谁将吹响激光雷达技术落地的最强号角?【星特写】
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产能提升将扩展行业整体盈利空间
激光雷达(LiDAR)是激光探测及测距系统的简称,由发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分组成。激光雷达以激光作为信号源,通过测量激光信号的时间差、相位的时间差、相位确定距离,脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据,用点云数据进行成像处理后,就可得到精确的三维立体图像。
相比于毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等,激光雷达集激光、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一体的系统,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑,测距精度可达厘米级,因此在探测距离和探测精度方面具有“快速、高效作业”和“精准”的巨大优势,而受到市场的青睐。
前瞻产业研究院数据显示,2017年,全球激光雷达行业市场规模约在16.5亿美元左右,市场规模尚小,而未来随着技术发展日渐成熟,基于激光雷达的空间分辨率、探测灵敏度、抗干扰能力以及大范围实际监测等方面的优势,将被更加广泛地应用于自动驾驶汽车、环保、气象、生态、农业、海洋和测绘等领域,市场规模将得到进一步扩大。预计2017-2022年间全球激光雷达行业规模复合增速将达到25.8%,到2022年全球激光雷达市场规模将超过52亿美元。
从区域市场结构来看,北美是激光雷达行业最主要的市场,其市场份额在45%左右;欧洲紧随其后,市场份额也超过了1/3。而中国所在的亚太地区则由于技术相对落后,发展仍处于起步阶段,市场规模较小。
从产业链的角度来看,激光雷达由发射器、接收器(感光元件和长焦镜头)、惯导系统构成。实际上,产业链的上游制造元件成本不高,不是构成成本的主要因素;且因为激光雷达是下游测绘、导航等应用的核心部件,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,因此该产业链主要附加值在于激光雷达部分,行业整体盈利空间较大。
此外,近年来,激光雷达被广泛应用于导航领域,如机器人、无人机的避障以及智能车的自动驾驶领域,应用场景不断扩大,打破了原来仅局限于应用于军事领域的局面,而在民用和商业领域得到较快发展。
面对市场需求的快速增长,激光雷达行业却因技术限制等问题存在产量不足的困境,进一步加剧了激光雷达的供需矛盾。以中国市场为例,在民用和商业领域,激光雷达长期存在供不应求的现象。但总体来看,如果未来可以在生产技术上实现突破,缓解行业供需矛盾,那么行业发展规模增速将得到明显提升,未来发展前景十分广阔。
随着无人驾驶与商用服务机器人概念的普及,被视机器人“眼睛”的定位扫描方案越来越受到重视。激光雷达方案具备更高的精准度和数据完整度,曾经受限于国外的高成本方案难以在通用型机器人产品中普及,但近几年国内团队在此赛道也表现不俗。
为何激光雷达对自动驾驶如此重要呢?这是因为激光雷达具备强大的空间三维分辨能力,其不仅能决定自动驾驶车辆“能不能走好”和“能够走多远”的问题,同时还能直接影响自动驾驶的技术升级和商用落地,是行业前进的关键所在。
对于自动驾驶来说,激光雷达的作用主要展现在两个方面。
其一是加载在车辆上,让车辆达到L2+或L3级别,具备高级别自动辅助驾驶能力。通过激光雷达加持,一方面车辆能弥补摄像头的盲点感知,获得紧急制动和盲区监测能力,进一步保障安全;另一方面,车辆也能拥有在高速路上运行的保障。
其二是加载在道路上,让车路协同成为现实。激光雷达加载在路侧,可以精确探测和跟踪道路、车辆、行人、环境的数据,并通过分析实现智慧交通的车路协同。对于自动驾驶来说,激光雷达的上“路”与上“车”相结合,进一步保障商用安全。
据新华网报道,进入2020年以来,来自政策层面的两大利好加持,有望开启自动驾驶全产业链新一轮腾飞。
国家大力推进自动驾驶发展,在一定程度上突破了大量基础障碍。但如果要继续加速自动驾驶发展进程,还需要在自动驾驶关键基础技术上下更多功夫,比如高精度传感器。
从重要性的角度,激光雷达可以说是无人车的“眼睛”。芯片、高精地图与导航、算法、仿真、雷达与多传感器融合……自动驾驶的关键技术很多,但传感器无疑决定着无人车能不能走好、走得更远。
说到传感器,激光雷达、毫米波雷达和摄像头是公认的自动驾驶的三大关键传感器技术。从技术上看,激光雷达与其他两者相比具备强大的空间三维分辨能力。中国汽车工程学会、国汽智联汽车研究院编写的《中国智能网联汽车产业发展报告(2019)》称,当前在人工智能的重要应用场景智能网联汽车的自动驾驶和辅助驾驶领域中,激光雷达是实现环境感知的核心传感器之一。报告认为,在用于道路信息检测的传感器中,激光雷达在探测距离、精准性等方面,相比毫米波雷达具有一定的优势。
激光雷达是车辆安全和智能化的核心高端传感器,激光雷达也是我国智能汽车战略大力发展的关键基础技术之一。
2007年 第一家国产“高精度激光移动测量和建模系统”
2009年 第一套国产“机载激光雷达系统”
2012年 第一台国产“地面三维激光扫描仪”
2014年 第一套国产“直升机激光电力巡检系统”
2015年 全球第一家成功研制出激光雷达信号处理芯片的企业
2016年 第一台国产“车用导航型多线激光雷达”
2016年 全球第一家应用半导体工艺生产激光雷达的企业
2017年 全球第一家以Semi-Flash路径成功研制车规型激光雷达的企业
2018年 国内首家获得美国FDA辐射安全认证的激光雷达产品
2019年 中国第一家通过IATF16949认证的激光雷达企业
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