汽車電子行業(yè)研究：自動(dòng)駕駛逐步升級(jí)攝像頭＋激光雷達(dá)星辰大海

汽車電子行業(yè)研究：自動(dòng)駕駛逐步升級(jí)，攝像頭＋激光雷達(dá)星辰大海1、汽車智能化穩(wěn)步升級(jí)，中美歐日引領(lǐng)發(fā)展1.1自動(dòng)駕駛升級(jí)已成為全球共識(shí)汽車智能化是未來(lái)行業(yè)發(fā)展重要方向之一，包括人車交互智能化以及車輛行駛自動(dòng)化。人車交互智能化是在駕駛過(guò)程中為駕駛員提供內(nèi)容與服務(wù)，提升駕駛安全性、舒適性、便捷性等。車輛行駛自動(dòng)化則包括輔助駕駛階段和自動(dòng)駕駛階段，通過(guò)對(duì)路況及車輛信息預(yù)測(cè)，保障駕駛過(guò)程中的車輛安全以及出行效率。智能汽車則是指通過(guò)搭載先進(jìn)傳感器等裝置，運(yùn)用人工智能等新技術(shù)，具有自動(dòng)駕駛功能，逐步成為智能移動(dòng)空間和應(yīng)用終端的新一代汽車。智能汽車通常又稱為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動(dòng)駕駛汽車等。因此，汽車智能化發(fā)展程度很大程度上取決于汽車自動(dòng)駕駛發(fā)展進(jìn)度。在自動(dòng)駕駛等級(jí)劃分上，SAE（國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)）將自動(dòng)駕駛技術(shù)分為L(zhǎng)0-L5，共6個(gè)等級(jí)，NHTSA（美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局）將自動(dòng)駕駛分為L(zhǎng)0-L4共5個(gè)等級(jí)。目前部分車企已經(jīng)推出了具有L2功能的車型，L1和L2仍然需要駕駛員駕駛，屬于ADAS

（高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)）范疇。而L3將是一個(gè)風(fēng)水嶺，從L3開(kāi)始，汽車才真正進(jìn)入到自動(dòng)駕駛范疇，L3指在特定場(chǎng)景下，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的完全接管，當(dāng)駕駛員在系統(tǒng)失效時(shí)，駕駛員取得駕駛權(quán)。根據(jù)SAE的定義，在L1時(shí)，駕駛員可以“脫腳”；在L2時(shí)，駕駛員可以“脫手”；在L3時(shí)，駕駛員可以“脫眼”；在L4時(shí)，駕駛員可以“脫腦”；在L5時(shí)，已經(jīng)不需要駕駛員。中國(guó)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域亦制定了自己的標(biāo)準(zhǔn)。2021年8月20日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布了《汽車駕駛自動(dòng)化分級(jí)》推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)于2022年3月1日起開(kāi)始實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車駕駛自動(dòng)化功能的分級(jí)，基于駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)能夠執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)的程度，根據(jù)在執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的角色分配以及有無(wú)設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍限制，將駕駛自動(dòng)化分成0級(jí)至5級(jí)。并基于以下6個(gè)要素對(duì)駕駛自動(dòng)化等級(jí)進(jìn)行劃分：1.是否持續(xù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的目標(biāo)和事件探測(cè)與響應(yīng)；

2.是否持續(xù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向或縱向運(yùn)動(dòng)控制；

3.是否同時(shí)持續(xù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)中的車輛橫向和縱向運(yùn)動(dòng)控制；

4.是否持續(xù)執(zhí)行全部動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)；

5.是否自動(dòng)執(zhí)行最小風(fēng)險(xiǎn)策略；

6.是否存在設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍限制。在汽車駕駛自動(dòng)化的6個(gè)等級(jí)之中，0-2級(jí)為駕駛輔助，系統(tǒng)輔助人類執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，駕駛主體仍為駕駛員；3-5級(jí)為自動(dòng)駕駛，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)運(yùn)行條件下代替人類執(zhí)行動(dòng)態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)，當(dāng)功能激活時(shí)，駕駛主體是系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛之所以成為各個(gè)國(guó)家、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等爭(zhēng)相研究和發(fā)力的重點(diǎn)，是因?yàn)殡S著汽車用戶不斷增加，公路交通擁堵、安全事故等問(wèn)題層出不窮，相比于傳統(tǒng)的人類駕駛，自動(dòng)駕駛在人工智能、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)支持下，能夠有效保障交通安全、降低運(yùn)輸成本、提升用車效率、減少空氣污染。此外還可以拉動(dòng)汽車、電子、通信、服務(wù)、社會(huì)管理等協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈，上游包括傳感器、芯片、地圖、車載軟件等二級(jí)供應(yīng)商，以及智能駕駛解決方案等一級(jí)供應(yīng)商；中游包括乘用車、商用車等整車環(huán)節(jié)，下游為車輛運(yùn)營(yíng)等服務(wù)市場(chǎng)?；仡櫲蜃詣?dòng)駕駛發(fā)展歷程，1939年GM提出了這一概念，2009年谷歌發(fā)布了自動(dòng)駕駛汽車計(jì)劃，2013年谷歌完成了50萬(wàn)英里的自動(dòng)駕駛，同年特斯拉發(fā)布了自動(dòng)駕駛Autopilot概念，2017年特斯拉自動(dòng)駕駛完成了3億英里的運(yùn)行，2018年Waymo完成了5億英里的測(cè)試，2019年百度完成了1億英里的測(cè)試。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)分為感知層、決策層和控制層，感知層主要通過(guò)攝像頭、雷達(dá)等感知周圍環(huán)境信息，并通過(guò)GPS/慣導(dǎo)等實(shí)現(xiàn)定位等車輛狀態(tài)的獲??；決策層依據(jù)感知層提供的環(huán)境信息和車輛定位情況，根據(jù)適合的模型進(jìn)行路徑規(guī)劃等決策；控制層則通過(guò)底盤及各種控制附件件，驅(qū)動(dòng)車輛執(zhí)行相應(yīng)命令動(dòng)作。1.2技術(shù)進(jìn)步+立法推進(jìn)共同支撐自動(dòng)駕駛滲透率提升自動(dòng)駕駛要想逐步落地并大范圍推廣，除了技術(shù)進(jìn)步、成本降低之外，還需要相關(guān)法律法規(guī)及政策支持才能落地，目前各個(gè)國(guó)家地區(qū)的立法進(jìn)度和要求不盡相同，但是整體而言，對(duì)自動(dòng)駕駛的法律法規(guī)等都是積極推動(dòng)的。德國(guó)在2021年7月正式實(shí)施《自動(dòng)駕駛法》，成為全球首個(gè)允許L4級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車上路的國(guó)家。日本于2020年4月正式實(shí)施《道路交通法》修正案，允許L3級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車上路，同時(shí)計(jì)劃2022年在農(nóng)村地區(qū)實(shí)現(xiàn)L4級(jí)自動(dòng)駕駛汽車上路。韓國(guó)已經(jīng)在2021年推出L3級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車，計(jì)劃到2024年實(shí)現(xiàn)L4級(jí)別部分商用化。中國(guó)公安部于2021年3月發(fā)布的《道路交通安全法（修訂建議稿）》中，對(duì)自動(dòng)駕駛汽車提出了要求，這是中國(guó)在自動(dòng)駕駛汽車立法上的首次嘗試，雖然最終未獲得通過(guò)，但具有重要意義。目前深圳在自動(dòng)駕駛立法方面走在全國(guó)前列，根據(jù)2022年5月深圳市人大常委會(huì)官網(wǎng)發(fā)布的相關(guān)內(nèi)容，《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理?xiàng)l例》被列入深圳市人大常委會(huì)發(fā)布的2022年立法計(jì)劃首位，已通過(guò)“三審”，有望在年內(nèi)出爐，這將是國(guó)內(nèi)首部規(guī)范智能網(wǎng)聯(lián)汽車管理的法規(guī)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車法律空白的問(wèn)題，有望在深圳率先突破。此外，中國(guó)已逐步開(kāi)放公路（高速公路）測(cè)試、無(wú)人化（遠(yuǎn)程）測(cè)試、載人載物示范運(yùn)營(yíng)，包括北京、上海、深圳等城市已發(fā)布了相關(guān)的道路測(cè)試與示范應(yīng)用管理法規(guī)，為自動(dòng)駕駛汽車上路奠定了基礎(chǔ)，有助于推動(dòng)自動(dòng)駕駛立法。美國(guó)交通運(yùn)輸部則在2021年1月發(fā)布了《自動(dòng)駕駛汽車綜合計(jì)劃》，進(jìn)一步明確了美國(guó)自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展方向。該計(jì)劃定義了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)愿景的三個(gè)目標(biāo)，包括促進(jìn)協(xié)作和透明度、現(xiàn)代化監(jiān)管環(huán)境、以及為運(yùn)輸系統(tǒng)做準(zhǔn)備。而在法律層面，目前為止，美國(guó)聯(lián)邦層面尚未正式出臺(tái)自動(dòng)駕駛的監(jiān)管法案，現(xiàn)階段美國(guó)自動(dòng)駕駛的測(cè)試及布局是由各州/邦法律進(jìn)行分別監(jiān)管。目前美國(guó)有29個(gè)州/邦以及華盛頓哥倫比亞特區(qū)已經(jīng)頒布了法律，6個(gè)州/邦頒布了行政命令，5個(gè)州/邦同時(shí)有法律和行政命令，還有15個(gè)州/邦沒(méi)有相關(guān)法律和行政命令。中國(guó)自動(dòng)駕駛技術(shù)仍在不斷迭代升級(jí)中，2007-2015年L1級(jí)別已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化并廣泛普及；

2014-2020年L2級(jí)別的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）已經(jīng)成熟并廣泛使用，代表車型包括特斯拉Model3、上汽大通D90等；2025年將計(jì)劃實(shí)現(xiàn)L3級(jí)別自動(dòng)駕駛，目前技術(shù)已能夠?qū)崿F(xiàn)，還處于測(cè)試階段，代表車型包括奧迪A8、廣汽新能源-埃安Lx等；2030-2040年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)L4/L5級(jí)別自動(dòng)駕駛，僅用于部分車型，仍處于測(cè)試階段，代表車型包括一汽-Apollo-紅旗電動(dòng)車、比亞迪-xUrban-秦Pro等。根據(jù)PwC數(shù)據(jù)，全球主要國(guó)家/地區(qū)的自動(dòng)駕駛水平將逐步提升，到2025年L3級(jí)別自動(dòng)駕駛將開(kāi)始嶄露頭角，而自動(dòng)駕駛需80億公里安全路測(cè)里程才能證明其安全性，現(xiàn)階段L4解決方案提供商還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到足夠里程，隨著未來(lái)激光雷達(dá)等核心部件成本下降，預(yù)計(jì)到2030-2035年，L4/L5級(jí)別自動(dòng)駕駛將開(kāi)始商用化。全球各主要國(guó)家地區(qū)目前正處于從L2級(jí)別向L3級(jí)別過(guò)渡階段，預(yù)計(jì)未來(lái)L3-L5級(jí)別自動(dòng)駕駛占新車銷量如下：歐盟：L3級(jí)別2025年占比4%，銷量67萬(wàn)輛，到2035年將提升至15%，銷量259萬(wàn)輛；

L4級(jí)別2030年占比8%，銷量136萬(wàn)輛，2035年將提升至15%，銷量259萬(wàn)輛；L5級(jí)別2035年占比2%，銷量35萬(wàn)輛。美國(guó)：L3級(jí)別2025年占比5%，銷量83萬(wàn)輛，到2035年將提升至14%，銷量249萬(wàn)輛；

L4級(jí)別2030年占比1%，銷量17萬(wàn)輛，2035年將提升至2%，銷量36萬(wàn)輛。中國(guó)：L3級(jí)別2025年占比1%，銷量28萬(wàn)輛，到2035年將提升至18%，銷量619萬(wàn)輛；

L4級(jí)別2030年占比3%，銷量93萬(wàn)輛，2035年將提升至15%，銷量516萬(wàn)輛；L5級(jí)別2035年占比1%，銷量34萬(wàn)輛。日本：L3級(jí)別2025年占比4%，銷量19萬(wàn)輛，到2035年將提升至12%，銷量49萬(wàn)輛；

L4級(jí)別2030年占比6%，銷量26萬(wàn)輛，2035年將提升至15%，銷量61萬(wàn)輛；L5級(jí)別2035年占比1%，銷量4萬(wàn)輛。根據(jù)StrategyAnalytics數(shù)據(jù)，全球自動(dòng)駕駛汽車滲透率方面，預(yù)計(jì)到2025年，L2滲透率將達(dá)到27%，L3滲透率將達(dá)到1%；2035年，L2滲透率將達(dá)到59%，L3滲透率將達(dá)到10%，L4滲透率將達(dá)到9%，L5滲透率將達(dá)到1%。2、汽車智能化：“商業(yè)+家用”雙引擎共同推動(dòng)自動(dòng)駕駛快速發(fā)展2.1Robotaxi/Robobus/Minibus/Robotruck等商業(yè)化模式率先普及由于成本較高、路線相對(duì)固定、環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單、行駛速度相對(duì)較低，自動(dòng)駕駛在公共交通、礦區(qū)園區(qū)、港口物流等特定場(chǎng)所的使用將早于在個(gè)人乘用車市場(chǎng)的普及，具體應(yīng)用場(chǎng)景包括公共交通、快遞運(yùn)輸、服務(wù)老年人及殘疾人等。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)（如激光雷達(dá)、芯片、算法等）技術(shù)不斷升級(jí)迭代，自動(dòng)駕駛離我們的生活也越來(lái)越近，雖然目前L3級(jí)別以上家用車還并未大規(guī)模普及，但是在一些特定場(chǎng)景或者商業(yè)營(yíng)運(yùn)場(chǎng)景已經(jīng)開(kāi)始嶄露頭角。開(kāi)放場(chǎng)景以載人為主，包括Robobus、Robotaxi等，半封閉以及封閉場(chǎng)景以載物為主，比如Robotruck，其中半封閉場(chǎng)景包括干線物流、無(wú)人環(huán)衛(wèi)、末端配送等，封閉場(chǎng)景包括礦山運(yùn)輸、港口運(yùn)輸?shù)?。在以上幾類?chǎng)景中，封閉場(chǎng)景由于環(huán)境單一，行駛路徑簡(jiǎn)單，無(wú)其他社會(huì)車輛及行人干擾，場(chǎng)景復(fù)雜度低，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)營(yíng)；而開(kāi)放場(chǎng)景和半封閉場(chǎng)景由于在市政道路行駛，來(lái)往車輛、行人等數(shù)量多，方向不定，周圍環(huán)境復(fù)雜多變，目前還處在路測(cè)和試營(yíng)業(yè)階段，未來(lái)隨著技術(shù)升級(jí)、成本下降、路測(cè)數(shù)據(jù)越來(lái)越豐富、法律法規(guī)更加完善明確，有望實(shí)現(xiàn)正式的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。在載人自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，主要包括Robotaxi、Robobus、Minibus，都基于L4/L5級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)，其中Robotaxi主要在市政道路及高速上提供出租車/網(wǎng)約車服務(wù)，Robobus主要在市政道路上提供公交車服務(wù)、Minibus主要在封閉景區(qū)及限定園區(qū)提供擺渡車服務(wù)。相比于傳統(tǒng)有人駕駛，自動(dòng)駕駛具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括安全性高、成本低、效率高。在礦區(qū)、港口作業(yè)事故頻發(fā)，自動(dòng)駕駛可提升安全性、延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，不僅能緩解司機(jī)缺口大、人工成本高的問(wèn)題，同時(shí)在公路上有90%的交通事故是由司機(jī)人為造成，自動(dòng)駕駛可以避免一些事故發(fā)生，避免擁堵，提升出行效率和安全性。目前Robotaxi由于技術(shù)不是很成熟、改造費(fèi)用較高，因此每公里的成本相比于有人駕駛出租車并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，未來(lái)5-10年司機(jī)人力成本將會(huì)進(jìn)一步增加，而自動(dòng)駕駛系統(tǒng)改造成本會(huì)逐漸降低。根據(jù)McKinsey數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)在2025-2027年，Robotaxi取消安全員并規(guī)?；渴鸷蟪杀緦⒂瓉?lái)拐點(diǎn)，其應(yīng)用將加速推廣，帶來(lái)出行服務(wù)的顛覆。從商業(yè)模式上講，目前Robotaxi為鐵三角模式，即車企（主機(jī)廠/一級(jí)供應(yīng)商）、AI公司、出行平臺(tái)。車企具備具備雄厚的資本運(yùn)作與扎實(shí)的整車制造能力，負(fù)責(zé)提供一流的自動(dòng)駕駛車輛平臺(tái)和零部件產(chǎn)品；AI公司是具備L4級(jí)自動(dòng)駕駛解決方案、頂尖無(wú)人駕駛技術(shù)研發(fā)能力的企業(yè)；出行平臺(tái)包括網(wǎng)約車、出租車、隨需公交等出行平臺(tái)，以及提供快遞、物流等服務(wù)的貨運(yùn)平臺(tái)。目前能同時(shí)打通車企（主機(jī)廠/一級(jí)供應(yīng)商）、AI公司、出行平臺(tái)三個(gè)環(huán)節(jié)的公司還沒(méi)出現(xiàn)，都只承擔(dān)其中1-2個(gè)角色，由于Robotaxi仍處于探索階段，各類企業(yè)之間合作共贏、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)仍是主旋律，未來(lái)隨著技術(shù)逐漸成熟，可能會(huì)打破鐵三角模式。全球Robotaxi企業(yè)中，美國(guó)企業(yè)主要有Waymo、Cruise、Lyft等，中國(guó)企業(yè)主要有百度Apollo、小馬智行、AutoX、文遠(yuǎn)知行等。其中AutoX已經(jīng)宣布其Robotaxi車隊(duì)數(shù)量超過(guò)1000輛，成為中國(guó)乃至全球最大規(guī)模的全無(wú)人駕駛Robotaxi車隊(duì)。測(cè)試?yán)锍谭矫妫俣華pollo在2021年底已測(cè)試1800公里，是中國(guó)測(cè)試?yán)锍套铋L(zhǎng)的公司。通用汽車旗下Cruise、福特汽車旗下的ArgoAI、Zoox、Aurora、Mobileye等公司也在推出Robotaxi計(jì)劃或者轉(zhuǎn)向商用車自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)。根據(jù)DMV（美國(guó)加州交通管理局）發(fā)布的2021年全年自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)，在加州進(jìn)行公開(kāi)自動(dòng)駕駛測(cè)試的公司中，中國(guó)與美國(guó)頭部自動(dòng)駕駛公司繼續(xù)占據(jù)排行榜前列。從車輛規(guī)模對(duì)比，Waymo693輛排名第一，而MPI（接管里程數(shù)）作為自動(dòng)駕駛核心衡量指標(biāo)之一，是衡量自動(dòng)駕駛技術(shù)是否成熟、穩(wěn)定的指標(biāo)，接管間隔里程越長(zhǎng)，則意味著技術(shù)越好，并且測(cè)試車輛和里程越多，越有意義。中國(guó)AutoXMPI50108英里排名第1，美國(guó)CruiseMPI41179英里排名第2，中國(guó)滴滴MPI40744英里排名第3，MPI前10名公司中，中國(guó)公司5家，美國(guó)公司5家，數(shù)量相當(dāng)，但從MPI數(shù)據(jù)上，中國(guó)公司整體優(yōu)于美國(guó)公司。全球共有8家公司獲得了DMV的全無(wú)人自動(dòng)駕駛測(cè)試牌照，包括Waymo、Nuro、Cruise、Zoox、AutoX、百度Apollo、小馬智行和文遠(yuǎn)知行，只有百度Apollo、小馬智行、通用Cruise和Nuro這4家公司提交了數(shù)據(jù)，除了小馬智行脫離1次之外，其余3家公司均無(wú)脫離。不僅在美國(guó)，中國(guó)在自動(dòng)駕駛運(yùn)營(yíng)方面也大力發(fā)展，在牌照發(fā)放量、道路里程、Robotaxi/Robobus運(yùn)營(yíng)商數(shù)量方面，上海、北京、廣州排名靠前，此外，深圳、武漢、蘇州等城市也都有所布局。累計(jì)牌照發(fā)放量方面，截至2021年11月，上海254張，北京170張，廣州142張。累計(jì)道路里程方面，截至2021年11月，上海1290km，北京1028km，廣州253km。Top3城市（上海、北京、廣州）載人場(chǎng)景運(yùn)營(yíng)商占比53%，Robotaxi運(yùn)營(yíng)商占比59%，Robobus運(yùn)營(yíng)商占比36%。雖然Robotaxi進(jìn)展如火如荼，但是不可忽略的是，Robotaxi在推廣方面依然存在困難。首先就是商業(yè)閉環(huán)難以形成，由于自動(dòng)駕駛汽車成本較高，Robotaxi的價(jià)格基本是普通乘用車的兩倍，大約為50萬(wàn)/輛，大規(guī)模采購(gòu)勢(shì)必需要投入大量資金，對(duì)于此類重資產(chǎn)投入模式，如果車輛數(shù)量不夠多，用戶約車等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就難以吸引用戶繼續(xù)使用。其次還存在一些技術(shù)問(wèn)題，以前幾公里就會(huì)暴露出技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)在可能要幾萬(wàn)公里才會(huì)暴露出來(lái)，技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)越來(lái)越困難，一些邊緣場(chǎng)景更甚，對(duì)于載人駕駛，安全始終是第一位的，因此如果技術(shù)問(wèn)題不能100%解決，就很難真正大范圍推廣。最后是中國(guó)的城市道路建設(shè)改造較快，如果高精地圖信息采集與更新不及時(shí)，也會(huì)帶來(lái)隱患。因此，以上困難都是需要去進(jìn)一步克服和解決的，如果Robotaxi無(wú)法做到城市級(jí)別的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，那么訂單和市場(chǎng)規(guī)模就會(huì)受限，難以實(shí)現(xiàn)真正意義的商業(yè)化閉環(huán)落地。2.2感知層：智能車信息采集的“眼睛”和“觸角”2.2.1智車之“眼”：攝像頭車載攝像頭的工作原理，是將采集好的圖像轉(zhuǎn)換為二維數(shù)據(jù)，然后對(duì)采集的圖像進(jìn)行模式識(shí)別，通過(guò)圖像匹配算法識(shí)別行駛過(guò)程中的行人、車輛、交通標(biāo)志等，最后依據(jù)目標(biāo)物體的運(yùn)動(dòng)模式或使用雙目定位技術(shù)，估算目標(biāo)物體與本車的相對(duì)距離和相對(duì)速度。相比于雷達(dá)等其他傳感器，攝像頭的優(yōu)點(diǎn)是采集的數(shù)據(jù)量更多，也最接近人眼獲取的周圍環(huán)境信息，當(dāng)前車載攝像頭分辨率主要以720P、1080P為主，與人眼接近，并且技術(shù)成熟、成本低。但缺點(diǎn)同樣明顯，首先是基于視覺(jué)的感知技術(shù)受光線、天氣影響較大，在惡劣天氣和昏暗環(huán)境下性能難以得到保證；其次對(duì)物體的識(shí)別基于機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)，需要的訓(xùn)練樣本大、訓(xùn)練周期長(zhǎng)，也難以識(shí)別非標(biāo)準(zhǔn)物體；最后，廣角攝像頭存在邊緣畸變，得到的距離準(zhǔn)確度較低。按照車載攝像頭在整車中的應(yīng)用，可分為前視、環(huán)視、后視、側(cè)視以及內(nèi)置5種類型。對(duì)于前視攝像頭，雙目相比單目性能更優(yōu)，但是由于需要更高算力芯片支持，成本較高，難以快速普及，因此目前仍以單目為主。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2015-2020年，全球車載攝像頭鏡頭出貨量整體穩(wěn)步上升，2015年為5961萬(wàn)件，2019年為11664萬(wàn)件，2020年由于疫情影響，出貨量略有下滑至10964萬(wàn)件。市場(chǎng)格局來(lái)看，以中國(guó)、日本廠商為主，舜宇光學(xué)占比32%，排名第1；麥克賽爾占比8%，排名第2；富士膠片占比5%，排名第3。目前車載攝像頭滲透率不高，根據(jù)AI車庫(kù)數(shù)據(jù)，各類攝像頭中，后視攝像頭滲透率最高，為50%；其次是前視攝像頭30%；側(cè)視攝像頭22%；內(nèi)置攝像頭僅為7%。單車平均搭載攝像頭數(shù)量也將隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別升級(jí)同步提升，L1/L2級(jí)別為3-5顆，L3級(jí)別大約為8顆，到了L4/L5級(jí)別將增加至10-20顆。整體而言，車載攝像頭提升空間仍然較大。根據(jù)ICVTank以及360ResearchReports等數(shù)據(jù)，2020-2025年，全球車載攝像頭市場(chǎng)規(guī)模將從138億美元提升至270億美元，CAGR為15.7%；中國(guó)車載攝像頭市場(chǎng)規(guī)模將從64億元提升至230億元，CAGR為29.2%，車載攝像頭市場(chǎng)前景廣闊。車載攝像頭包括鏡頭、模組、芯片、軟件算法等。鏡頭廠商中，舜宇光學(xué)全球第1，國(guó)內(nèi)廠商聯(lián)創(chuàng)電子和歐菲光亦有所布局；模組廠商中，國(guó)外廠商包括大陸、麥格納、法雷奧，中國(guó)廠商有比亞迪、德賽西威、歐菲光等；CMOS芯片中，安森美全球第1，此外還有索尼、三星、韋爾股份（豪威科技）、思特威等；軟件算法主要廠商有Mobileye、地平線、極目等。2.2.2智車之“角”：超聲波雷達(dá)超聲波雷達(dá)的工作原理是發(fā)射并接收超聲波（頻率通常大于20KHz），在空氣中波長(zhǎng)一般小于2cm，根據(jù)時(shí)間差計(jì)算障礙物距離，探測(cè)距離在0.1-10m之間，優(yōu)點(diǎn)是頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小、方向性好、定向傳播等，缺點(diǎn)是距離信息不精準(zhǔn)，探測(cè)距離短，一般適用于對(duì)精度要求不高的場(chǎng)景，因此廣泛用于泊車系統(tǒng)。常見(jiàn)超聲波雷達(dá)分為2種，第1種是安裝在前后保險(xiǎn)杠上，用于測(cè)量前后障礙物距離的駐車或倒車?yán)走_(dá)，稱為超聲波駐車輔助傳感器

（UPA），第2種是安裝在側(cè)面，用于測(cè)量側(cè)方障礙物距離，稱為自動(dòng)泊車輔助傳感器（APA

）。通常1套汽車倒車?yán)走_(dá)需要安裝4個(gè)超聲波傳感器，而自動(dòng)泊車系統(tǒng)則在原有基礎(chǔ)上再增加4個(gè)UPA和4個(gè)APA。根據(jù)ICVTank數(shù)據(jù)，全球超聲波雷達(dá)以安裝為口徑來(lái)計(jì)算，2021年市場(chǎng)規(guī)模為88億美元，安裝量為5.5億顆，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到102億美元，安裝量為6.4億顆，2026年將達(dá)到145億美元，安裝量為9.7億顆。滲透率方面，根據(jù)ICVTank數(shù)據(jù)，2021年全球12顆超聲波雷達(dá)的方案占比達(dá)到28.6%，預(yù)計(jì)2022年將達(dá)到36.5%，2025年將達(dá)到55.4%。根據(jù)leadleo和華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，中國(guó)超聲波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模2020年為51.7億元，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到62億元。全球超聲波雷達(dá)廠商仍以國(guó)外廠商為主導(dǎo)，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2018年全球超聲波雷達(dá)競(jìng)爭(zhēng)格局中，法雷奧占比31.0%，排名第1；博世占比20.2%，排名第2；尼塞拉占比18.3%，排名第3；中國(guó)前裝廠商奧迪威和上富電技分別占比5.6%和1.3%，排名第5和第6。綜合企業(yè)規(guī)模、資本實(shí)力、研發(fā)能力、經(jīng)營(yíng)能力、行業(yè)影響力、成長(zhǎng)潛力等六個(gè)一級(jí)指標(biāo)綜合評(píng)判，根據(jù)高工智能汽車研究院數(shù)據(jù)，中國(guó)本土前裝車載超聲波雷達(dá)供應(yīng)商Top10中，上富電技、豪恩汽電、奧迪威分列前3名。2.2.3智車之“角”：毫米波雷達(dá)毫米波即電磁波，工作頻率為30-300GHz，波長(zhǎng)1-10mm，毫米波雷達(dá)測(cè)速和測(cè)距原理都是基于多普勒效應(yīng)，通過(guò)入射波和反射波頻率相減，得到二者差拍頻率，通過(guò)判斷差拍頻率高低從而判斷障礙物距離。毫米波雷達(dá)的可用頻段有24GHz、60GHz、77GHz、79GHz，主流車載毫米波雷達(dá)使用24GHz

（用于中短距離雷達(dá)，15-30m）和77GHz（用于長(zhǎng)距離雷達(dá)，100-200m），相比于24GHz，77GHz毫米波雷達(dá)在性能和體積上都更有優(yōu)勢(shì)，其探測(cè)物體分辨率可提高2-4倍，測(cè)速和測(cè)距精度可提高3-5倍，體積縮小了1/3，更方便部署，并且?guī)捀?、功率更高、探測(cè)距離更遠(yuǎn)，因此未來(lái)趨勢(shì)將逐漸從24GHz向77GHz（76-81GHz）過(guò)渡。毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于不受天氣影響，即使是惡劣天氣和光照情況下也能正常工作，穿透煙霧、雨雪、灰塵能力強(qiáng)，具有全天候、全天時(shí)的工作特性，且探測(cè)距離遠(yuǎn)、精度較高、被廣泛用于車載距離探測(cè)，具體應(yīng)用包括自適應(yīng)巡航、碰撞預(yù)警、自動(dòng)緊急制動(dòng)、盲區(qū)探測(cè)等。但劣勢(shì)同樣明顯，包括無(wú)法識(shí)別物體顏色，視場(chǎng)角較小，需要多個(gè)雷達(dá)組合使用，同時(shí)對(duì)行人的反射波較弱，難以識(shí)別，并且對(duì)金屬表面非常敏感，一個(gè)彎曲的金屬表面會(huì)被誤認(rèn)為是一個(gè)很大面積的表面，在隧道里效果不佳。未來(lái)隨著搭載毫米波雷達(dá)車輛增加，相近頻率的毫米波會(huì)相互干擾、降低了信噪比、嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)估走_(dá)“致盲”。根據(jù)DIGITIMESResarch數(shù)據(jù)，全球毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2021年為118.1億美元，其中中短距55.1億美元，長(zhǎng)距63億美元，預(yù)計(jì)到2022年將達(dá)到159.6億美元，其中中短距84億美元，長(zhǎng)距75.6億美元。根據(jù)佐思產(chǎn)研數(shù)據(jù)，全球汽車毫米波雷達(dá)廠商主要為海外廠商，其中博世占比30%，排名第1；大陸占比28%，排名第2；安波福占比15%，排名第3。中國(guó)車載毫米波雷達(dá)行業(yè)起步較晚，行業(yè)仍處于初級(jí)發(fā)展階段，走在前列的公司主要有華域汽車、德賽西威、納瓦電子、智波科技、森思泰克、華為等。目前傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)僅可探測(cè)距離、方位以及速度三個(gè)維度，而最新的4D毫米波雷達(dá)在傳統(tǒng)功能基礎(chǔ)上，多出了高度這一維信息，即具備測(cè)高能力，因此可以有效地解析空中的天橋、路牌，地面的減速帶、金屬井蓋等目標(biāo)的輪廓和類別，進(jìn)而感知傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)無(wú)法識(shí)別的細(xì)小物體、靜止物體或者橫向移動(dòng)的障礙物等。此外，還提升了探測(cè)距離和點(diǎn)云密度，有望于2022年開(kāi)啟商用。4D毫米波雷達(dá)成本與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)相近，但性能方面可媲美低線束激光雷達(dá)，在L4/L5級(jí)別自動(dòng)駕駛將可能發(fā)揮重要作用，但是目前還處于發(fā)展早期，在未來(lái)自動(dòng)駕駛多傳感器融合方案中，至于是否能與激光雷達(dá)形成替代關(guān)系，目前尚無(wú)定論。目前已有多個(gè)廠商投入到4D毫米波雷達(dá)研發(fā)中，不僅有大陸、安波福、采埃孚等傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)巨頭，也有Mobileye、Waymo、華為等科技巨頭，還有Arbe、傲酷、華域汽車、森思泰克、縱目科技等新興玩家。2.2.4智車之“角”：激光雷達(dá)激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射激光，然后根據(jù)反射激光的時(shí)間差來(lái)探測(cè)物體的距離，探測(cè)距離可達(dá)300m，工作頻率為100000GHz，波長(zhǎng)集中在600-1000nm之間，由于其波長(zhǎng)短精度高，可以探測(cè)物體距離和表面形狀，測(cè)量精度可達(dá)厘米級(jí)。此外，還可用于車輛定位，自動(dòng)駕駛汽車定位除了依賴GNSS系統(tǒng)，還依賴激光雷達(dá)生成的點(diǎn)云與數(shù)據(jù)庫(kù)中的高精地圖做對(duì)比，從而得出汽車所在精確位置，精度可達(dá)厘米級(jí)。激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于能夠很好的探測(cè)障礙物的距離、大小、表面形狀，提高了障礙物檢測(cè)的準(zhǔn)確性，算法比攝像頭更為簡(jiǎn)單，抗有源干擾能力強(qiáng)，定向性好，測(cè)量距離遠(yuǎn)，時(shí)間短，大多數(shù)整車廠、Tier1認(rèn)為激光雷達(dá)是L3及以上級(jí)別自動(dòng)駕駛必備的傳感器。當(dāng)然也存在一定劣勢(shì)，包括在雨雪云霧天氣下衰減嚴(yán)重，后期處理需要大量的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，對(duì)硬件（CPU、GPU、FPGA）要求高，技術(shù)門檻和成本較高。激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈中，根據(jù)蓋世汽車數(shù)據(jù)，上游包括激光發(fā)射、激光接收、掃描系統(tǒng)和信息處理，具體而言，激光發(fā)射包括激光器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)；激光接收包括光電探測(cè)器、接收光學(xué)系統(tǒng)；掃描系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、掃描鏡、MEMS微振鏡；信息處理包括放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換、FPGA。中游則是激光雷達(dá)的組裝制造。下游應(yīng)用較為廣泛，包括無(wú)人駕駛汽車、地圖測(cè)繪、無(wú)人機(jī)、軍事領(lǐng)域等。不同技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比及趨勢(shì)：1）單線與多線激光雷達(dá)按照線數(shù)來(lái)分，分為單線和多線。單線激光雷達(dá)是指激光源發(fā)出的線束是單線的，掃描出來(lái)就是一個(gè)二維平面的圖（2D激光），目前主要應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域，以服務(wù)機(jī)器人居多，可以幫助機(jī)器人規(guī)避障礙物。相比多線激光雷達(dá)，單線激光雷達(dá)在角頻率及靈敏度上反應(yīng)更快捷，掃描速度快、分辨率強(qiáng)、可靠性高，所以，在測(cè)試周圍障礙物的距離和精度上都更加精準(zhǔn)，同時(shí)成本更低。但單線雷達(dá)只能平面式掃描，不能測(cè)量物體高度，當(dāng)前主要應(yīng)用于我們常見(jiàn)的掃地機(jī)器人、送餐機(jī)器人以及酒店服務(wù)機(jī)器人身上。多線激光雷達(dá)是指同時(shí)發(fā)射及接收多束激光的激光旋轉(zhuǎn)測(cè)距雷達(dá)，市場(chǎng)上目前有4線、8線、16線、32線、64線、96線、128線等，多線激光雷達(dá)可以識(shí)別物體的高度信息并獲取周圍環(huán)境的3D掃描圖，主要應(yīng)用于無(wú)人駕駛領(lǐng)域，對(duì)于激光雷達(dá)而言，線束越多，對(duì)目標(biāo)物的刻畫(huà)越詳細(xì)。在無(wú)人駕駛領(lǐng)域，多線激光雷達(dá)主要有以下兩個(gè)核心作用：

3D建模及環(huán)境感知：通過(guò)多線激光雷達(dá)可以掃描到汽車周圍環(huán)境的3D模型，運(yùn)用相關(guān)算法對(duì)比上一幀及下一幀環(huán)境的變化，能較為容易的檢測(cè)出周圍的車輛及行人。SLAM定位加強(qiáng)：同步建圖（SLAM）是其另一大特性，通過(guò)實(shí)時(shí)得到的全局地圖與高精度地圖中的特征物進(jìn)行比對(duì)，能加強(qiáng)車輛的定位精度并實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航。對(duì)于激光雷達(dá)而言，視場(chǎng)角（FieldOfView，F(xiàn)OV）越大，能夠探測(cè)的范圍越廣。多線激光雷達(dá)中，機(jī)械式水平視場(chǎng)角為360°，混合固態(tài)/固態(tài)激光雷達(dá)水平視場(chǎng)角大約為120°，垂直視場(chǎng)角大約為25°-40°。2）ToF與FMCW激光雷達(dá)按照測(cè)距方法的不同，可以分為飛行時(shí)間（TimeofFlight，ToF）測(cè)距法、基于相干探測(cè)的FMCW測(cè)距法以及三角測(cè)距法等，其中ToF與FMCW在室外陽(yáng)光下探測(cè)距離遠(yuǎn)

（100~250m），更適合應(yīng)用于車載激光雷達(dá)。目前市場(chǎng)車載中長(zhǎng)距激光雷達(dá)的主流方案是ToF，F(xiàn)MCW激光雷達(dá)大多處于概念機(jī)的階段，而且大多采用分立的光學(xué)組件，分立組件通常尺寸較大，隨之而來(lái)的還有系統(tǒng)可靠性、生產(chǎn)成本、功耗等諸多問(wèn)題，但FMCW激光雷達(dá)具有可直接測(cè)量速度信息以及抗干擾（包括環(huán)境光和其他激光雷達(dá)）的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前裝載激光雷達(dá)車輛并不多，隨著激光雷達(dá)滲透率提升，F(xiàn)MCW抗干擾的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)，此外整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈日漸成熟亦將帶動(dòng)成本下降，因此FMCW激光雷達(dá)是未來(lái)發(fā)展的一大趨勢(shì)。3）EEL與VCSEL對(duì)于激光雷達(dá)而言，發(fā)射光源有很多種，按工作介質(zhì)不同，激光器分為固體激光器、氣體激光器、染料激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器和自由電子激光器6種。固體脈沖功率大，轉(zhuǎn)換效率最低（10%）。氣體激光器效率低（20%）、功率低，體積龐大，但是可靠性好、光束質(zhì)量高。半導(dǎo)體激光器光束質(zhì)量較差，但是轉(zhuǎn)換效率高（30%-40%），功耗、體積和成本都適合車載應(yīng)用。如果對(duì)光束質(zhì)量要求高，則可以采用半導(dǎo)體泵浦的光纖激光器（轉(zhuǎn)換效率20%-30%）。目前常見(jiàn)的幾種光源主要包括邊發(fā)射激光器(EEL)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)、固體激光器以及光纖激光器等。固體激光器采用固體激光材料作為增益介質(zhì)，是閃光式車載激光雷達(dá)(FlashLiDAR)技術(shù)路線的激光光源方案，能夠?qū)崿F(xiàn)大角度視場(chǎng)（如125°x25°），并且均勻照射，滿足車規(guī)級(jí)高低溫、震動(dòng)、壽命等可靠性要求，常見(jiàn)于閃光式車載激光雷達(dá)（FlashLiDAR）。半導(dǎo)體激光器采用半導(dǎo)體材料作為增益介質(zhì)，一般是GaAs,AlGaAs,InGaAs等，常見(jiàn)的有EEL和VCSEL。EEL（EdgeEmittingLaser）是邊發(fā)射激光器，是一種激光發(fā)射方向平行于晶圓表面的半導(dǎo)體激光器，波長(zhǎng)以905nm為主，常見(jiàn)于掃描式激光雷達(dá)，包括機(jī)械式和MEMS激光雷達(dá)。VCSEL（Vertical-cavitySurface-emittingLaser）是垂直腔面發(fā)射激光器，是一種以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的激光二極管，從其頂面垂直發(fā)射高效光束，制造工藝與EEL相兼容，且大規(guī)模制造的成本很低，生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)更易于提高輸出功率，還為各種復(fù)雜設(shè)計(jì)提供了可能，當(dāng)前波長(zhǎng)以810nm、850nm和940nm為主。目前EEL仍占據(jù)主流，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020-2026年，全球EEL市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從29億美元增長(zhǎng)到67億美元，CAGR為15%。其中光通信規(guī)模最大，預(yù)計(jì)將從17億美元增長(zhǎng)到47億美元，CAGR為18%；顯示、傳感、醫(yī)療和照明領(lǐng)域預(yù)計(jì)將從5億美元增長(zhǎng)到12億美元，CAGR為15%。根據(jù)麥姆斯咨詢數(shù)據(jù)，VCSEL下游各應(yīng)用領(lǐng)域中，傳感占比最大，為75%，其次是通信，占比24%，此外還包括制造領(lǐng)域的工業(yè)熱處理、激光打印，以及計(jì)時(shí)領(lǐng)域的原子鐘等。對(duì)于傳感應(yīng)用的VCSEL，2021年市場(chǎng)規(guī)模為10.3億美元，在手機(jī)、汽車等下游需求拉動(dòng)下，預(yù)計(jì)到2024年將增長(zhǎng)至17.3億美元。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021-2026年，全球VCSEL市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從12億美元增長(zhǎng)到24億美元，CAGR為13.6%。其中手機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域規(guī)模最大，預(yù)計(jì)將從8.0億美元增長(zhǎng)到17億美元；汽車領(lǐng)域規(guī)模不大，但是增速最高，預(yù)計(jì)將從110萬(wàn)美元增長(zhǎng)到5700萬(wàn)美元，CAGR為121.9%。根據(jù)TechnoSystemsResearch數(shù)據(jù)，2019年全球智能機(jī)TOF鏡頭VCSEL廠商排名中，德國(guó)Osram占比37%，排名第1；縱慧芯光占比32.6%，排名第2，同時(shí)也是中國(guó)排名第1的廠商；美國(guó)Lumentum占比17.4%，排名第3；韓國(guó)LGInnotek占比10.9%，排名第4；

奧地利ams占