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2022年自动驾驶车载激光雷达报告:开启百亿蓝海市场(36页)


自动驾驶向高级别进阶,激光雷达装车小高潮来临。2021 年以来,L3 级别自动驾驶能力的蔚来 ET7、ET5、小鹏 P5, L2-L4 级别华为极狐等相继发布,“渐进式”车企逐渐跨越 L2 高级辅助驾驶和 L3 自动驾驶的分水岭。IDC 预计 24 年 L3 及以上自动驾驶乘用车出货量将增至 86 万辆,20-24 CAGR 高达 128%。另一方面伴随Robotaxi/Robotruck 的商业化落地,未来该领域的车队规模将加速扩大,沙利文研究预计 2025 年新落地车队规模将突破 60 万辆。在“渐进式”和“跨越式”的双轮驱动下,自动驾驶加速驶来,激光雷达作为实现高级别自动驾驶的关键感知技术,也将迎来广阔发展空间。沙利文研究预测,至 25 年全球激光雷达市场规模为 135 亿美元,19-25E CAGR 65%;其中无人驾驶和 ADAS 领域市场规模将分别增至 35/46亿美元,19-25E CAGR 为 81%/84%,25 年车载激光雷达将占整体激光雷达市场比重超 6 成。



一、多方势力推动,高阶自动驾驶呼之欲出



自动驾驶两种路径殊途同归,共同推动高级别自动驾驶加速落地。当前自动驾驶正沿着两种路径向我们驶来,一种是以造车新势力领衔,传统车企紧跟的渐进式发展路径,从高级辅助驾驶(ADAS)逐渐实现 L3+自动驾驶;另一种则是以百度、谷歌等为代表的科技力量,采取跨越式的技术发展路线,直接研发 L4/L5 级别自动驾驶/无人驾驶。尽管发展路径有所不同,在科技公司、造车新势力、传统车企等多方势力的助推下,自动驾驶硬件和软件技术愈发成熟,共同指向高级别自动驾驶落地。


渐进式车企普遍实现 L2 高级别辅助驾驶,向 L3 级别自动驾驶级别迈进。在历经几年的技术积累后,各家智能汽车车型密集发布并实现交付量产,开始步入收获期。步入 2021 年,L3 级别自动驾驶能力的蔚来 ET7、ET5,小鹏 P5 相继发布,满足 L2-L4 级别的华为极狐阿尔法 S 也于 21 年 4 月发布,行业开始进入 L3+自动驾驶时代。


全球自动驾驶市场有望迎来高速增长期。根据 IDC,全球具备自动驾驶乘用车的出货量有望从 20年的 2774 万辆增长到 2024 年的 5425 万辆,其中 L3 级别及以上自动驾驶车辆出货量从 20 年的3.2 万辆增长到 24 年的 86.3 万辆,20-24 年 CAGR 高达 128%。


而在另一边,无人驾驶技术也愈发成熟。截至目前共七家企业获得加州全无人驾驶牌照,包括中国系的安途、百度、文远知行和美国系的 GM Cruise、Nuro、Waymo、Zoox(亚马逊旗下)。根据加州车辆管理局 2019 年与 2020 年发布的《自动驾驶接管报告》,Waymo 与 GM Cruise 凭借着极高的总里程数以及平均每次接管里程数领先;安途(AutoX)、文远知行(WeRide)等紧随其后。对比 2019 与 2020 的测试数据,各家公司的车均接管次数明显降低,平均每次接管间的总里程显著上升。


自动驾驶商业化步伐开启。经历了多年的无人驾驶技术积累后,自动驾驶已经开始在无人出租车出行服务、无人配送车以及长途货物运输等场景率先落地应用。在国内,百度、安途、滴滴、文远之行、小马智行等均已推出无人驾驶打车业务,步入试运营阶段,其中百度 Apollo 无人驾驶Robotaxi 成为中国首批“共享无人车”,正式开启常态化商业运营,向公众全面开放。在海外,Waymo Robotaxi 早在 18 年便开启商业化运营,车队规模不断扩大。 


尽管自动驾驶仍处初步商业化阶段,离大规模商业化仍有一段距离,但随着 Robotaxi 从有限的测试场景逐渐走向更多元化的运营场景,从有安全员随时准备接管向完全无人驾驶演进,从免费体验发展到付费运营,自动驾驶在 Robotaxi 及其他场景下的应用生态将愈发成熟。



二、多传感器融合大势所趋,激光雷达必不可少



摄像头技术成熟且成本低,成为率先装车且用量最大的感知硬件。车载摄像头是 ADAS 系统的主要视觉传感器,也是最为成熟的车载传感器之一。然而由于摄像头与人眼一样,属于被动地接收可见光,因此在逆光或者光影复杂的情况下视觉效果较差,且易受恶劣天气影响。


毫米波雷达受天气环境的影响最小,全天候性能最佳。毫米波雷达与激光雷达工作原理相似,目前车载领域常用的毫米波雷达频段为 24GHz、77GHz 和 79GHz,分别对应短、长、中距离雷达。毫米波雷达由于波长够长,绕物能力好,受天气环境的影响最小,但同时由于波长过长,探测精度大大下降。


激光雷达精度最佳,满足 L3-L5 自动驾驶需求。激光雷达以激光作为载波,波长比毫米波更短,因此探测精度高、距离远。激光雷达还能通过回收不同方向激光尺的信息,以点成线,以线成面,形成障碍物 3D “点云”图像。受限于技术难度大、成本高,目前还未实现大规模装车,随着未来产业链的日趋成熟,成本下探后,激光雷达产业或将迎来爆发。


多传感器融合大势所趋,激光雷达必不可少。在自动驾驶感知技术领域,目前主要形成两大阵营,以特斯拉为代表的“视觉感知”和以 Waymo、蔚来、小鹏等为代表的“3D 激光雷达融合感知”解决方案。前者“轻感知,重算法”,采用低成本的摄像头进行环境感知,辅以高性能计算,对基于视觉的神经网络算法算力要求较高;后者主要依靠激光雷达创建周围环境感知的3D环境图,形成“摄像头+毫米波雷达+激光雷达”融合冗余的感知方案。


尽管纯视觉方案具备一定的成本优势,能够满足当前 L2 级别 ADAS 感知需求,但随着自动驾驶的逐级演进,感知层数据量呈指数级增长,弱感知将对芯片的性能和算力提出更高的要求,增加实现难度。此外摄像头本身性能和识别精度的欠缺(如不能直接给出距离、将三维世界降至二维成像、受制于天气等)也制约了纯视觉感知解决方案在高等级自动驾驶中的发展普及。我们认为为了实现无人驾驶功能性与安全性的全面覆盖,传感器的融合与冗余将成为未来的主旋律,而激光雷达作为其中探测精度、分辨率更高的关键一环,其技术工艺的不断迭代成熟,成本的逐渐下探,也将促进其在 L3 及以上车型的规模化装车应用。



三、首款激光雷达量产车问世,拉开规模化装车序幕



Robotaxi 是此前激光雷达主战场。相较于乘用车领域,Robotaxi定位于 L4-L5级别无人驾驶,因而对感知层探测性能要求最高。同时由于车辆的所有者无人运营驾驶公司往往是资本实力雄厚的汽车/科技大厂,所以对激光雷达价格及与车身的集成度要求相对较低,多家运营商的Robotaxi均已配置激光雷达,是此前激光雷达的主战场。


乘用车迎来激光雷达装车小高潮。L3 级别自动驾驶能力的蔚来 ET7、ET5,小鹏 P5,L2-L4 级别的华为极狐阿尔法 S 等四款车相继发布,均配备了激光雷达,其中小鹏 P5 是全球首款搭载激光雷达的量产车。随着“渐进式”智能汽车企业逐步实现从 L2 辅助驾驶到 L3 自动驾驶的跨越,激光雷达装车需求迎来高潮,将步入集中装车阶段,乘用车也将成为激光雷达未来主战场。 


“渐进式”、“跨越式”双轮驱动,激光雷达开启集中装车,市场规模高速增长。一方面随着自动驾驶的逐级演进,传感器的融合与冗余成为解放驾驶员双手与双脚并确保其安全性的关键所在,激光雷达将成为不可或缺的感知硬件;另一方面随着 Robotaxi/Robotruck 的商业化落地,未来该领域的车队规模将加速扩大,沙利文研究预计,至 2025 年新落地车队规模将突破 60 万辆,给激光雷达的应用带来广阔下游空间,二者将共同驱动激光雷达市场迎来繁荣。沙利文研究预计,至 25 年全球激光雷达市场规模为 135 亿美元,19-25E CAGR 65%;其中无人驾驶和 ADAS 领域市场规模将分别增至35/46亿美元,19-25E CAGR 为81%/84%,将占激光雷达总规模的约6成。








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