小镜子扫描各个方向，然后输出车辆周围的3D图像。S3初步定价250，2018年量产价格将降至100或更低，尺寸也会缩小到与邮票相 Quanergy是率先宣布能够量产固态的厂商。该公司发布的S3固态已经可以对合作伙图表 主的产品及图表 主的产品及公 产 类 基本参 价 应HDL-64线；测距100-120m；精度360278谷歌 Uber(配1台HDL-32线；测距80-100m；精度水平视角360度；垂直视角±202(配1台VLP-16线；测距100m；精度水平视角360度；垂直视角±157999(配2台32线；测距200m；计划2020定价500，2025年降至200250-—Lux机械激8线，测距：200m；精度水平视角：110度；垂直：6.4—Lux机械激4线，测距：200m；精度水平视角：85-110度；垂直：3.2日产(配6个机械激水平视角：180度，车辆检测距离——Ibeo和4线；水平视角：145度2010年和法雷奥合作开始量产，用于汽—奥迪A7Piloted8线，探测距离10cm-30Hz，视角180尺寸100-德尔福无人车(配个)、奔驰无人(配3个资料来源：公司官网，广 1-2年的差距。图表31国内 生产厂商技术发展天梯资料来源：公 ，广证恒率先量产低价产品的企业将占据与车企的合如上文所述，到2020年ADAS市场所需的 数量就达900