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文檔簡(jiǎn)介
車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用
研究報(bào)告
(2023年)
中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所
2023年9月
前言
按載荷平臺(tái)的不同,激光雷達(dá)可分為星載激光雷達(dá)、機(jī)載激光雷
達(dá)、地基激光雷達(dá)、彈載激光雷達(dá)和車(chē)載激光雷達(dá)等。其中,伴隨汽
車(chē)進(jìn)入智能時(shí)代,車(chē)載激光雷達(dá)引起了業(yè)界廣泛關(guān)注,其可彌補(bǔ)攝像
頭、毫米波雷達(dá)等傳統(tǒng)車(chē)載環(huán)境感知傳感器的部分關(guān)鍵缺陷,被業(yè)界
認(rèn)為是L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛必備傳感器。
本報(bào)告基于車(chē)載激光雷達(dá)的應(yīng)用背景、技術(shù)體系、市場(chǎng)空間和產(chǎn)
業(yè)體系展開(kāi)研究,分析了車(chē)載激光雷達(dá)在輔助駕駛和自動(dòng)駕駛等應(yīng)用
場(chǎng)景的技術(shù)需求及發(fā)展現(xiàn)狀,梳理總結(jié)了車(chē)載激光雷達(dá)的技術(shù)路線、
產(chǎn)品形態(tài)、市場(chǎng)空間和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀,建議技術(shù)產(chǎn)業(yè)各方在技術(shù)攻關(guān)、
系統(tǒng)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、生態(tài)建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)評(píng)體系建設(shè)等方面加強(qiáng)協(xié)
作,共同推動(dòng)車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展演進(jìn),助力我國(guó)智能駕駛持
續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。
車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
一、汽車(chē)進(jìn)入智能時(shí)代,激光雷達(dá)作用凸顯
(一)政策推動(dòng)智能駕駛業(yè)務(wù)規(guī)模逐步擴(kuò)大
國(guó)家政策及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范助推智能駕駛快速發(fā)展?!笆奈濉币?guī)劃綱要
提出提升智能(網(wǎng)聯(lián))汽車(chē)核心競(jìng)爭(zhēng)力,加快研發(fā)智能(網(wǎng)聯(lián))汽車(chē)
基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)及軟硬件系統(tǒng)、線控底盤(pán)和智能終端等關(guān)鍵部件;并且
明確探索建立無(wú)人駕駛等領(lǐng)域的監(jiān)管框架,完善相關(guān)法律法規(guī)和倫理
審查規(guī)則。國(guó)家發(fā)改委等11部委聯(lián)合印發(fā)《智能汽車(chē)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,
在戰(zhàn)略愿景中提出,展望2035到2050年,中國(guó)智能汽車(chē)體系全面建
成、更加完善,安全、高效、綠色、文明的汽車(chē)強(qiáng)國(guó)愿景逐步實(shí)現(xiàn),
智能汽車(chē)充分滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面,
2021年發(fā)布的GB/T40429-2021《汽車(chē)駕駛自動(dòng)化分級(jí)》推薦性國(guó)家
標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智能駕駛等級(jí)進(jìn)行了劃分,為國(guó)內(nèi)智能駕駛的發(fā)展提供了基礎(chǔ)
標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。2022年9月,工業(yè)和信息化部及相關(guān)各方修訂形成了《國(guó)
家車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē))(2022年版)》,確
定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)新的原則、目標(biāo)和發(fā)展愿景,提出了
體系框架、整體內(nèi)容及具體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目,明確了各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在智能網(wǎng)聯(lián)汽
車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系中的地位和作用。
智能駕駛在乘用車(chē)的滲透率持續(xù)加深。在國(guó)家及地方政府利好政
策引領(lǐng)下,智能駕駛市場(chǎng)將迎來(lái)蓬勃發(fā)展。根據(jù)《國(guó)家車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)
準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē))(2022年版)》(征求意見(jiàn)稿),輔助
駕駛是指L0-L2級(jí)駕駛自動(dòng)化功能,自動(dòng)駕駛是指L3-L5級(jí)駕駛自
動(dòng)化功能。我國(guó)國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)創(chuàng)新中心(CAICV)發(fā)布的《智能
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》對(duì)智能駕駛在乘用車(chē)的滲透率進(jìn)行了規(guī)劃,
目標(biāo)是2020-2025年L2-L3級(jí)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)銷(xiāo)量占汽車(chē)總銷(xiāo)量的比
例超過(guò)50%,在特定場(chǎng)景和限定區(qū)域開(kāi)展L4級(jí)車(chē)輛商業(yè)化應(yīng)用;
2026-2030年,預(yù)計(jì)L2-L3級(jí)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)銷(xiāo)量占比超過(guò)70%,L4
級(jí)車(chē)輛在高速公路廣泛應(yīng)用,在部分城市道路規(guī)?;瘧?yīng)用。
(二)感知傳感器是智能駕駛重要應(yīng)用支撐
智能化、網(wǎng)聯(lián)化與平臺(tái)化是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)的核心區(qū)別。
智能化即汽車(chē)搭載智能攝像頭、激光雷達(dá)等感知終端及智能操作系統(tǒng)、
人工智能芯片,實(shí)現(xiàn)超視距數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)駕駛;網(wǎng)聯(lián)化即汽車(chē)通過(guò)
車(chē)載單元與人、車(chē)、路、云全面互聯(lián),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通;平臺(tái)化即
交通管理、信息服務(wù)等涉車(chē)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)逐步向云平臺(tái)遷移。
感知是智能駕駛的先決條件,其探測(cè)的精度、廣度與速度直接影
響智能駕駛的行駛安全。智能駕駛實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分為感知層、決策層、執(zhí)
行層,見(jiàn)圖1。感知層通過(guò)感知傳感器對(duì)環(huán)境信息和車(chē)輛信息進(jìn)行采
集與處理,感知信息數(shù)據(jù)提供到?jīng)Q策層處理分析后,執(zhí)行層控制車(chē)輛
完成動(dòng)力供給、方向控制等動(dòng)作,最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的目標(biāo)。感知層
包括車(chē)輛運(yùn)動(dòng)感知和環(huán)境感知。車(chē)輛運(yùn)動(dòng)感知提供車(chē)輛行駛中速度、
角度及高精度定位等信息,環(huán)境感知提供車(chē)輛行駛中交通路況和車(chē)身
環(huán)境等信息。運(yùn)動(dòng)感知的感知傳感器包括自感應(yīng)傳感器和定位傳感器。
環(huán)境感知的感知傳感器包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)和激光
雷達(dá)等。感知層獲取的數(shù)據(jù)可直接影響決策層的判斷與執(zhí)行層的操作。
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
來(lái)源:中國(guó)信息通信研究院
圖1智能駕駛系統(tǒng)架構(gòu)圖
(三)激光雷達(dá)助力智能駕駛增強(qiáng)安全保障
多傳感器融合感知是智能駕駛環(huán)境感知的關(guān)鍵方案,激光雷達(dá)是
攝像頭、毫米波雷達(dá)與超聲波雷達(dá)的有效補(bǔ)充。智能駕駛感知主要包
含純視覺(jué)感知和多傳感器融合感知方案。純視覺(jué)感知方案是以攝像頭
為主導(dǎo)感知外界信息,多傳感器融合感知方案是以攝像頭、超聲波雷
達(dá)、毫米波雷達(dá)及激光雷達(dá)等多種傳感器協(xié)同配合來(lái)感知外界信息,
不同傳感器的優(yōu)劣勢(shì)可進(jìn)行互補(bǔ)(見(jiàn)圖2)。激光雷達(dá)的環(huán)境感知精度
高,激光雷達(dá)發(fā)射的光波頻率比微波高出2-3個(gè)數(shù)量級(jí),具有極高的
距離分辨率、角分辨率和速度分辨率。激光雷達(dá)可直接獲取目標(biāo)的距
離、角度、反射強(qiáng)度、速度等信息,生成目標(biāo)的三維圖像。激光雷達(dá)
抗干擾能力較強(qiáng),可彌補(bǔ)攝像頭在強(qiáng)光或黑夜等場(chǎng)景下性能劣化的缺
陷以及微波雷達(dá)對(duì)金屬物體敏感在人車(chē)混雜的場(chǎng)景中不易識(shí)別出行
人的缺陷。
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
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圖2不同傳感器之間優(yōu)劣勢(shì)互補(bǔ)
車(chē)載激光雷達(dá)被認(rèn)為是L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛必備傳感器。在積極
擁抱智能駕駛技術(shù)發(fā)展的同時(shí),安全冗余是人們考慮的關(guān)鍵要素,含
激光雷達(dá)的多傳感器融合方案是智能駕駛提速的安全保障。隨汽車(chē)自
動(dòng)化水平的提升,單車(chē)激光雷達(dá)搭載數(shù)量將不斷增加,L3、L4和L5
級(jí)別自動(dòng)駕駛或分別需要平均搭載1顆、2-3顆和4-6顆激光雷達(dá)。
早期車(chē)載激光雷達(dá)成本高達(dá)幾萬(wàn)美元,近期已下探至幾百美元水平,
為車(chē)載激光雷達(dá)的規(guī)模商用奠定了基礎(chǔ)。目前,已有部分車(chē)企、智能
駕駛解決方案供應(yīng)商及無(wú)人駕駛車(chē)輛運(yùn)營(yíng)商選擇含激光雷達(dá)的多傳
感器融合感知作為智能駕駛的核心方案,其中國(guó)內(nèi)車(chē)企及無(wú)人駕駛運(yùn)
營(yíng)商數(shù)量占優(yōu),見(jiàn)圖3。據(jù)YOLEGroup統(tǒng)計(jì),截止2023年第三季
度,已有36家中國(guó)車(chē)企宣布使用激光雷達(dá),預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)將有高達(dá)106
款搭載激光雷達(dá)的車(chē)型上市,占全球同期預(yù)計(jì)發(fā)布搭載激光雷達(dá)新車(chē)
型總數(shù)量近90%,國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)車(chē)企的數(shù)量和規(guī)模將在未來(lái)一段時(shí)間
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
長(zhǎng)期領(lǐng)跑。
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圖3采用激光雷達(dá)的車(chē)企、智能駕駛解決方案供應(yīng)商及無(wú)人駕駛車(chē)輛運(yùn)營(yíng)商
二、技術(shù)路線持續(xù)演進(jìn),集成能力不斷增強(qiáng)
(一)器件選取分支較多,模組集成趨勢(shì)明顯
車(chē)載激光雷達(dá)可按多種維度進(jìn)行分類(lèi),技術(shù)路線眾多。從工作原
理上看,激光雷達(dá)分為時(shí)間飛行法(TOF)和調(diào)頻連續(xù)波法(FMCW)
兩種測(cè)距方式;從結(jié)構(gòu)上看,車(chē)載激光雷達(dá)由四部分組成,即發(fā)射激
光的發(fā)射模塊、對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行掃描的掃描模塊、探測(cè)回光的接收模
塊和對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并反饋的控制模塊,其中各部分結(jié)構(gòu)也細(xì)分
不同的技術(shù)方案:發(fā)射模塊的激光器按結(jié)構(gòu)可分為邊發(fā)射激光器
(EEL)、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)及光纖激光器;掃描模塊
的掃描部件按結(jié)構(gòu)可分為機(jī)械式、混合固態(tài)式和固態(tài)式。當(dāng)前混合固
態(tài)式主要有轉(zhuǎn)鏡式、棱鏡式和MEMS式(振鏡式)三種技術(shù)方案,
固態(tài)式主要有掃描式的光學(xué)相控陣(OpticalPhasedArrays,OPA)和泛
光面陣式(FLASH)兩種技術(shù)方案;接收模塊按探測(cè)器類(lèi)型可分為PIN
型光電二極管(PIN)、雪崩光電二極管(APD)、單光子雪崩二極管
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
(SPAD)和硅光電倍增管(SiPM)等;控制模塊的信息處理芯片可
分為FPGA、ASIC和SoC等,分類(lèi)見(jiàn)圖4。不同技術(shù)路線各有優(yōu)缺
點(diǎn),技術(shù)路徑持續(xù)拓寬,各廠家對(duì)不同技術(shù)路線都有布局,技術(shù)方案
尚未統(tǒng)一。
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圖4車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)路線
光學(xué)芯片及其配套元器件集成化助推激光雷達(dá)降低成本。激光雷
達(dá)光電系統(tǒng)的成本約占激光雷達(dá)整機(jī)成本約70%,由激光發(fā)射模組、
激光接收模組、測(cè)時(shí)模組(TDC/ADC)和控制模組四部分構(gòu)成,從表
1可知,激光收發(fā)模組在成本、體積及重量方面遠(yuǎn)高于測(cè)時(shí)模組和控
制模組。通過(guò)將分立光學(xué)芯片及其配套元器件高度集成,可帶來(lái)產(chǎn)品
形態(tài)及生產(chǎn)工藝的躍遷、大幅度降低生產(chǎn)成本、快速擴(kuò)充產(chǎn)能,完成
從分立式激光雷達(dá)向集成式激光雷達(dá)的進(jìn)化。隨著激光雷達(dá)線數(shù)的增
加,光學(xué)芯片集成化帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
表1激光雷達(dá)光電系統(tǒng)組成分析
激光雷達(dá)光電激光接收
激光發(fā)射模組測(cè)時(shí)模組控制模組
系統(tǒng)組成模組
主芯片類(lèi)型光學(xué)芯片光學(xué)芯片電學(xué)芯片電學(xué)芯片
對(duì)應(yīng)分成本~30%~30%~2%~5%
立器件
模組在
整機(jī)中
體積~35%~35%~2%~3%
的占比
重量~35%~35%~1%~1%
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(二)應(yīng)用算法分支繁多,算法路徑尚未收斂
車(chē)載激光雷達(dá)算法眾多,針對(duì)同一功能類(lèi)別存在多種算法。應(yīng)用
算法按不同功能類(lèi)別可分為點(diǎn)云分割算法、目標(biāo)跟蹤與識(shí)別算法和即
時(shí)定位與地圖構(gòu)建算法三類(lèi),見(jiàn)表2。點(diǎn)云分割算法依據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)間距
和密度等特性將點(diǎn)云劃分為獨(dú)立子集,理想情況下,每個(gè)子集均將用
于一個(gè)實(shí)際存在的目標(biāo)物體,且包含物體的幾何與位姿特征。目標(biāo)跟
蹤與識(shí)別算法是從點(diǎn)云數(shù)據(jù)中解算出探測(cè)目標(biāo)的尺寸、速度、方向和
類(lèi)別等信息,是智能駕駛汽車(chē)進(jìn)行自主路徑規(guī)劃與安全避障的關(guān)鍵技
術(shù)。目標(biāo)跟蹤是檢測(cè)具有特定特征的目標(biāo)并對(duì)其跟蹤;目標(biāo)識(shí)別是將
具有相似特征的點(diǎn)云歸為一類(lèi),并根據(jù)此特征識(shí)別其具體類(lèi)別。即時(shí)
定位與地圖構(gòu)建算法是車(chē)輛搭載特定傳感器的、在未知環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí),
同時(shí)完成對(duì)環(huán)境的建模和對(duì)自身運(yùn)動(dòng)的估計(jì)。
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
表2車(chē)載激光雷達(dá)應(yīng)用算法
類(lèi)別算法名稱(chēng)關(guān)鍵技術(shù)
非模型投影法地面投影法、虛擬像平面投影法
點(diǎn)云分割算法
聚類(lèi)法K-means、DBSCAN和ISODATA
物體級(jí)目標(biāo)檢測(cè)、柵格單元級(jí)目標(biāo)
檢測(cè)與跟蹤
目標(biāo)跟蹤與檢測(cè)
識(shí)別算法
基于全局特征提取的算法和基于局
分類(lèi)與識(shí)別
部特征提取的算法
即時(shí)定位與地基于濾波器的SLAM擴(kuò)展卡爾曼濾波器、FastSLAM等
圖基于圖優(yōu)化的SLAM位姿圖優(yōu)化等
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車(chē)載激光雷達(dá)應(yīng)用算法路徑尚未收斂,缺乏統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。智
能駕駛的環(huán)境復(fù)雜多變,如何從龐雜的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確快速地提取有
效信息并進(jìn)行分析判斷是激光雷達(dá)應(yīng)用算法開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。為及時(shí)準(zhǔn)確
感知周?chē)h(huán)境、跟蹤并識(shí)別障礙物、完成智能駕駛汽車(chē)定位和行駛路
徑規(guī)劃、保證其安全高效的行駛,車(chē)載激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理應(yīng)滿足實(shí)
時(shí)、穩(wěn)定、高精度等要求。目前,應(yīng)用于智能駕駛的車(chē)載激光雷達(dá)應(yīng)
用算法的針對(duì)性和特殊性較強(qiáng),算法路徑尚未收斂,且缺乏統(tǒng)一的標(biāo)
準(zhǔn)規(guī)范和評(píng)價(jià)體系。面對(duì)各類(lèi)復(fù)雜多變的智能駕駛場(chǎng)景,提升算法的
擴(kuò)展性、可移植性和自適應(yīng)性尤為重要。
(三)產(chǎn)品形態(tài)持續(xù)更迭,固態(tài)成為未來(lái)方向
機(jī)械式激光雷達(dá)掃描模塊及收發(fā)模塊在雷達(dá)工作時(shí)持續(xù)運(yùn)動(dòng),車(chē)
規(guī)級(jí)應(yīng)用受限。機(jī)械式激光雷達(dá)是由電機(jī)控制旋轉(zhuǎn),可長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持
穩(wěn)定線性的轉(zhuǎn)速,安裝在車(chē)頂時(shí)可以對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行精度較高并且清
晰穩(wěn)定的360度環(huán)境重構(gòu),具有掃描速度快、精度較高、技術(shù)成熟等
優(yōu)勢(shì)。然而,機(jī)械式激光雷達(dá)內(nèi)部的激光收發(fā)模組線束多,需要復(fù)雜
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
的人工調(diào)教,制造周期長(zhǎng);可靠性差,導(dǎo)致難以量產(chǎn);體積過(guò)大,消
費(fèi)者接受度不高;壽命大約在1000h到3000h,而車(chē)規(guī)級(jí)規(guī)范要求
至少13000h,因此難以形成車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品。
混合固態(tài)式激光雷達(dá)是目前主流的車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)技術(shù)方案。混
合固態(tài)式分為轉(zhuǎn)鏡式、棱鏡式及MEMS式三種技術(shù)方案。轉(zhuǎn)鏡式是
當(dāng)前已經(jīng)經(jīng)過(guò)批量上車(chē)驗(yàn)證的技術(shù)方案,MEMS式能較好地實(shí)現(xiàn)性
能與耐久性的平衡,棱鏡式激光雷達(dá)累積的掃描圖案是菊花狀,點(diǎn)云
數(shù)據(jù)離散度高,相對(duì)速度控制得當(dāng),在同一位置長(zhǎng)時(shí)間掃描幾乎可以
覆蓋整個(gè)區(qū)域。三種方案總體上看各有優(yōu)劣,如表3所示。目前搭載
于乘用車(chē)的激光雷達(dá)以轉(zhuǎn)鏡式和MEMS式占多數(shù)。
表3混合固態(tài)式激光雷達(dá)技術(shù)方案優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比
技術(shù)方案優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)
?可靠性高,利于車(chē)規(guī)級(jí)?長(zhǎng)期運(yùn)行后穩(wěn)定性和準(zhǔn)確
量產(chǎn)度下降
轉(zhuǎn)鏡式
?成本低?探測(cè)角度有限
?功耗低?探測(cè)距離短
?點(diǎn)云密度高
?單個(gè)雷達(dá)的視場(chǎng)角較小
?探測(cè)距離遠(yuǎn)
棱鏡式?對(duì)電機(jī)軸承等部件的可靠
?可靠性高,利于車(chē)規(guī)級(jí)
性提出了挑戰(zhàn)
量產(chǎn)
?運(yùn)動(dòng)部件少
?探測(cè)距離和視場(chǎng)角有限
MEMS式?體積小
?壽命較短
?成本低
來(lái)源:中國(guó)信息通信研究院
短期內(nèi)仍將以高性能混合固態(tài)為乘用車(chē)的車(chē)載激光雷達(dá)主流,固
態(tài)式是車(chē)載激光雷達(dá)未來(lái)發(fā)展的主要方向。固態(tài)激光雷達(dá)由于沒(méi)有任
何旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),因此體積更小且穩(wěn)定性更高,更容易通過(guò)車(chē)規(guī)級(jí)相關(guān)標(biāo)
準(zhǔn)。固態(tài)式OPA和FLASH兩種方案的對(duì)比如表4所示。目前對(duì)OPA
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)造成挑戰(zhàn)的技術(shù)難題主要在于其易形成旁
瓣、影響光束作用距離和角分辨率,并且其采用高精度集成的微陣列
芯片式設(shè)計(jì),制作工藝難度高。對(duì)FLASH車(chē)載激光雷達(dá)大范圍應(yīng)用
造成挑戰(zhàn)的主要原因在于其探測(cè)距離小,當(dāng)探測(cè)目標(biāo)距離過(guò)大時(shí)返回
的光子數(shù)有限,導(dǎo)致探測(cè)精度降低,無(wú)法準(zhǔn)確感知目標(biāo)方位。而混合
固態(tài)式激光雷達(dá)目前已有較為成熟的技術(shù)方案和商用產(chǎn)品,通過(guò)不斷
的技術(shù)改進(jìn),有望占有穩(wěn)定市場(chǎng)份額。
表4固態(tài)式激光雷達(dá)技術(shù)方案對(duì)比
技術(shù)方案優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)
?精度高?抗環(huán)境干擾性差
?掃描速度快?光信號(hào)覆蓋有限
OPA?可控性好?對(duì)材料和工藝要求苛刻,加工難度大
?抗震性能好?目前成本較高,處于早研狀態(tài),短期
?體積小較難大規(guī)模應(yīng)用
?體積小
?功率密度低
?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
FLASH?分辨率低
?信息量大
?探測(cè)距離短
?技術(shù)相對(duì)成熟
來(lái)源:中國(guó)信息通信研究院
在現(xiàn)階段多技術(shù)路徑并行發(fā)展的態(tài)勢(shì)下,全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委
員會(huì)(TC114)電子與電磁兼容分技術(shù)委員會(huì)(SC29)已啟動(dòng)車(chē)載激
光雷達(dá)的細(xì)分領(lǐng)域汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如QC/T《MEMS型車(chē)載激光雷達(dá)》、
《轉(zhuǎn)鏡型車(chē)載激光雷達(dá)》及《機(jī)械旋轉(zhuǎn)型車(chē)載激光雷達(dá)》的研制,目
前處于在研狀態(tài)。
三、市場(chǎng)空間逐步提升,投資融資較為活躍
(一)應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大
激光雷達(dá)應(yīng)用于輔助駕駛的規(guī)模呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2021年起已有多
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
種乘用車(chē)搭載,實(shí)際應(yīng)用效果仍需市場(chǎng)的持續(xù)驗(yàn)證。隨著車(chē)規(guī)級(jí)激光
雷達(dá)在性能、成本、可靠性等方面優(yōu)勢(shì)的提升,從2021年開(kāi)始,激
光雷達(dá)應(yīng)用于乘用車(chē)的規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng),見(jiàn)表5,覆蓋了“蔚小理”等國(guó)
內(nèi)造車(chē)新勢(shì)力車(chē)企、長(zhǎng)城吉利等國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)車(chē)企及寶馬奔馳等國(guó)際巨頭。
從應(yīng)用需求來(lái)看,輔助駕駛對(duì)激光雷達(dá)的外觀集成度要求較高,價(jià)格
相對(duì)敏感,對(duì)激光雷達(dá)供應(yīng)商的算法需求高,車(chē)規(guī)化要求高。目前車(chē)
載激光雷達(dá)成本較高,多搭載于中高端商用車(chē),數(shù)量在1到4顆,但
商業(yè)應(yīng)用時(shí)間較短,部分車(chē)型仍處于概念車(chē)狀態(tài),并且目前“上車(chē)”
的激光雷達(dá)多數(shù)處于預(yù)埋狀態(tài),未完全啟用,激光雷達(dá)對(duì)汽車(chē)智能化
起到的實(shí)際效用及可靠性等相關(guān)問(wèn)題仍需至少3年的驗(yàn)證時(shí)間。
表52017-2023年搭載激光雷達(dá)的乘用車(chē)型統(tǒng)計(jì)
2017年2021年2022年2023年
蔚來(lái)ET5、小鵬G9、問(wèn)界M5、
蔚來(lái)ET7、高合HiPhiZ、星紀(jì)元STERRA
小鵬P5、長(zhǎng)城沙龍機(jī)甲龍、ES、星紀(jì)元
長(zhǎng)城WEY摩吉利路特斯、STERRAET、紅
卡、長(zhǎng)安阿維塔11、旗E001、紅旗
北汽極狐阿爾法上汽飛凡R7、E202、小鵬
S華為HI版、上汽智己L7、G6、小鵬P7i、
奧迪A8
奔馳新款S級(jí)、上汽R-ES33、魏牌藍(lán)山、魏牌
豐田雷克薩斯新廣汽傳祺新摩卡、埃安
款LS、EMKOO、理想HyperGT、領(lǐng)克
豐田新款L9、蔚來(lái)ES7、蔚08、仰望U8、吉
Mirai、來(lái)EC7、哪吒S、利睿藍(lán)7、合創(chuàng)
寶馬iX、奧迪A82022款、V09、騰勢(shì)N7、
威馬M7、奧迪e-tron、奧迪上汽飛凡F7
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
廣汽AionLXPlusA7L、大眾ID
BUZZ、本田雷克
薩斯LS、本田
Mirai、沃爾沃
XC90、沃爾沃
EX90LucidAir、極
星3、本田L(fēng)egend
HybridEX
來(lái)源:中國(guó)信息通信研究院
激光雷達(dá)在無(wú)人駕駛出租車(chē)、無(wú)人駕駛卡車(chē)等L4、L5級(jí)別自動(dòng)
駕駛場(chǎng)景正逐步深化應(yīng)用。搭載激光雷達(dá)的無(wú)人駕駛出租車(chē)、無(wú)人駕
駛卡車(chē)已相繼在美國(guó)、中國(guó)、新加坡等多地進(jìn)行道路測(cè)試及小范圍運(yùn)
營(yíng),開(kāi)始商用化轉(zhuǎn)變并帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。從應(yīng)用需求來(lái)看,因尚處于技
術(shù)試點(diǎn)階段,相比于輔助駕駛,自動(dòng)駕駛相關(guān)應(yīng)用對(duì)激光雷達(dá)的外觀
集成度要求較低,價(jià)格相對(duì)不敏感,對(duì)激光雷達(dá)供應(yīng)商的算法需求低,
車(chē)規(guī)化要求不高。
(二)資本市場(chǎng)關(guān)注熱點(diǎn)
車(chē)載激光雷達(dá)受到資本市場(chǎng)廣泛關(guān)注。據(jù)IT桔子投融資數(shù)據(jù)庫(kù)
統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示:2020年,全球激光雷達(dá)投融資的數(shù)量超16起,國(guó)內(nèi)
超12起;2021年,全球激光雷達(dá)投融資的數(shù)量超30起,國(guó)內(nèi)超23
起;2022年截至8月,全球激光雷達(dá)投融資的數(shù)量超16起,國(guó)內(nèi)超
12起。據(jù)公開(kāi)資料顯示,2017至2021年間中國(guó)激光雷達(dá)企業(yè)融資總
額超120億元人民幣,其中2021年全年激光雷達(dá)領(lǐng)域的投資金額達(dá)
56億元,同比2020年增漲47.3%。2022年激光雷達(dá)領(lǐng)域的市場(chǎng)關(guān)注
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
度有所下滑,2022年國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域發(fā)生融資事件92起,披露融
資額累計(jì)達(dá)178億元,對(duì)比2021年同期,融資起數(shù)和融資額分別下
降約30%和60%。部分公司2016年~2022年投融資情況見(jiàn)表6。
表62016-2022年部分汽車(chē)激光雷達(dá)企業(yè)融資歷史
公司2016201720182019202020212022
Velodyne$150m-$25m-$150m*-$200m
$170m
Luminar-$36m$114m$100m,$154m*$20m
$420m*
Ouster-$30m-$60m$42m$300m*-
Aeva-$4m$45m未披露-$320m*$200m
AEye$3m$16m$40m未披露$30m$455m*-
Innoviz$9m$73m-$170m-$350m*-
速騰聚創(chuàng)未披露-$45m$38m--$340m
禾賽科技$16m$40m--$135m$370m$300m
圖達(dá)通-$30m---$130m-
*通過(guò)SPAC公開(kāi)募資
來(lái)源:Crunchbase等
2020年開(kāi)始,多家激光雷達(dá)公司成功上市。2020年,Velodyne、
Luminar在美股納斯達(dá)克通過(guò)SPAC方式完成上市;2021年,Aeva、
Ouster、Innoviz、AEye在美股納斯達(dá)克通過(guò)SPAC方式完成上市
Quanergy在紐交所通過(guò)SPAC方式完成上市;2022年,Cepton在在
美股納斯達(dá)克通過(guò)SPAC方式完成上市;2023年,禾賽科技在美國(guó)納
斯達(dá)克上市。
(三)市場(chǎng)空間增速可觀
車(chē)載激光雷達(dá)車(chē)市場(chǎng)潛力大。根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計(jì)及預(yù)
測(cè),在2025年,無(wú)人駕駛領(lǐng)域全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到35億
美元,2019年至2025年年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)80.9%;高級(jí)輔助駕駛市
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
場(chǎng)全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到46.1億美元,2019年至2025年年
均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)83.7%。根據(jù)YoleIntelligence預(yù)計(jì),到2028年全球
汽車(chē)激光雷達(dá)(LiDAR)市場(chǎng)將從2022年的3.17億美元增長(zhǎng)到44.77
億美元,年復(fù)增長(zhǎng)率為55%。
中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)處于高速發(fā)展階段。據(jù)麥肯錫研究報(bào)告顯示,
中國(guó)將是全球最大的智能駕駛市場(chǎng),到2030年中國(guó)智能駕駛商用車(chē)
數(shù)量將達(dá)到800萬(wàn)輛。根據(jù)Frost&Sullivan的研究報(bào)告,2021年中
國(guó)激光雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)6.3億元,較2020年增加2.9億元,同比
增長(zhǎng)85.29%,2022年國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到26.4億元,同比增
長(zhǎng)超300%,預(yù)計(jì)2025年我國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到43.1億元。
四、產(chǎn)業(yè)體系相對(duì)完備,國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局
(一)國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)積極布局追趕
上游元器件國(guó)外企業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯,國(guó)內(nèi)廠家積極追趕。車(chē)載激光雷
達(dá)行業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)鏈主要包括激光發(fā)射(EEL、VCSEL、光纖激光器)、
激光接收(APD、SPAD、SiPM)、掃描模塊(MEMS微振鏡、掃描鏡
旋轉(zhuǎn)電機(jī)、鏡頭和濾光片等)及信息處理(FPGA芯片、模擬芯片、
數(shù)模轉(zhuǎn)換器等),這些光學(xué)和電子元器件構(gòu)成了激光雷達(dá)的基礎(chǔ)。上
游產(chǎn)業(yè)鏈以歐美日大廠商為主,國(guó)外領(lǐng)先廠商布局較早,產(chǎn)品成熟度
和可靠性更高,而國(guó)內(nèi)廠商起步較晚,產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)品性能仍有較大
提升空間,國(guó)內(nèi)廠商要通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)來(lái)加速追趕國(guó)外領(lǐng)先廠商。
中游激光雷達(dá)國(guó)外企業(yè)率先發(fā)展,國(guó)內(nèi)廠商積極布局。車(chē)載激光
雷達(dá)行業(yè)的中游產(chǎn)業(yè)鏈為集成激光雷達(dá)和軟件系統(tǒng)提供商。激光雷達(dá)
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域興起之初,市場(chǎng)基本被美國(guó)的Velodyne壟斷,且價(jià)
格昂貴,隨著技術(shù)的不斷成熟,越來(lái)越多的中國(guó)廠商進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域,
當(dāng)前的中游產(chǎn)業(yè)鏈視圖見(jiàn)圖5。在軟件系統(tǒng)方面,部分車(chē)企選擇自研
開(kāi)發(fā),另一部分車(chē)企選擇與自動(dòng)駕駛解決方案供應(yīng)商合作。
來(lái)源:中國(guó)信息通信研究院
圖5激光雷達(dá)中游產(chǎn)業(yè)鏈視圖
下游應(yīng)用領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外企業(yè)差距不斷縮小。車(chē)載激光雷達(dá)的下游產(chǎn)
業(yè)鏈?zhǔn)禽o助駕駛、自動(dòng)駕駛相關(guān)企業(yè),包括無(wú)人駕駛車(chē)輛運(yùn)營(yíng)公司、
智能駕駛解決方案供應(yīng)商、出行服務(wù)提供商、輔助駕駛服務(wù)提供商及
車(chē)輛網(wǎng)方案提供商等,產(chǎn)業(yè)鏈視圖見(jiàn)圖6。無(wú)人駕駛車(chē)輛運(yùn)營(yíng)公司提
供無(wú)人駕駛技術(shù)整套方案或系統(tǒng),國(guó)外無(wú)人駕駛技術(shù)研究起步較早,
從車(chē)隊(duì)規(guī)模、技術(shù)水平以及落地速度來(lái)看,相比國(guó)內(nèi)仍具有一定的領(lǐng)
先優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)無(wú)人駕駛技術(shù)研究發(fā)展迅速,不斷有應(yīng)用試點(diǎn)和項(xiàng)目落
地。據(jù)2023年6月促進(jìn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展國(guó)務(wù)院政策例行
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
吹風(fēng)會(huì)介紹,目前全國(guó)已開(kāi)放智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)測(cè)試道路里程超過(guò)15000
公里,全國(guó)范圍內(nèi)共有17個(gè)測(cè)試示范區(qū)、16個(gè)“雙智”試點(diǎn)城市、7個(gè)
國(guó)家車(chē)聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)完成了7000多公里道路智能化升級(jí)改造,裝配路
側(cè)網(wǎng)聯(lián)設(shè)備7000余套,自動(dòng)駕駛出租車(chē)、無(wú)人巴士、無(wú)人物流配送
等多場(chǎng)景應(yīng)用項(xiàng)目正有序開(kāi)展。
來(lái)源:中國(guó)信息通信研究院
圖6激光雷達(dá)下游產(chǎn)業(yè)鏈視圖
(二)市場(chǎng)份額逐步提升核心專(zhuān)利仍然受限
我國(guó)車(chē)載雷達(dá)廠商市場(chǎng)份額逐步提升。根據(jù)YOLEGroup發(fā)布的
《2022年汽車(chē)與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》,從ADAS(Advanced
DriverAssistanceSystem,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))前裝量產(chǎn)定點(diǎn)數(shù)量來(lái)
看,自2018年以來(lái),在全球范圍內(nèi)官宣的ADAS前裝定點(diǎn)數(shù)量大約
有55個(gè),其中中國(guó)激光雷達(dá)供應(yīng)商占其中的50%。禾賽科技斬獲了
截至目前全球27%的前裝定點(diǎn)數(shù)量,排名全球第一。速騰聚創(chuàng)以16%
的數(shù)量排名中國(guó)第二、全球第三。YOLEGroup近期發(fā)布的《2023年
全球車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)與技術(shù)報(bào)告》顯示,在2021年的乘用車(chē)激光
雷達(dá)領(lǐng)域,法國(guó)廠商法雷奧占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額(79%),中國(guó)廠商
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
大疆覽沃和速騰聚創(chuàng)分別排名第二(7%)和第三(6%)。2022年,乘
用車(chē)激光雷達(dá)市場(chǎng)份額發(fā)生巨大變化,中國(guó)廠商圖達(dá)通、禾賽科技和
速騰聚創(chuàng)排名分別為第一(28%)、第三(23%)和第四(14%),而法
國(guó)法雷奧跌至第二名(24%),見(jiàn)圖7左側(cè)圖。該報(bào)告還預(yù)計(jì)了在2023
年全球車(chē)載激光雷達(dá)裝載量方面,國(guó)內(nèi)廠商禾賽科技、速騰聚創(chuàng)和圖
達(dá)通將以46%、26%、12%的出貨數(shù)量占據(jù)全球市場(chǎng)的前三名。在自
動(dòng)駕駛出租車(chē)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)廠商禾賽科技的市場(chǎng)份額由2021年的58%
增長(zhǎng)至2022年的67%,連續(xù)兩年蟬聯(lián)全球第一,是第二名Waymo
(美國(guó)Alphabet旗下自動(dòng)駕駛公司)份額(分別為22%和18%)的
兩倍以上,見(jiàn)圖7右側(cè)圖。
來(lái)源:YoleIntelligence,LIDARforAutomotive2023
圖7全球車(chē)載激光雷達(dá)廠商市場(chǎng)份額統(tǒng)計(jì)圖(2021-2022)
我國(guó)車(chē)載激光雷達(dá)廠商專(zhuān)利數(shù)量可觀,但部分核心專(zhuān)利被國(guó)外廠
商掌握。根據(jù)專(zhuān)利分析機(jī)構(gòu)Knowmade數(shù)據(jù),禾賽、速騰聚創(chuàng)等我國(guó)
激光雷達(dá)制造商專(zhuān)利數(shù)量相對(duì)領(lǐng)先,見(jiàn)圖8。然而因國(guó)外廠商在激光
雷達(dá)領(lǐng)域起步較早,率先進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利布局,如核心專(zhuān)利“558
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
專(zhuān)利”為美國(guó)激光雷達(dá)公司Velodyne所持有,以及“936專(zhuān)利”為美
國(guó)自動(dòng)駕駛公司W(wǎng)aymo所持有。
來(lái)源:KnowMade,LiDARforAutomotivePatentLandscape2022
圖8車(chē)載激光雷達(dá)制造商在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的專(zhuān)利分布圖
(三)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)體系亟需進(jìn)一步完善構(gòu)建
車(chē)載激光雷達(dá)的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定尚處于初期階段。在高速增長(zhǎng)
的市場(chǎng)需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)下,國(guó)內(nèi)正積極開(kāi)展車(chē)載激光雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)范研制工作,但有待加強(qiáng)各級(jí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同規(guī)劃和統(tǒng)一規(guī)范。除
前文提及的三項(xiàng)QC/T汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外,中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽
車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)等機(jī)構(gòu)已發(fā)布或在研部分團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),如《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)激
光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)標(biāo)注要求及方法》、《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)激光雷達(dá)感知評(píng)測(cè)
要求及方法》、《車(chē)載激光雷達(dá)檢測(cè)方法》等;2022年12月,中國(guó)質(zhì)
量認(rèn)證中心(CQC)研發(fā)并推出了車(chē)載激光雷達(dá)CQC標(biāo)志認(rèn)證業(yè)務(wù),
其依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的團(tuán)標(biāo)T-CAAMTB58-2021《車(chē)
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
載激光雷達(dá)檢測(cè)方法》。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方面,2023年3月,全國(guó)汽車(chē)標(biāo)
準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提交的4項(xiàng)重要智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目正
式獲批立項(xiàng),其中《車(chē)載激光雷達(dá)性能要求及試驗(yàn)方法》將規(guī)范激光
雷達(dá)點(diǎn)云性能、激光安全、車(chē)規(guī)環(huán)境可靠性等要求,目的是建立統(tǒng)一
的測(cè)試評(píng)價(jià)方法,保障車(chē)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的安全性與可靠性,為激光
雷達(dá)裝車(chē)匹配提供標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。
我國(guó)需重點(diǎn)加強(qiáng)車(chē)載激光雷達(dá)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建。近期,車(chē)載
激光雷達(dá)正步入國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同推進(jìn)的快車(chē)道,有利于為汽車(chē)
主機(jī)廠和激光雷達(dá)廠商在前裝量產(chǎn)合作上提供統(tǒng)一參考基準(zhǔn)。2023年
7月,在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織道路車(chē)輛委員會(huì)電氣、電子部件及通用系統(tǒng)
分技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC22/SC32)的工作會(huì)上,我國(guó)禾賽科技等企業(yè)介
紹了聯(lián)合牽頭立項(xiàng)的ISO/PWI13228《道路車(chē)輛激光雷達(dá)試驗(yàn)方法
(Roadvehicles–TestmethodforautomotiveLiDAR)》等三項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
的最新研究進(jìn)展,這是我國(guó)首次牽頭汽車(chē)?yán)走_(dá)領(lǐng)域的ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),
有利于樹(shù)立我國(guó)企業(yè)在車(chē)載激光雷達(dá)領(lǐng)域的國(guó)際主導(dǎo)地位。我國(guó)主管
部門(mén)和產(chǎn)業(yè)各方需積極規(guī)劃并協(xié)同推動(dòng)建立國(guó)內(nèi)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系,全面
推進(jìn)我國(guó)激光雷達(dá)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
五、總結(jié)和建議
智能(網(wǎng)聯(lián))汽車(chē)是全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向,是我國(guó)實(shí)現(xiàn)
汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略舉措,是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)的必由之路。激光雷
達(dá)是智能駕駛實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的核心傳感器之一,被業(yè)界認(rèn)為是L3級(jí)
以上自動(dòng)駕駛必備傳感器。目前,激光雷達(dá)處于高速發(fā)展階段,技術(shù)
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
路線分支多,尚未形成明顯收斂,市場(chǎng)空間廣闊,在產(chǎn)業(yè)鏈的上下游,
出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的國(guó)內(nèi)企業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈成熟度逐漸提高,產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐步
完善。
立足“十四五”發(fā)展時(shí)機(jī),把握智能駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的窗口期,加
快推進(jìn)智能汽車(chē)感知部件的高速發(fā)展,業(yè)界各方需在關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)范、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和應(yīng)用生態(tài)等多個(gè)方面協(xié)同推進(jìn),持續(xù)推動(dòng)車(chē)載激光
雷達(dá)高質(zhì)量發(fā)展。
(一)加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),提升性能降低成本
加強(qiáng)車(chē)載激光雷達(dá)在核心器件、硬件平臺(tái)、應(yīng)用算法、系統(tǒng)優(yōu)化
等方面的研發(fā)投入,通過(guò)對(duì)光源、探測(cè)器、掃描固件、處理算法等系
列關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)突破,提升車(chē)載激光雷達(dá)的探測(cè)距離、測(cè)量精度、
分辨率、掃描速率、響應(yīng)時(shí)間等核心參數(shù),改善激光雷達(dá)在適應(yīng)惡劣
天氣、復(fù)雜路況、信號(hào)干擾等環(huán)境中的工作性能,并通過(guò)工藝優(yōu)化等
方式實(shí)現(xiàn)固件壽命提升和制造成本降低,從而推動(dòng)激光雷達(dá)在車(chē)載領(lǐng)
域的廣泛應(yīng)用。
(二)逐步收斂技術(shù)方案,完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系
目前,車(chē)載激光雷達(dá)產(chǎn)品處于多技術(shù)路線并進(jìn)狀態(tài),路線分支過(guò)
多將帶來(lái)重復(fù)開(kāi)發(fā)、資源浪費(fèi)和市場(chǎng)碎片化等問(wèn)題,將對(duì)形成規(guī)模優(yōu)
勢(shì)和統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)挑戰(zhàn),特別是硬件設(shè)計(jì)方案、數(shù)據(jù)處理算法等
需適度收斂。另一方面,車(chē)載激光雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善,需進(jìn)一
步從整機(jī)系統(tǒng)、硬件模塊、軟件平臺(tái)的功能性能、測(cè)試評(píng)價(jià)、安全可
靠等方面健全車(chē)載激光雷達(dá)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并積極推動(dòng)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)兼容接軌,以促進(jìn)激光雷達(dá)產(chǎn)品的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,保
障車(chē)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的安全性與可靠性。
(三)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)整合能力,引導(dǎo)生態(tài)體系建設(shè)
車(chē)載激光雷達(dá)中的部分光電芯片器件,與光通信用光電芯片器
件存在交叉,可通過(guò)與光通信等領(lǐng)域共享我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈、協(xié)同攻關(guān)等
方式,充分利用已有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),如上游半導(dǎo)體材料、III-V族和硅基
光電子工藝平臺(tái)等,在加快研發(fā)進(jìn)度、降低產(chǎn)品成本的同時(shí),補(bǔ)齊
產(chǎn)業(yè)鏈短板、降低關(guān)鍵光電芯片器件的對(duì)外依存度。此外,應(yīng)推動(dòng)
業(yè)界相關(guān)方和產(chǎn)業(yè)鏈上下游聚焦共識(shí)、協(xié)作創(chuàng)新,在應(yīng)用算法等多
方面打造應(yīng)用生態(tài)體系,構(gòu)建具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)集群,促進(jìn)產(chǎn)
業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)和協(xié)調(diào)發(fā)展。
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車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)與應(yīng)用研究報(bào)告(2023年)
中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所
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目錄
一、汽車(chē)進(jìn)入智能時(shí)代,激光雷達(dá)作用凸顯..........................................................1
(一)政策推動(dòng)智能駕駛業(yè)務(wù)規(guī)模逐步擴(kuò)大......................................................1
(二)感知傳感器是智能駕駛重要應(yīng)用支撐......................................................2
(三)激光雷達(dá)助力智能駕駛增強(qiáng)安全保障......................................................3
二、技術(shù)路線持續(xù)演進(jìn),集成能力不斷增強(qiáng)..........................................................5
(一)器件選取分支較多,模組集成趨勢(shì)明顯..................................................5
(二)應(yīng)用算法分支繁多,算法路徑尚未收斂..................................................7
(三)產(chǎn)品形態(tài)持續(xù)更迭,固態(tài)成為未來(lái)方向..................................................8
三、市場(chǎng)空間逐步提升,投資融資較為活躍........................................................10
(一)應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大....................................................................................10
(二)資本市場(chǎng)關(guān)注熱點(diǎn)....................................................................................12
(三)市場(chǎng)空間增速可觀....................................................................................13
四、產(chǎn)業(yè)體系相對(duì)完備,國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局........................................................14
(一)國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)積極布局追趕....................................................14
(二)市場(chǎng)份額逐步提升核心專(zhuān)利仍然受限....................................................16
(三)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)體系亟需進(jìn)一步完善構(gòu)建....................................................18
五、總結(jié)和建議........................................................................................................19
(一)加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),提升性能降低成本................................................20
(二)逐步收斂技術(shù)方案,完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系................................................20
(三)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)整合能力,引導(dǎo)生態(tài)體系建設(shè)................................................21
圖目錄
圖1智能駕駛系統(tǒng)架構(gòu)圖..........................................................................................3
圖2不同傳感器之間優(yōu)劣勢(shì)互補(bǔ)...............................................................................4
圖3采用激光雷達(dá)的車(chē)企、智能駕駛解決方案供應(yīng)商及無(wú)人駕駛車(chē)輛運(yùn)營(yíng)商..5
圖4車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)路線......................................................................................6
圖5激光雷達(dá)中游產(chǎn)業(yè)鏈視圖................................................................................15
圖6激光雷達(dá)下游產(chǎn)業(yè)鏈視圖...............................................................
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