「國金證券」自動駕駛系列報告之四:傳感器

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「國金證券」自動駕駛系列報告之四:傳感器

報告原標題:《自動駕駛系列報告之四:傳感器》

報告始發於:2018年11月21日

作者:國金證券-新能源車研究中心-張帥團隊


摘要

本文為自動駕駛系列報告第四篇,主要說明以激光雷達、毫米波雷達和攝像頭為代表的傳感器在當前ADAS的應用情況,未來L4/L5自動駕駛系統中的展望以及多傳感器融合解決方案的趨勢。

目前隨著ADAS功能模塊滲透率不斷提升,短期內傳感器市場的需求將主要被攝像頭和毫米波雷達所驅動;而L3級別自動駕駛的奧迪A8量產給了整個汽車行業一劑強心劑,自動駕駛的進程比想象中來的要早,各個傳感器以及控制系統都在迅速迭代中;2020年前後,

L4級別自動駕駛量產上路,激光雷達的市場將會迅速擴大。

由於各個主要傳感器特性使然,單一種類傳感器無法勝任L4/L5完全自動駕駛的複雜情況與安全冗餘,多傳感器搭配融合的方案將是必然,2030年全球車載傳感器市場將會超過500億美元。

激光雷達:3D環境建模使其成為核心傳感器,但惡劣天氣下性能下降、且無法識別圖像及顏色是其短板;在L3及以上傳感器解決方案中,激光雷達至少需要1個;從機械旋轉式過渡到混合固態再到純固態激光雷達,隨著量產規模擴大、技術迭代提升,成本不斷快速降低,激光雷達也在向小型化、低功耗、ASIC集成化發展;目前國外廠商陸續在與汽車零部件一級供應商綁定合作開發,國內廠商如果有能力盡早穩定量產,有機會成為車用激光雷達的主流供應商之一;

毫米波雷達:全天候工作使其不可或缺,但分辨率低,同樣難以成像;技術已經非常成熟,是ADAS的主力傳感器,在L3級別中長距離毫米波雷達至少需要4-5個,L4/L5級別再加上側向需求甚至需要8個以上;

全球市場仍是博世、大陸、德爾福等把持,但隨著自主品牌車廠逐漸應用裝車ADAS模塊,國內毫米波廠商,如華域汽車、德賽西威等,在完善產品、搭建體系、穩定量產的過程中有機會切下一份蛋糕;

攝像頭:自動駕駛的眼睛識別標識、物體,但無法點陣建模、遠距測距;技術最為成熟,車載應用起步最早,在ADAS階段作為絕對主流的視覺傳感器,根據功能不同需要4到8個攝像頭;由於攝像頭獨有的視覺影像識別功能,且作為其他傳感器失效的冗餘系統,攝像頭需要至少6個以上;目前產業內的龍頭企業由於成本、技術和客戶等優勢,新進入者不容易獲得競爭優勢,而關鍵環節已有華為海思、舜宇光學、歐菲科技經營多年,且向車載領域延申。

基於產業前景和潛在的巨大市場,上市公司方面看好德賽西威、舜宇光學,建議關注英飛凌、博世、大陸以及傳感器初創公司。

總論:自動駕駛多傳感器融合的發展趨勢

目前隨著ADAS功能模塊滲透率不斷提升,短期內傳感器市場的需求將主要被攝像頭和毫米波雷達所驅動;而L3級別自動駕駛的奧迪A8量產給了整個汽車行業一劑強心劑,自動駕駛的進程比想象中來的要早,各個傳感器以及控制系統都在迅速迭代中;2020年前後,L4級別自動駕駛量產上路,激光雷達的市場將會迅速擴大。

由於各個主要傳感器特性使然,單一種類傳感器無法勝任L4/L5完全自動駕駛的複雜情況與安全冗餘,多傳感器搭配融合的方案將是必然,2030年全球車載傳感器市場將會超過500億美元。

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激光雷達:3D環境建模使其成為核心傳感器,但惡劣天氣下性能下降、且無法識別圖像及顏色是其短板。

在自動駕駛不斷進化的過程中,憑藉獨有的3D環境建模,激光雷達已經成為自動駕駛多傳感器融合最核心的部分;在L3及以上自動駕駛傳感器解決方案中,激光雷達至少需要1個。

從機械旋轉式過渡到混合固態再到純固態激光雷達,隨著量產規模擴大、技術迭代提升,成本不斷快速降低,激光雷達也在向小型化、低功耗、ASIC集成化發展,同時也與各大汽車零部件一級供應商綁定為車廠開發。

2020-2022年以前的L3級別自動駕駛車量產可能會以MEMS激光雷達為主,因為它成本較低,微振鏡技術較成熟,可以較短時間內進行低成本的量產;2022年後L4或以上級別自動駕駛車量產的階段,預計OPA的旁瓣效應或3D Flash的人眼保護問題將得到較大程度的解決,屆時可能會替代MEMS成為真正無任何移動部件的固態激光雷達。

目前激光雷達2017年全球車用僅為千臺量級,而且技術路線上尚未有定論,國外廠商陸續在與汽車零部件一級供應商綁定合作開發,如Quanergy和德爾福、Ibeo和採埃孚及法雷奧、Leddar Tech及TetraVue和博世、Innoviz和德爾福及麥格納、英飛凌收購innoluce,國內激光雷達廠商也在積極的與一級供應商及整車廠尋求合作,如果有能力盡早穩定量產,配合國家自動駕駛相關政策的落地節奏,有機會成為車用激光雷達的主流供應商之一。

毫米波雷達:全天候工作使其不可或缺,但分辨率低,同樣難以成像。

相比於激光雷達,毫米波雷達技術已經非常成熟,從上世紀90年代開始應用於自適應巡航,2012年英飛凌推出24GHz單片雷達方案,陸續拓展到ADAS的各個功能模塊,是現階段的主力傳感器,全球出貨量早已超過千萬級。

毫米波雷達憑藉其可穿透塵霧、雨雪、不受惡劣天氣影響的絕對優勢,且唯一能夠全天候全天時工作的能力,成為了自動駕駛不可或缺的主力傳感器;在L3級別中長距離毫米波雷達至少需要4-5個,L4/L5級別再加上側向需求,毫米波雷達甚至需要8個以上。

全球市場仍然是博世、大陸、德爾福等Tier 1把持,但隨著ADAS滲透率不斷提升,自主品牌車廠逐漸應用裝車各個ADAS模塊,國內毫米波廠商,如華域汽車、德賽西威等,在完善產品、搭建體系、穩定量產的過程中有機會切下一份蛋糕。

攝像頭:自動駕駛的眼睛識別標識、物體,但無法點陣建模、遠距測距。

攝像頭技術最為成熟,車載應用起步最早,在ADAS階段作為絕對主流的視覺傳感器,根據功能不同需要4個到8個攝像頭,應用在車道監測、盲點監測、障礙物監測、交通標誌識別、行人識別、疲勞駕駛監測、倒車影像、360全景影像等等。

進入自動駕駛時代,由於攝像頭獨有的視覺影像識別功能,能夠模擬人類視野,利用多個攝像頭合成周圍環境,還能識別顏色和字體,進而能夠識別交通標誌、行人、物體等,是名副其實的自動駕駛的眼睛;並且,還可以作為其他傳感器失效的冗餘系統,增加自動駕駛系統的安全性;根據多傳感器系統的融合,攝像頭需要至少6個以上。

攝像頭屬於較成熟的產業,目前產業內的龍頭企業由於成本、技術和客戶等優勢,新進入者不容易獲得競爭優勢。傳感器CMOS方面,日韓高科技企業壟斷,索尼、三星兩家市佔率之和超過50%;圖像處理器DSP方面,主要供應商為德州儀器(TI)、Mobileye、華為海思等,其中德州儀器(TI)技術積累最深厚、市佔率最高;鏡頭組方面,舜宇光學是龍頭企業,市佔率最高;模組方面,歐菲科技已經向車載領域延申。

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激光雷達:核心傳感器,固態趨勢、降成本、小型化、集成化

在自動駕駛不斷進化的過程中,憑藉獨有的3D環境建模,激光雷達已經成為自動駕駛多傳感器融合最核心的部分;在L3及以上自動駕駛傳感器解決方案中,激光雷達至少需要1個。

從機械旋轉式過渡到混合固態再到純固態激光雷達,隨著量產規模擴大、技術迭代提升,成本不斷快速降低,激光雷達也在向小型化、低功耗、ASIC集成化發展,同時也與各大汽車零部件一級供應商綁定為車廠開發。

1.1 將是自動駕駛傳感器的核心部分

首先,激光雷達提供生成環境的3D點雲圖像提供一系列的(x,y,z)座標,與已有的高精度地圖上的座標進行對比,就可以很精確地做出車輛定位。同時在感知功能上,激光雷達點雲圖像比攝像頭少了一步處理步驟(數字化),即攝像頭圖片需要進行數字化處理後才能由計算機進行判斷物體類型等工作,而激光雷達生成的點雲(實際是TOF數據)只需簡單運算就可得到座標數據,方便進一步的判斷。

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其次,激光雷達由於是自主發射光線並蒐集反射信號,因此可以在夜間環境下工作,這是對於攝像頭的極大優勢。

綜上,我們認為激光雷達將是未來自動駕駛最重要的傳感器,而毫米波雷達、攝像頭將是重要的補充。

1.2 激光雷達工作原理

激光雷達(LiDAR)能釋放多束激光,接收物體反射信號,計算目標與自身的距離。應用較多的是利用反射信號的折返時間計算距離(Time of Flight),也有連續波調頻(CWFM)方法。與雷達和攝像頭相比,激光雷達可以通過多束激光高頻發射獲取的反射數據形成周邊物體的高清3D的“點雲”圖像。

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1.3 固態激光雷達技術路線

我們看到自動駕駛測試車車頂上較複雜的圓柱形裝置,即為機械式激光雷達。雖然目前測試車輛大多為機械式,但是它們調試、裝配工藝複雜,生產週期長,成本居高不下,並且機械部件壽命不長(約1000-3000小時),難以滿足苛刻的車規級要求(至少1萬小時以上),因此激光雷達量產商都在著手開發性能更好、體積更小、集成化程度更高、並且成本更低的激光雷達,由混合固態過渡到純固態激光雷達是必然的技術發展路線。

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混合固態激光雷達在產品外形上不存在機械旋轉的部件,但內部實際存在小巧的機械旋轉掃描系統,作為到固態激光雷達的過渡階段,近幾年量產的產品都屬於混合固態激光雷達。如Velodyne的VLP-32C、VLP-16、VLS-128、以及PUCK系列,都屬於混合固態激光雷達,機械部件360度旋轉,可視角度360度;而IBEO、禾賽科技和Innovusion等的激光雷達,,其水平可視角度只在100-120度之間。

固態激光雷達由於不存在旋轉的機械結構,所有的激光探測水平和垂直視角都是通過電子方式實現的,並且由於裝配調試可以實現自動化,能夠量產大幅降低成本,也提高了設備的耐用性,固態激光雷達是必然的技術發展路線。不過固態激光雷達的技術路線尚未定型,主要分為MEMS、OPA和3D Flash三類。

1.4 短期MEMS方案較快落地,中長期OPA和3D Flash方案有望突破

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綜合以上技術路線,我們認為2020-2022年以前的L3級別自動駕駛車量產可能會以MEMS激光雷達為主,因為它成本較低,微振鏡技術較成熟,可以較短時間內進行低成本的量產。例如Velodyne、Innoviz等與車企或Tier1有合作的激光雷達公司目前都採用這個技術路線。

2022年後L4或以上級別自動駕駛車量產的階段,預計OPA的旁瓣效應或3D Flash的人眼保護問題將得到較大程度的解決,屆時可能會替代MEMS成為真正無任何移動部件的固態激光雷達,因為MEMS畢竟存在一個振動部件,在壽命和工作穩定性上較難與其他技術路線PK。但是具體哪種技術路線會最終跑贏目前較難下結論,需要看不同技術路線代表性公司的研發進度。

此外,機械式激光雷達依然有其用武之地。機械式激光雷達精度較高,信息細節較豐富,對於自動駕駛出租公司或Uber等共享出行公司有特殊用途,如蒐集路況、交通甚至路邊的建築等信息,有助於路線設計等需求。

1.5 發展趨勢:小型化、軟件化、ASIC集成化

在激光雷達固態化的同時,產品的體積也隨之越做越小,從初期測試階段車頂一個碩大的機械旋轉式激光雷達,逐漸發展到手機大小甚至可以隱藏在車身周邊,取消掉機械部件,固態激光雷達能夠比機械式體積小很多。

另一方面,激光雷達廠商從之前單純的賣硬件,逐步搭配軟件算法,打包完整解決方案。

更進一步,激光雷達廠商在嘗試ASIC集成化,將激光發射器、探測器、放大器等數百個電子元器件封裝到ASIC專用芯片中,用單枚芯片實現整體控制,能夠有效減少零部件、縮小體積、降低功耗、極大的縮減成本,目前Velodyne、Quanergy、Leddartech、鐳神、北科天繪等廠商都在朝這個方向嘗試。

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1.6 供應商和Tier 1抱團,國內企業技術量產同時發力

目前激光雷達2017年全球車用僅為千臺量級,而且技術路線上尚未有定論,國外廠商陸續在與汽車零部件一級供應商綁定合作開發,如Quanergy和德爾福、Ibeo和採埃孚及法雷奧、Leddar Tech及TetraVue和博世、Innoviz和德爾福及麥格納、英飛凌收購innoluce,國內激光雷達廠商也在積極的與一級供應商及整車廠尋求合作,如果有能力盡早形成穩定量產能力,配合國家自動駕駛相關政策的落地節奏,有機會成為車用激光雷達的主流供應商之一。

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國內公司

在2018年CES 上有16家激光雷達公司參與,其中就有4家中國公司。它們的產品技術路線略有差異,相對比較成熟,都已有成品。主要產品信息如下:

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毫米波雷達:全天候服務、不可或缺

相比於激光雷達,毫米波雷達技術已經非常成熟,從上世紀90年代開始應用於自適應巡航,2012年英飛凌推出24GHz單片雷達方案,陸續拓展到ADAS的各個功能模塊,是現階段的主力傳感器,全球出貨量早已超過千萬級。

毫米波雷達憑藉其可穿透塵霧、雨雪、不受惡劣天氣影響的絕對優勢,且唯一能夠全天候全天時工作的能力,成為了自動駕駛不可或缺的主力傳感器;在L3級別中長距離毫米波雷達至少需要4-5個,L4/L5級別再加上側向需求,毫米波雷達甚至需要8個以上。

全球市場仍然是博世、大陸、德爾福等Tier 1把持,但隨著ADAS滲透率不斷提升,自主品牌車廠逐漸應用裝車各個ADAS模塊,國內毫米波廠商在完善產品、搭建體系、穩定量產的過程中有機會切下一份蛋糕。

2.1 毫米波雷達工作原理

毫米波雷達通過發射電磁波並通過檢測回波來探測目標的有無、距離、速度和方位。由於毫米波雷達發射出去的電磁波是一個錐狀的波束,造成了本身的優缺點,優點,可靠,因為反射面大,缺點,就是分辨力不高。

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2.2 毫米波雷達應用

毫米波雷達在ADAS上應用大致分為前向雷達和後向雷達,前向包含自適應巡航ACC、自動緊急制動AEB、前方碰撞預警FCW、主動車道控制ALC、行人檢測系統PDS,後向包含盲點監測BSD、變道輔助LCA、後方碰撞預警RCW、開門報警DOW、倒車碰撞預警RCW等等。

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2.3 市場格局及本土化優勢

毫米波雷達目前基本為國外一級供應商廠商壟斷,這部分市場Tier1與主流車廠綁定較緊密,例如大陸、博世、海拉、德爾福、奧托立夫等,核心元器件也主要被英飛凌、德州儀器、意法半導體、亞德諾半導體等壟斷。

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而隨著國內自主品牌車廠開始陸續推出ADAS車型,ADAS國內滲透率提升,國內毫米波廠商在完善產品、搭建體系、穩定量產的過程中有機會切下一份蛋糕。像華域汽車這樣的國內Tier1,還有德賽西威這一類汽車電子起家的大供應商,都在佈局發力毫米波雷達,另外還有一批初創企業,如行易道、蘇州豪米波、深圳安智傑、深圳承泰、納雷科技、南京隼眼、蘇州安智、杭州智波等等。

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國外毫米波雷達供應商

博世的毫米波雷達主要以77GHz為主,覆蓋的面比較廣,有長距(LRR)、中距(MRR)以及用於車後方的盲點雷達。博世的方案集成度高,直接能夠輸出的是對汽車執行層的控制信號,通常是與車企合作,定製開發多功能的模塊。

大陸在毫米波雷達產品方面既有24GHz,也有77GHz,戴姆勒的77GHz毫米波雷達主要由其供應。

德爾福以77GHz毫米波雷達為主,採用較為傳統的硬件方案,成本較高。

奧托立夫以24GHz盲點監測、變道輔助雷達為主,主要客戶是戴姆勒奔馳,其車輛基本標配了變道輔助雷達。

國內毫米波雷達供應商

華域汽車:2017年底國內首款自主研發、具有獨立知識產權的24GHz後向毫米波雷達實現量產,前向、後向毫米波雷達通過冬季極寒工況試驗,自動泊車系統完成車位掃描、路徑規劃、整車控制、路徑跟隨算法等開發。

德賽西威:已完成24GHz毫米波雷達樣品開發,77GHz毫米波雷達還在研發中。

行易道:公司國內最早推出 77GHz 雷達,近主流市場的 77GHz 中近程雷達2017年底量產,77GHz遠程雷達(用於重型卡車、大型巴士等,作用距離 200 米)將在2018年推出。此外,公司與意法半導體,中科院電子所微波成像國家重點實驗室三方成立聯合實驗室,推動79GHz 雷達2019年前進行產品化。

承泰科技:成立於2015年4月,並立項研發77GHz汽車毫米波雷達,目前公司在研發77GHz汽車毫米波雷達上也取得突破,已在內部測試階段,2017年9月份推出外部測試。瀋陽承泰的核心成員基本上是來自於華為,團隊曾成功研發WLAN綜測儀,填補了國內WLAN綜測儀的空白,成功突破國外儀表廠家對Wi-Fi/BT射頻物理層信號綜合測試技術構建的壁壘。

蘇州豪米波:公司所生產的24GHz毫米波雷達系列產品,性能及各項係數達到同行77GHz產品水平,同時價格優勢明顯。24GHz產品技術成熟、量產穩定,目前公司產能達到1萬套/月。蘇州豪米波計劃在2019年對79GHz毫米波雷達進行量產,價格會在200美金以內。目前博世稱2019年會開始在歐美市場提供79GHz的產品,雖然大陸、德爾福也在研發該頻段的毫米波雷達,但都未宣佈供貨時間,而且在芯片獲得時間上,79GHz和77GHz的芯片都要2019年才能大批量供貨。公司認為,與其在零部件巨頭已經量產成熟產品的77GHz殺成紅海,不如在下一代毫米波雷達產品上搶佔先機。

納雷科技:公司採取與Tier 1廠商大陸合作的方法進入77GHz毫米波雷達的競爭。

車載攝像頭:ADAS主流傳感器、自動駕駛眼睛

攝像頭技術最為成熟,車載應用起步最早,在ADAS階段作為絕對主流的視覺傳感器,根據功能不同需要4個到8個攝像頭,應用在車道監測、盲點監測、障礙物監測、交通標誌識別、行人識別、疲勞駕駛監測、倒車影像、360全景影像等等。

進入自動駕駛時代,由於攝像頭獨有的視覺影像識別功能,能夠模擬人類視野,利用多個攝像頭合成周圍環境,還能識別顏色和字體,進而能夠識別交通標誌、行人、物體等,是名副其實的自動駕駛的眼睛;並且,還可以作為其他傳感器失效的冗餘系統,增加自動駕駛系統的安全性;根據多傳感器系統的融合,攝像頭需要至少6個以上。

3.1 攝像頭產業鏈

車載攝像頭主要由鏡片-鏡頭組;晶圓-CMOS芯片;模組、DSP和系統集成等構成。攝像頭屬於較成熟的產業,目前產業內的龍頭企業由於成本、技術和客戶等優勢,新進入者不容易獲得競爭優勢。

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傳感器CMOS方面,日韓高科技企業壟斷,索尼、三星兩家市佔率之和超過50%。

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圖像處理器DSP方面,主要供應商為德州儀器(TI)、Mobileye、華為海思等,其中德州儀器(TI)技術積累最深厚、市佔率最高。

鏡頭組方面,作為車載攝像頭的核心原件,其品質由焦距、視場角、光圈、畸變、相對照度、分辨率等指標進行衡量,鏡片加工、鏡頭組裝的核心是精密加工、光學設計能力。舜宇光學市佔率最高,佔車載鏡頭組國內市場50%以上。

3.1.1 舜宇光學科技

舜宇光學是車載鏡頭的龍頭企業,2017年出貨量同比增長41%,且連續數年增長率保持在30%以上。2017年繼續保持全球第一的行業領先地位,且市場份額進一步得到提升。

以今年前七個月的出貨量看,至少將達到20%的同比增長率,將繼續保持龍頭地位和全球第一的市佔率。

車載鏡頭已經成為大陸、德爾福、Mobileye、麥格納、奧托立夫、松下和富士通的供應商。

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3.1.2 歐菲科技

2017年,公司汽車電子業務實現營業收入3.12億元,毛利率23.96%;2018年上半年汽車電子業務實現營收2.07億元,同比增長61.72%,以車載攝像頭、 360環視系統和倒車影像系統等為代表的軟硬件產品開始批量出貨,產業佈局初見成效。

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主要車企和造車新勢力多傳感器解決方案

4.1 主要車企多傳感器方案:積極佈局、以最合理的方案量產裝車為目標

從車廠來說,對待自動駕駛更慎重,大家都承認自動駕駛會是未來,但發展自動駕駛的前提是不能影響現階段的產品開發與銷售。

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4.1.1 L2級方案:特斯拉Autopilot

特斯拉的方案類似於互聯網公司及消費類產品的迭代方式,每一臺特斯拉都會配置當時最新的硬件,然後通過OTA不斷更新固件,獲得更完善的駕駛輔助或自動駕駛功能。龐大的用戶群可以源源不斷地供給真實路況的駕駛數據,幫助Autopilot訓練和迭代算法。目前Autopilot已經推出1.0和2.0版本。

Autopilot相當於L2級別的自動駕駛,能夠根據交通狀況調整車速;保持在車道內行駛;自動變換車道而無需駕駛員介入;從一條高速公路切換至另一條;在接近目的地時駛出高速;在接近停車場時自動泊車。

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4.1.2 L3級方案:奧迪A8 AI

是市場上第一款具備L3級別自動駕駛能力的量產車,在某些特定情況下,如在停車和駛離、時速60公里以下行駛或交通擁堵時,該系統將接管奧迪A8的駕駛操控,而駕駛員則無需持續監控車輛的駕駛與運行。

整個自動駕駛系統由安全電腦、儀表盤、NMI用戶交互導航系統、電子剎車助力Brake Boost、電子穩定系統ESC、電子轉向控制EPS、發動機控制單元、變速箱控制單元、車身電腦、後輪轉向系統、網關Gateway、電子懸掛控制平臺EEP和中央自動駕駛控制器zFAS組成。

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4.1.3 L4級方案:通用Cruise AV

2018年1月11日,通用聯合Cruise Automation對外公佈了其第四代無人駕駛汽車概念原型,這款車稱為Cruise AV,由Bolt EV改裝而來,裡面沒有方向盤、制動和油門踏板。通用希望在2019年,就能夠將這款車型投入到它們的共享出行車隊使用。

傳感層配置包括5個激光雷達、21個毫米波雷達和16個攝像頭:

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4.1.4 其他代表車型智能駕駛方案

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不僅奔馳GLC等豪華車型配備了ADAS系統,如奔騰SENIA R9屬於緊湊型SUV,頂配版本僅12.59萬元,同樣配備了ADAS系統,而且功能還相當完備,不輸於豪華車型。說明隨著ADAS系統的普及,越來越多的車型可以享受到技術帶來的便利,同樣說明車載攝像頭、毫米波雷達等傳感器將迎來高速增長階段。

但是中國供應商目前尚未進入乘用車ADAS的供應商目錄,以吉利博瑞GE——一款國產B級車為例,該車ADAS系統攝像頭使用的是博世MPC2,77GHz毫米波雷達是博世MRR中距雷達,尚未有國內供應商在列。其中,77GHz毫米波雷達國內還幾乎沒有廠商能夠量產,離進入整車廠供應商目錄還有較長的距離。

4.2 造車新勢力方案:ADAS標配、擴展向自動駕駛進發

2018-2019年是造車新勢力首款量產車型下線的時間,大部分車型都配備了ADAS功能,解決方案包括數個攝像頭、毫米波雷達和超聲波傳感器等,少數方案安裝或預留激光雷達位置。

對比主要造車新勢力近期量產車型不難發現,絕大部分車企按照循序漸進的方式,從ADAS功能逐步“進化”到更高級的自動駕駛功能。這同時符合了自動駕駛技術的發展、政府政策法規的完善以及消費者的接受程度。

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4.3 造車新勢力 Vs. 知名車企

對比特斯拉、奧迪、蔚來和拜騰的自動駕駛解決方案,蔚來與拜騰基本沿襲了特斯拉的解決方案,以毫米波雷達和攝像頭為主。原因是激光雷達的成本較高,而且使用低線束激光雷達也只能在有限場景下達到自動駕駛的能力,與毫米波雷達+攝像頭的解決方案差距不大。當然,2020年以後隨著自動駕駛軟硬件的成熟,造車新勢力與知名車企均有安裝激光雷達並向高級別L4以上自動駕駛發展的計劃,例如拜騰已預留了BYTON LiBow前後向弓形激光雷達系統的位置,並與自動駕駛技術公司Aurora共同開發L4級別的自動駕駛方案,計劃在2020年底達到L4級自動駕駛能力。

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短期內自動駕駛系統成本較高,主要原因有以下兩點:

自動駕駛芯片設計製造技術由國外壟斷,如Intel(Mobileye)、NVIDIA等,國內還沒有自主研發和生產能力,由於半導體發展規律短期國產產品也幾乎不可能達到自動駕駛車的技術要求,因此將長期佔據自動駕駛系統乃至整車的較大比重。自動駕駛芯片成本至少在1萬美元以上,甚至達到1.5萬美元以上;

短期內激光雷達價格較高,即使奧迪的四線雷達成本也需數千美元,更多線束雷達成本更高。目前只有極個別廠商的激光雷達能達到車規級別,大多數在產能產量、產品質量和壽命上都還沒有達到車規要求,因此至少到2020年前還將保持高成本狀態。

4.4 長期形成“閉環運營”和“軟件系統”兩類自動駕駛供應商

2020年以後L4及以上級別的自動駕駛功能將登上舞臺,屆時可能形成閉環運營商和開源技術合作平臺兩類主要商業模式。

4.4.1 未來的閉環自動駕駛車運營商——谷歌Waymo

Waymo與克萊斯勒合作的車型中,一輛車裝有5個激光雷達,分別為前部3個,頂部1個和尾部1個;毫米波雷達4個,前後部各2個;攝像頭1個,位於頂部;其他補充傳感器1個,位於頂部。由於是測試車輛,安裝傳感器數量較多,配置冗餘比較充分,成本也較高。

「國金證券」自動駕駛系列報告之四:傳感器


今年5月,Waymo宣佈購買6.2萬輛菲亞特克萊斯勒(FCA)Pacifica混動MPV,用於開展自動駕駛租車業務。由此可以清晰地看到公司戰略。雖然Waymo本身不生產汽車,但它與整車廠深度合作,向其購買車輛用於提供自動駕駛租車服務。這是一種比較“重資產”的商業模式,優點是自動駕駛自研發至租車變現形成完整閉環,壁壘較高。雖然有佔用資本金較多的劣勢,不過鑑於Waymo母公司Alphabet的雄厚資金實力,這個劣勢是可以彌補的。

4.4.2 自動駕駛的安卓系統——百度Apollo

Apollo平臺是一套完整的軟硬件和服務系統,包括車輛平臺、硬件平臺、軟件平臺、雲端數據服務等四大部分。旨在向汽車行業及自動駕駛領域的合作伙伴提供一個開放、完整、安全的軟件平臺,幫助他們結合車輛和硬件系統,快速搭建一套屬於自己的完整的自動駕駛系統。

「國金證券」自動駕駛系列報告之四:傳感器


對比Waymo,百度的Apollo平臺以提供軟件和技術為主,相對是“輕資產”的商業模式。優勢是以人力資源為主,提供軟件和技術,不涉及工業生產,不佔用大量資本金。劣勢同樣明顯,以技術開源,為不同客戶定製化研發系統的商業模式壁壘較低,如果有其他有技術特點的創業公司發展較快,可能影響自身的市場份額。

「國金證券」自動駕駛系列報告之四:傳感器


國金證券研究所-新能源車研究中心-張帥團隊歷史報告薦讀:

(2018年6月28日)

(2018年6月28日)

《自動駕駛系列報告之三:芯片》(2018年8月12日)

《自動駕駛系列報告之四:傳感器》(2018年11月21日)

《自動駕駛系列報告之五:控制執行》(2018年11月21日)

《德賽西威深度:國內座艙電子龍頭,搶灘自動駕駛》(2018年9月19日)

《新能源車行業點評:新能源乘用車銷量創新高,比亞迪一騎絕塵》(2018年10月16日)

《匯川技術深度:精耕智能製造,發力新能源車,“雙王戰略”助力工控龍頭持續高增長》(2018年10月19日)

《特斯拉:歷史拐點or階段性爆發?》(2018年10月29日)

《新能源汽車熱管理行業報告之熱泵系統:電動車熱泵空調系統研發加速,未來深度替代市場廣闊》(2018年11月8日)

《充電樁政策點評:充電樁正處於爆發前的黎明,當前建議關注充電運營龍頭》(2018年12月11日)

《燃料電池產業鏈系列報告之七:重載領域FCV成本優勢明顯——燃料電池物流車經濟性分析》(2018年12月18日)

《汽車產業投資管理規定點評:簡政放權,規範體系,提升產業集中度,重點發展電動化、高端製造、智能駕駛》(2018年12月19日)

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