智能駕駛的發(fā)展將大幅提升對傳感器的需求量。超聲波雷達、毫米波雷達和多攝像頭系統(tǒng)已經(jīng)在高端汽車上應(yīng)用；隨著智能駕駛發(fā)展勢如破竹，環(huán)境感知技術(shù)將快速發(fā)展，進一步發(fā)揮協(xié)同作用。雖然傳感器僅僅是自動駕駛汽車的一部分，但是市場前景十分廣闊。

據(jù)法國權(quán)威市場分析機構(gòu)YoleDéveloppement的統(tǒng)計，智能駕駛主要通過攝像頭（長距攝像頭、環(huán)繞攝像頭和立體攝像頭）和雷達（超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達）實現(xiàn)感知的；當前最先進的智能汽車采用了17個傳感器（僅指應(yīng)用于自動駕駛功能），預(yù)計2030年將達到29個傳感器。

傳感器技術(shù)路線圖和相關(guān)的自動駕駛功能

根據(jù)國外相關(guān)機構(gòu)(HIS/MarketsandMarketsResearch/PlunkedtResearch/MicroMarketMonitor等)的測算以及我們的判斷，預(yù)計到2020年左右全球車載攝像頭、毫米波雷達和夜視系統(tǒng)等市場都將進入快速成長期。

其中車載攝像頭：2015年市場規(guī)模為62億人民幣，2020年將達133億人民幣，年復(fù)合增長率達16%；

毫米波雷達：2015年市場規(guī)模為229億人民幣，2020年將達576億人民幣，年復(fù)合增長率達20%；

夜視系統(tǒng)：2015年市場規(guī)模為293億人民幣，2020年將達514億人民幣，年復(fù)合增長達12%。

攝像頭：智能駕駛之慧眼

車載攝像頭是實現(xiàn)眾多預(yù)警、識別類ADAS功能的基礎(chǔ)。在眾多ADAS功能中，視覺影像處理系統(tǒng)較為基礎(chǔ)，對于駕駛者也更為直觀，而攝像頭又是視覺影像處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因此車載攝像頭對于智能駕駛必不可少。車道偏離預(yù)警（LDW）、前向碰撞預(yù)警（FCW）、交通標志識別（TSR）、車道保持輔助（LKA）、行人碰撞預(yù)警（PCW）、全景泊車（SVP）、駕駛員疲勞預(yù)警等眾多功能都可借助攝像頭實現(xiàn)，有的功能甚至只能通過攝像頭實現(xiàn)。

攝像頭可實現(xiàn)的ADAS功能

車載攝像頭價格持續(xù)走低，未來單車多攝像頭將成為趨勢。攝像頭成本相對低廉，價格也從2010年的300多元持續(xù)走低，到2014年單個攝像頭價格已降低至200元左右。相對于車載雷達等傳感器價格更加低廉，易于普及應(yīng)用。特斯拉Autopilot2.0的硬件系統(tǒng)中就包含8個攝像頭，未來單車多攝像頭將成為趨勢。根據(jù)不同ADAS功能的要求，攝像頭的安裝位置也不盡相同。按攝像頭的安裝位置不同，可分為前視、側(cè)視、后視和內(nèi)置四個部分。未來要實現(xiàn)全套ADAS功能，單車需配備至少5個攝像頭。

前視攝像頭使用頻率最高，單一攝像頭可實現(xiàn)多重功能。通過算法開發(fā)優(yōu)化，單一前視攝像頭可以實現(xiàn)多重功能，如行車記錄、車道偏離預(yù)警、前向碰撞預(yù)警、行人識別等。未來也有望通過算法整合，實現(xiàn)更多ADAS功能。前視攝像頭一般為廣角鏡頭，安裝在車內(nèi)后視鏡上或者前擋風(fēng)玻璃上較高的位置，以實現(xiàn)較遠的有效距離。特斯拉Autopilot2.0的硬件系統(tǒng)中有3個前視攝像頭，分別為正常、長焦、廣角攝像頭，3個攝像頭可覆蓋更遠距離和更寬的視野范圍，探測精準度還安全性將大大提高。特斯拉的這種做法也有望被后來者效仿。

側(cè)視攝像頭代替后視鏡將成為趨勢。由于后視鏡的范圍有限，當另一輛在斜后方的車位于這個范圍之外就“隱身”，這個范圍之外的部分就叫做盲區(qū)。因為盲區(qū)的存在，大大增加了交通事故發(fā)生的幾率。而在車輛兩側(cè)加裝側(cè)視攝像頭可以基本覆蓋盲區(qū)，當有車輛進入盲區(qū)時，就有自動提醒駕駛員注意，這就是盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)。

目前還出現(xiàn)了新的潮流，那就是使用側(cè)視廣角攝像頭取代后視鏡，這樣既能降低風(fēng)阻，同時又可以獲得更大更廣的視角，避免在危險的盲區(qū)發(fā)生意外，寶馬i8Mirrorless概念車就采用如此設(shè)計。日本也已修改修改法規(guī)，允許無后視鏡的車輛上路，鼓勵用側(cè)視攝像頭取代后視鏡，美國國家公路交通安全局近期也承諾將修改法規(guī)，取消無后視鏡的車輛不允許上路的限制。我們認為，側(cè)視攝像頭取代后視鏡不僅可以降低風(fēng)阻，還可以覆蓋盲區(qū)，更加安全，未來將成為發(fā)展趨勢。

汽車后視鏡盲區(qū)

全景泊車系統(tǒng)調(diào)用車身周圍多個攝像頭，助泊車開啟“上帝視角”。全景泊車系統(tǒng)通過安裝在車身周圍的多個超廣角攝像頭，同時采集車輛四周的影像，經(jīng)過圖像處理單元矯正和拼接之后，形成一副車輛四周的全景俯視圖，實時傳送至中控臺的顯示設(shè)備上。駕駛員坐在車中即可以“上帝視角”直觀地看到車輛所處的位置以及車輛周報的障礙物，從容操縱泊車入位或通過復(fù)雜路面，有效減少刮蹭、碰撞等事故的發(fā)生。

全景泊車系統(tǒng)的圖像拼接技術(shù)

車載攝像頭應(yīng)用廣泛且價格相對低廉，是最基本最常見的傳感器，未來市場空間將超百億人民幣。攝像頭對于多個ADAS功能必不可少，未來單價也有望繼續(xù)走低，將帶動車載攝像頭市場空間快速增長。根據(jù)HIS的估算，全球車載攝像頭出貨量將從2014年的2800萬枚增長到2020年的8300萬枚，復(fù)合增長率達20%。據(jù)此估算，全球車載攝像頭市場規(guī)模將從2015年的62億人民幣增長到2020年的133億人民幣，年復(fù)合增長率將達16%。消費區(qū)域主要在美洲、歐洲、亞太等地，其中亞太地區(qū)將成為增長最快的市場。

車載攝像頭市場規(guī)模預(yù)測

預(yù)計2020年國內(nèi)車載攝像頭需求量將達4,200萬顆，市場規(guī)模達60多億元。2015年國內(nèi)車載攝像頭需求量大約1,300萬顆。對國內(nèi)車載攝像頭市場規(guī)模簡單測算如下：

1）假設(shè)臺灣乘用車銷量保持5%的年復(fù)合增長率，那么到2020年乘用車銷量將達2699萬輛；

2）假設(shè)到2020年，前視攝像頭(1顆)滲透率接近40%；側(cè)視攝像頭（2顆）滲透率20%；后視攝像頭(1顆)滲透率為50%；內(nèi)置攝像頭(1顆)為5%；

3）考慮到國內(nèi)龐大的汽車保有量，后裝市場也不可忽視。假設(shè)后裝僅考慮前視攝像頭(1顆)和后視攝像頭（1顆），滲透率都為10%，那么后裝市場每年將新增需求400多萬顆。根據(jù)以上假設(shè)，可以估算出到2020年國內(nèi)車載攝像頭市場新增需求約4200萬顆，按照單價160元人民幣計算，市場規(guī)模將達67億元人民幣。

2020年國內(nèi)車載攝像頭市場需求量測算

攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈主要有鏡頭組、CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，即互補性金屬氧化物半導(dǎo)體）、DSP（DigitalSignalProcess即數(shù)字信號處理器）、模組封裝等環(huán)節(jié)組成。近幾年，智能手機的高速增長帶動了攝像頭市場的蓬勃發(fā)展，但是從2014年開始智能手機的增速已轉(zhuǎn)緩，手機攝像頭未來的增長率也必將放緩。隨著車載攝像頭市場的興起，手機攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)能將向車載攝像頭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，預(yù)計未來CMOS、鏡頭、模組封裝等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)將繼續(xù)保持高增長。

車載攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈

CMOS是攝像頭的核心部件，廣泛應(yīng)用于車載攝像頭上。CMOS，是攝像頭的感光元件，相比CCD（Charge-coupledDevice，即電荷耦合元件）感光元件成像質(zhì)量稍差一些，但是成本更低，也更加省電，在像素要求不高的車載攝像頭領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。另外CMOS相對于CCD也有兩個重要優(yōu)勢：

1）速度快。CMOS光電傳感器采集光信號的同時就可以取出電信號，還能同時處理各單元的圖像信息，速度比CCD電荷耦合器快很多，高性能的CMOS攝像頭影像采集速度能高達5,000幀/秒；

2）高動態(tài)范圍。在車輛高速行駛時，光線條件變化劇烈且頻繁，COMS即使在亮度差別較大的環(huán)境中仍能快速識別周邊物體。CMOS價值約占到攝像頭成本的三分之一，基本被外資品牌把控。Sony、Samsung和OmniVision三家企業(yè)的市場份額超過60%。

Sony在全球CMOS傳感器領(lǐng)域常年占據(jù)市場份額第一的位置，憑借其在CMOS積累的深厚技術(shù)，加上收購了Toshiba影像傳感器業(yè)務(wù)，其市場份額有望進一步擴大。CMOS市場基本被外資品牌把控，國產(chǎn)品牌的話語權(quán)較弱。OmniVision是國內(nèi)CMOS封裝企業(yè)晶方科技的大股東之一，也是晶方科技的大客戶。因此晶方科技有望在CMOS需求量大幅增長的情況下受益。

鏡頭也是攝像頭的一個重要部件，國內(nèi)自主品牌企業(yè)有明顯優(yōu)勢。根據(jù)TSR的研究報告，2015年全球攝像頭鏡頭廠商中，臺灣企業(yè)大立光電的出貨量仍保持第一，占據(jù)全球約三分之一的市場份額。而國內(nèi)舜宇光學(xué)以微弱優(yōu)勢超過玉晶，排名上升至第二。而在車載攝像頭鏡頭市場，舜宇光學(xué)的鏡頭出貨量居全球第一位，市場占有率達30%左右，已進入各大車企（寶馬、奔馳、奧迪）前裝市場。

全球攝像頭鏡頭廠商及市場份額（單位：%）

車載攝像頭模組組裝工藝復(fù)雜，市場壁壘較高，但國內(nèi)已有廠商進入。相對于手機攝像頭等消費級電子，車載攝像頭安全等級要求高，工藝也更加復(fù)雜，市場壁壘較高，Panasonic、Sony、Valeo、Fujitsu-ten等廠商占據(jù)較大份額。車載攝像頭模組封裝的市場集中度也高于手機攝像頭，國內(nèi)舜宇光學(xué)、歐菲光等廠商在手機攝像頭封裝領(lǐng)域市場份額居前，現(xiàn)也已全面進入車載攝像頭模組封裝制造中。

雷達：測距測速必不可少的傳感器

雷達通過發(fā)射聲波或者電磁波對目標物體進行照射并接收其回波，由此獲得目標物體的距離、距離變化率（徑向速度）、大小、方位等信息。雷達最先應(yīng)用于軍事中，后來逐漸民用化。隨著汽車智能化的發(fā)展趨勢，雷達開始出現(xiàn)在汽車上，主要用于測距、測速等功能。汽車雷達可分為超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達等，不同雷達的原理不盡相同，性能特點也各有優(yōu)勢，可用于實現(xiàn)不同的功能。

（1）超聲波雷達

超聲波雷達是利用傳感器內(nèi)的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生40KHz的超聲波，再由接收探頭接收經(jīng)障礙物反射回來的超聲波，根據(jù)超聲波反射接收的時間差計算與障礙物之間的距離。超聲波雷達成本較低，探測距離近精度高，且不受光線條件的影響，因此常用于泊車系統(tǒng)中。

自動泊車功能離不開超聲波雷達。寶馬最新的i系列和7系列已經(jīng)支持使用車鑰匙遙控汽車自動泊車，在操作過程中用戶只需要發(fā)出前進或后退兩個指示，汽車就會持續(xù)使用超聲波傳感器檢測車位和障礙物，自動操作方向盤和制動器，實現(xiàn)自動泊車。大眾第三代超聲波半自動泊車系統(tǒng)，泊車輔助系統(tǒng)通常使用6-12個超聲波雷達，車后部的4個短距超聲波雷達負責(zé)探測倒車時與障礙物之間的距離，一側(cè)的長距超聲波雷達負責(zé)探測停車位空間。

（2）毫米波雷達：ADAS核心傳感器

毫米波是指波長在1mm到10mm之間的電磁波，換算成頻率后，毫米波的頻率位于30GHz到300GHz之間。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點。毫米波雷達在導(dǎo)彈制導(dǎo)、目標監(jiān)視和截獲、炮火控制和跟蹤、高速通信、衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。近些年，隨著毫米波雷達技術(shù)水平的提升和成本的下降，毫米波雷達開始應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。

不同波長雷達的應(yīng)用場景

毫米波雷達具有眾多優(yōu)點，是ADAS核心傳感器。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點：1）同厘米波導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭具有體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點；2）與紅外、激光等光學(xué)導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強，傳輸距離遠，具有全天候全天時的特點；3）性能穩(wěn)定，不受目標物體形狀、顏色等干擾。毫米波雷達很好的彌補了如紅外、激光、超聲波、攝像頭等其他傳感器在車載應(yīng)用中所不具備的使用場景。

毫米波雷達探測距離遠，精度高，是ACC、AEB首選傳感器。毫米波雷達的探測距離一般在150m-250m之間，有的高性能毫米波雷達探測距離甚至能達到300m，可以滿足汽車在高速運動時探測較大范圍的需求。另外，毫米波因波長較短，彌散程度低，聚焦性好，因此毫米波雷達的探測精度較高。這些特性使得毫米波雷達能夠監(jiān)測到大范圍內(nèi)車輛的運行情況，同時對于前方車輛的速度、加速度、距離等信息的探測也更加精準，因此是ACC、AEB的首選傳感器。

毫米波雷達可用頻帶有24GHz、60~61GHz、76~79GHz，目前比較主流的是24GHz和76~77GHz，60~61GHz只有日本使用。一般24GHz用于短/中距，76~79GHz用于中/長距，頻率越高，波長越短，測距測速的精度就越高。頻帶發(fā)展的趨勢是從低頻向高頻過渡：

1）歐盟：1997年，歐洲電訊標準學(xué)會確認76-77GHz作為防撞雷達專用頻道；

2）美國：24GHz和76~77GHz兩個頻帶均可用；

3）日本：先選用了60~61GHz，后又轉(zhuǎn)入76~77GHz頻帶；

4）日內(nèi)瓦2015年世界無線電通信大會，77.5~78.0GHz劃分給無線電定位業(yè)務(wù)，以支持短距離高分辨率車載雷達的發(fā)展；

5）中國：2005年，原信息產(chǎn)業(yè)部《微功率（短距離）無線電設(shè)備的技術(shù)要求》，77GHz劃分給車輛測距雷達。

毫米波雷達關(guān)鍵技術(shù)主要由國外電子公司掌控。毫米波雷達系統(tǒng)主要包括天線、收發(fā)模塊、信號處理模塊，而MMIC芯片和天線PCB板是毫米波雷達的硬件核心。目前毫米波雷達關(guān)鍵技術(shù)主要被Bosch、Continental、Denso、Autoliv等零部件巨頭壟斷，特別是77GHz產(chǎn)品技術(shù)只有Bosch、Continental、Denso、Delphi等少數(shù)幾家公司掌握。Bosch的所有的車載雷達都采用77GHz的頻率，預(yù)計2016年將出產(chǎn)第一千萬個77GHz毫米波雷達。Continental的雷達產(chǎn)品較全面，其中主力產(chǎn)品是24GHz。

低成本CMOS解決方案有望加快市場開啟。目前77GHz毫米波雷達系統(tǒng)單價大約在250歐元左右，高昂的價格限制了毫米波雷達的車載化應(yīng)用。毫米波雷達的收發(fā)器芯片普遍使用SiGe雙極型晶體管等特殊半導(dǎo)體，但是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，被廣泛用于數(shù)字電路且成本相對較低的CMOS，也可被用于毫米波電路。

CMOS與傳統(tǒng)SiGe雙極型晶體管相比，由于在低電壓條件下也可運行，因此可降低耗電量。雖然CMOS存在低頻區(qū)噪聲偏大的問題，但兩者在毫米波區(qū)域（76-81GHz）具有大致同等的性能，未來車載毫米波雷達主流頻段是77-79GHz，因此CMOS低頻區(qū)噪聲大的問題并不太突出。由于目前全球CMOS產(chǎn)業(yè)鏈已較為成熟，可大批量生產(chǎn)，未來若能用CMOS替代SiGe雙極型晶體管，毫米波雷達的成本有望顯著下降，市場也有望加快開啟。

兩種毫米波雷達收發(fā)器芯片工藝技術(shù)比較

目前Fujitsu研究所已成功研發(fā)出采用CMOS工藝的4通道接收芯片。Fujitsu研發(fā)的此款產(chǎn)品不僅與現(xiàn)行SiGe產(chǎn)品具有同等的高頻功能，還成功解決了低頻區(qū)噪聲問題。而新的CMOS芯片比傳統(tǒng)的SiGe芯片降低了一半左右的電耗，還可以實現(xiàn)量產(chǎn)和低成本化。Fujitsu預(yù)計2018年左右，該產(chǎn)品可以實現(xiàn)量產(chǎn)化，采用該技術(shù)的毫米波雷達的成本也有望大幅降低。低成本化有望加快引爆車載毫米波雷達市場。

（3）車載毫米波雷達國產(chǎn)化大潮將至

車載毫米波雷達國產(chǎn)化在即，24GHz產(chǎn)品技術(shù)已獲突破，77GHz產(chǎn)品正加緊研發(fā)。前端單片微波集成電路（MMIC）是毫米波雷達的關(guān)鍵部件，MMIC技術(shù)主要被國外零部件巨頭壟斷，國內(nèi)在此領(lǐng)域尚處于起步階段。但國內(nèi)部分公司經(jīng)過幾年的研發(fā)，24GHz車載雷達技術(shù)已獲得突破，產(chǎn)品即將問世。77GHz產(chǎn)品的研制由于受到國外的技術(shù)封鎖，目前大多還處于研發(fā)試驗階段。我們預(yù)計，隨著智能汽車行業(yè)的快速發(fā)展，將開啟對毫米波雷達的大量需求，國內(nèi)相關(guān)公司將加速研發(fā)，77GHz產(chǎn)品有望在未來三年內(nèi)實現(xiàn)國產(chǎn)化。

國內(nèi)毫米波雷達相關(guān)企業(yè)及單位研發(fā)進展

汽車智能化浪潮洶涌，ADAS資源整合是關(guān)鍵。汽車智能化水平的提升使得國內(nèi)整車廠商對ADAS系統(tǒng)的需求巨大，而整車廠商對整套ADAS系統(tǒng)的需求比單一傳感器的需求更為強烈，擁有整套ADAS技術(shù)（感知、控制、執(zhí)行）的公司將更有競爭力。因此我們認為，國內(nèi)大型廠商（一級、二級供應(yīng)商）將十分關(guān)注對ADAS前端（感知）、中端（控制）、后端（執(zhí)行）資源的整合，率先掌握稀缺資源就會擁有先發(fā)優(yōu)勢，更容易在智能駕駛的潮流中脫穎而出。

關(guān)注車載毫米波雷達市場并購機會。國內(nèi)在毫米波雷達研發(fā)方面起步較晚，擁有24GHz產(chǎn)品技術(shù)的公司還較少，而掌握77GHz產(chǎn)品技術(shù)的公司更是鳳毛麟角，是市場上非常稀缺的資源。因此我們認為，掌握車載毫米波雷達核心技術(shù)的公司將是國內(nèi)大型廠商、上市公司十分重視的資源，要關(guān)注市場上存在的潛在并購機會。如2015年12月16日，亞太股份控股股東亞太機電集團與杭州智波科技有限公司簽訂合作協(xié)議，以700萬元增資智波科技獲10%的股權(quán)，引進車載毫米波雷達項目。

激光雷達：功能強大成本大幅降低可期

激光雷達是軍轉(zhuǎn)民的高精度雷達技術(shù)。激光雷達的應(yīng)用一開始主要為軍事領(lǐng)域，受到了各國軍事部門的極大關(guān)注。相比普通雷達，激光雷達可提供高分辨率的輻射強度幾何圖像、距離圖像、速度圖像。按用途和功能劃分，有跟蹤激光雷達、制導(dǎo)激光雷達、火控激光雷達、氣象激光雷達、水下激光雷達等，可適應(yīng)不同戰(zhàn)場環(huán)境。在民用領(lǐng)域中，激光雷達因其在測距測速、三維建模等領(lǐng)域的優(yōu)越性能也被廣泛應(yīng)用。

激光雷達性能精良，是無人駕駛的最佳技術(shù)路線。激光雷達相對于其他自動駕駛傳感器具有非常優(yōu)越的性能：

1）分辨率高。激光雷達可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。通常激光雷達的角分辨率不低于0.1mard也就是說可以分辨3km距離上相距0.3m的兩個目標，并可同時跟蹤多個目標；距離分辨率可達0.1m；速度分辨率能達到10m/s以內(nèi)。如此高的距離、速度分辨率意味著激光雷達可以利用多普勒成像技術(shù)獲得非常清晰的圖像。

2）精度高。激光直線傳播、方向性好、光束非常窄，彌散性非常低，因此激光雷達的精度很高。

3）抗有源干擾能力強。與微波、毫米波雷達易受自然界廣泛存在的電磁波影響的情況不同，自然界中能對激光雷達起干擾作用的信號源不多，因此激光雷達抗有源干擾的能力很強。

激光雷達可以分為一維激光雷達、二維激光雷達、三維激光掃描儀、三維激光雷達等。其中一維激光雷達主要用于測距測速等，二維激光雷達主要用于輪廓測量、物體識別、區(qū)域監(jiān)控等，三維激光雷達可以實現(xiàn)實時三維空間建模。

車載三維激光雷達一般安裝在車頂，可以高速旋轉(zhuǎn)，以獲得周圍空間的點云數(shù)據(jù)，從而實時繪制出車輛周邊的三維空間地圖；同時，激光雷達還可以測量出周邊其他車輛在三個方向上的距離、速度、加速度、角速度等信息，再結(jié)合GPS地圖計算出車輛的位置，這些龐大豐富的數(shù)據(jù)信息傳輸給ECU分析處理后，以供車輛快速做出判斷。

不同類型激光雷達的功能及應(yīng)用場景

三維激光雷達逐漸發(fā)展為自動駕駛的標配。三維激光雷達功能強大，是無人駕駛的最佳解決方案，從最早的谷歌豆莢車到層出不窮的車企測試案例，激光雷達已經(jīng)逐漸發(fā)展為標配。不難發(fā)現(xiàn)，隨著企業(yè)自動駕駛方案的選擇和規(guī)劃，車用激光雷達的商業(yè)化正悄然發(fā)生。

Velodyne64線激光雷達成為無人駕駛的標志性特征。2012年5月，谷歌改裝版豐田普銳斯自動駕駛汽車在內(nèi)華達州上路測試，出場時頭頂轉(zhuǎn)個不停的Velodyne64線，很快就成了自動駕駛汽車的標志性特征。與此同時，谷歌對外宣布項目研究目標——實現(xiàn)無人駕駛并且量產(chǎn)。從正面看，拆解后的Velodyne64線整個激光收發(fā)器可以視為上下兩部分，每部分都有三個并排透鏡，兩側(cè)透鏡是激光發(fā)射處，中間是接收處。轉(zhuǎn)到產(chǎn)品背后會發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)凸鏡后各有16個一組的二極管，中間透鏡對應(yīng)32個接收器，可以把光信號變成電信號。

Velodyne64線激光雷達解剖圖

在保證質(zhì)量的前提下，成本的降低將反推智能駕駛的產(chǎn)業(yè)進程。激光雷達憑借其超高精準度，被認為是無人駕駛的必然選擇；2016年以來，激光雷達巨頭Velodyne與Quanergy紛紛表態(tài)未來其激光雷達成本將大幅度降低，以此來滿足無人駕駛汽車量產(chǎn)的需要。

Velodyne車用激光雷達產(chǎn)品未來有望將成本控制在200美元以內(nèi)。Velodyne的激光雷達輸出的是原始數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過二次處理，以64線激光雷達，每秒的點云數(shù)據(jù)量是130萬，這需要桌面級顯卡支持才能流暢工作。而桌面級顯卡字眼需要昂貴的顯存和散熱設(shè)計，而且價格昂貴，高達7萬美元。

2016年1月，CES期間Velodyne與福特揭曉了最新產(chǎn)品Solid-StateHybridUltraPuckTMAuto，范圍為200米，可以滿足車企ADAS和全自動駕駛需要。目前供給車企的Pack1.5投放壽命為6-8個月，車企測試后Velodyne會根據(jù)反饋重新調(diào)整設(shè)計。明年初推近改良后的pack2.0進行第二輪測試，在18年初或年中推出pack3.0作為正式商用版本。公司對這款產(chǎn)品2020年目標產(chǎn)量定價為每個500美元，2025年將成本控制在200美元以內(nèi)。

Quanergy激光雷達量產(chǎn)后售價有望接近100美元。Quanergy在今年CES展出了一款固態(tài)激光雷達S3約為一盒名片大小，而且單個售價初步定在250美元左右，其展臺工作人員表示上量生產(chǎn)后有可能100美元搞定。未來幾年里，小型專用激光雷達將會在汽車行業(yè)爭奪市場。

（1）激光雷達三大廠商

無人駕駛給激光雷達民用開拓了全新的市場，而激光雷達的核心技術(shù)主要掌握在Velodyne、Ibeo和Quanergy三家企業(yè)手中。

三家激光雷達生產(chǎn)企業(yè)的主要產(chǎn)品對比

1）Velodyne：并不提供算法產(chǎn)品，而是向車企輸出激光雷達原始數(shù)據(jù)。Velodyne是一家硅谷公司，在參加了兩屆DARPA無人駕駛汽車挑戰(zhàn)賽后，于2007年開始專注研究激光雷達，用一款Velodyne64線激光雷達產(chǎn)品進入360°高性能激光雷達領(lǐng)域。于是就有了2011年谷歌無人駕駛汽車在灣區(qū)測試時，吸引人們目光的“大花盆”。

Velodyne目前已經(jīng)量產(chǎn)銷售的激光雷達有三款，分別是HDL-64E(64線)、HDL-32E(32線)、VLP-16(16線)。除了谷歌、百度、Uber等無人駕駛汽車使用64線產(chǎn)品，一些車企在車上使用32線和16線產(chǎn)品測試。例如2016年1月CES上，福特就展示了安裝velodyneHDL-32的混動版蒙迪歐自動駕駛研究車。荷蘭NAVYA的兩部全自動駕駛ARMA公交穿梭車測試了VLP-16和HDL-32，最后選用了32線。

為了滿足車企把激光雷達隱蔽安裝到車身的要求，Velodyne帶來了一款專為車企設(shè)計的小體積激光雷達。32線產(chǎn)品的體積過大，小體積16線產(chǎn)品線數(shù)不足，采集的信息顆粒粗糙，對軟件運算端負擔太大。因此1月借由福特公布的Solid-StateHybridUltraPuckTMAuto，線數(shù)增加到32線，但是體積和原16線一致。

Velodyne32線新款固態(tài)混合超級冰球傳感范圍為200米，可以滿足車企ADAS和全自動駕駛需要，2025年成本將控制在200美元以內(nèi)。目前供給車企的Pack1.5投放壽命為6-8個月，車企測試后Velodyne會根據(jù)反饋重新調(diào)整設(shè)計。明年初推出改良后的pack2.0進行第二輪測試，在2018年初或年中推出pack3.0作為正式商用版本。公司對這款產(chǎn)品2020年目標量產(chǎn)定價為每個500美元，2025年將成本控制在200美元以內(nèi)。

2）Ibeo：與Velodyne不同，Ibeo的產(chǎn)品包括了硬件和軟件在內(nèi)的整套解決方案。成立于1998年的公司，2000年被傳感器制造商SickAG收購。2000年至2008年研發(fā)了激光掃描技術(shù)、并且開始了若干自動駕駛項目的嘗試。公司和歐洲委員會共同研發(fā)了十字路口安全的駕駛輔助產(chǎn)品，在全球范圍售賣。2009年公司脫離SickAG獨立，2010年和法雷奧合作開始量產(chǎn)可用于汽車的產(chǎn)品ScaLa。

目前已有的Ibeo全自動駕駛測試車上，常用的多點布局組合是miniLUX和LUX兩款產(chǎn)品。

LUX有4線和8線兩款，8線在垂直方向增加了4條激光光束，獲得信息較4線產(chǎn)品更加豐富。兩款產(chǎn)品可以用在高速公路自動駕駛和城市自動駕駛，功能上可用于ACC和行人檢測，利用多回聲技術(shù)適應(yīng)不同天氣的需要，繪制車輛周圍360°的環(huán)境圖景。

miniLUX主要用來檢測車側(cè)和車后障礙。用于車輛側(cè)面時，主要可以在轉(zhuǎn)向時用作側(cè)面保護，車道變更時的盲點監(jiān)測，以及復(fù)雜的自動停車。用于車后，可以作為全3D泊車支持和車尾傳感器。

Ibeo已經(jīng)成熟的產(chǎn)品ScaLaB2是與法雷奧合作的一款4線激光雷達，一般用于汽車緊急制動時的核心檢測傳感器。去年搭載法雷奧Cruise4U系統(tǒng)的半自動駕駛汽車完成了環(huán)法路試。車上就搭載了與Ibeo合作量產(chǎn)的ScaLa，ScaLa被嵌入了這輛大眾車的前臉保險杠，用來取代毫米波雷達做AEB(自動剎車系統(tǒng))中的測距模塊。

3）Quanergy：激光雷達領(lǐng)域的新晉創(chuàng)業(yè)公司。2014年5月，獲得來自三星電子風(fēng)險投資，特斯拉創(chuàng)始人及清華企業(yè)家協(xié)會天使基金的種子投資。2014年12月，完成3000萬美元的A輪融資。2015年Quanergy得到了德爾福的戰(zhàn)略投資。德爾福收購了Quanergy部分股權(quán)，兩家公司的工程師正在努力研發(fā)Lidar系統(tǒng)。Quanergy負責(zé)技術(shù)開發(fā)，德爾福有可能負責(zé)產(chǎn)生。

2014年9月第一款產(chǎn)品M8-1投入使用，已經(jīng)應(yīng)用在奔馳，現(xiàn)代等公司的實驗車型上面，在路試過程中為軟件模塊積累經(jīng)驗。當時M8-1的單個標價是1,000美元。為了覆蓋車身周圍的全部區(qū)域，用于展示的奔馳車一共安裝了3個樣品，兩個位于車頂，一個位于車頭前方。

2016CES上，Quanergy展示了新產(chǎn)品S3，大小接近名片盒。官方公布的信息并不多，8線激光雷達，探測距離10cm-150m，掃描頻率30Hz。據(jù)介紹，新產(chǎn)品只需在車輛前后對角線各裝一個，就能覆蓋360度視域范圍，未來售價有望減至100刀。

（2）國內(nèi)企業(yè)正加速追趕

國內(nèi)尚無用于ADAS的激光雷達產(chǎn)品。國內(nèi)在激光雷達研發(fā)方面起步晚，積累尚淺，已有的激光雷達產(chǎn)品多用于建筑測量、地形測繪等領(lǐng)域，還未研制出適用于車載的激光雷達產(chǎn)品。但國內(nèi)已有部分企業(yè)正在加速研發(fā)，未來有望推出低價的車載激光雷達產(chǎn)品。

巨星科技：巨星科技控股（65%）的華達科捷是專門從事激光雷達業(yè)務(wù)的公司，在高端激光測量傳感設(shè)備領(lǐng)域有一定的技術(shù)積累，已研發(fā)出適用于AGV、巡檢機器人等使用的32線束激光雷達，目前正在研發(fā)3D激光雷達，一旦成功，每臺機器的成本將從10萬降到3萬左右。

大族激光：大族激光是一家提供激光加工及自動化系統(tǒng)集成的設(shè)備制造商，目前已掌握激光器的核心技術(shù)。公司先后引進激光雷達、激光傳感器領(lǐng)域的技術(shù)人才，并成立了三家機器人關(guān)鍵技術(shù)公司，其中大族銳視著力研發(fā)機器人激光雷達感知系統(tǒng)，目前基本完成以AGV導(dǎo)航為代表的工業(yè)級激光雷達的研發(fā)，準備開展無人駕駛領(lǐng)域等前沿領(lǐng)域的預(yù)研工作；大族銳波正在進行激光傳感器核心零部件研發(fā)，未來有望應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、智能裝備等領(lǐng)域。

思嵐科技：上海思嵐科技有限公司（SLAMTEC）成立于2013年10月，團隊前身是RoboPeak，擁有長達6年的機器人自主定位導(dǎo)航算法、激光傳感器及機器人硬件系統(tǒng)的研發(fā)經(jīng)驗。主要產(chǎn)品包括低成本激光測距掃描傳感器(RPLIDAR)、基于激光的即時定位與地圖構(gòu)建導(dǎo)航系統(tǒng)(SLAM)。公司目前已獲千萬美元融資，估值3.6億元。

可見，在未來的自動駕駛傳感器中，國內(nèi)廠商需要加倍努力。