自動駕駛全球集體打開綠燈,千億空間蓄勢待發

樂晴智庫 發佈 2020-01-10T09:46:01+00:00

美國交通部長趙小蘭8日在拉斯維加斯消費電子展上宣布,美國正式發布自動駕駛4.0計劃,旨在確保美國在自動駕駛領域的技術領先地位。

美國交通部長趙小蘭8日在拉斯維加斯消費電子展(CES)上宣布,美國正式發布自動駕駛4.0計劃,旨在確保美國在自動駕駛領域的技術領先地位。新計劃將整合38個聯邦部門、獨立機構、委員會和總統行政辦公室在自動駕駛領域的工作。該計劃還提出了發展自動駕駛汽車的聯邦原則,主要包括3個核心領域:優先考慮安全和保障、推動創新和確保一致的監管方法。

同時,德國航空航天中心日前發布公報說,它已在德國下薩克森州正式啟動自動駕駛路段測試,以發展和優化自動與互聯駕駛。測試道路包括下薩克森州境內多條不同等級的道路,將分段投入測試,預計建成後總長超過280公里。

此外,韓國國土交通部近期發布《自動駕駛汽車安全標準》針對自動駕駛汽車的部分功能提出有條件自動駕駛車(L3級)安全標準,韓國也由此成為全球首個為L3自動駕駛制定安全標準並制定商用化標準的國家。

國內方面,國內自動駕駛立法也在加速。2019年下半年,交通運輸部表示已經成立的自動駕駛專題研究組正在圍繞自動駕駛法律、法規開展專項研究,同時表示,已經會同多方研究起草了促進自動駕駛發展的指導意見,提出了覆蓋自動駕駛測試、運營、監管、保險等方面的法律法規體系建設意見。

分析認為,此次多國政策的落地將對於全球自動駕駛產業具有重要的引領作用。隨著自動駕駛技術的日益成熟,全球政府也逐漸開始為其商業化打開綠燈。

受益於各國政策推進、相關技術實現突破及車企產品逐步落地,全球無人駕駛汽車將迎來較大增長。IHS最新預測,全球自動駕駛車年銷量將從2021年的5.1萬輛上升至2040年的3300萬輛。Frost&Sullivan預測2020年是行業快速增長的元年,L4級自動駕駛車將在相當長時間內扮演重要角色,而L5級自動駕駛車市場將有望從2026年逐步開始落地。

另據數據預測,2020年中國汽車產業規模將達3000萬輛,駕駛輔助/部分自動駕駛車輛的市占有將達50%,2035年中國有望成為最大的無人駕駛市場。全球自動駕駛滲透率將快速提升,市場空間或超千億美元。

自動駕駛定義

2014年1月,國際自動機工程師學會(SAEinternational)發布了J3016文件對自動駕駛進行了分類和定義,SAE將自動駕駛分為六個等級(L0~L5),其中L0級別為人類駕駛,L1~L4為部分自動駕駛,L5為完全自動駕駛。SAE的定義是目前市場是最為認可的標準,對自動駕駛發展有較強指引作用。

L1輔助駕駛功能目前已在大部分新車上搭載,比如自適應巡航功能(ACC),能夠通過雷達探測與前車的實時距離自動控制加減速,從而保持與前車的安全距離。

L2半自動駕駛功能除了具備L1的功能,還具備車道保持輔助(LKA)功能,或者自動變道功能,即系統不僅可以控制加減速,還可以控制方向盤。目前較多車企可以做到,典型代表是特斯拉。

L3高度自動駕駛最典型特點是具備環境監測能力,即可以識別路況、交通標示、車輛行人等,並相應制定操作規劃。而駕駛員只需為一些特殊駕駛情況進行決策,比如前方車輛駕駛過慢是否超車等。

L3是自動駕駛分水嶺,進入L3的汽車開始在部分情況下系統掌控汽車駕駛。

L4超高度自動駕駛駕駛員可以解放雙手、大腦和注意力,系統會自動完成大部分操作,只有少數極端狀況如複雜地形或者惡劣天氣,才需要駕駛員做出決策。

L5完全自動駕駛即真正意義上的無人駕駛,車上無需方向盤剎車油門等,駕駛員也無需存在,所有人都是乘客,系統掌管一切決策與操作。

迄今為止,大部分量產汽車都停留在L1和L2階段,奧迪推出的2018款A8是目前第一款L3的量產汽車。福特、豐田、本田、寶馬、沃爾沃等多家公司均表示要在2020年左右量產能夠達到SAE3級的自動駕駛汽車。

自動駕駛產業鏈:圍繞感知決策執行三環節展開

自動駕駛產業鏈較長,系統的實現主要依賴感知、決策與執行三大模塊。

在行駛過程中以各類慣導、雷達、視覺等傳感器搜集車輛動態與周邊環境數據,將數據傳輸至車載計算平台進行分析並作出相應決策,最後由決策層發送指令至執行模塊改變車輛行駛狀態。

感知層主要負責車內信息以及車身周邊環境信息的採集處理。汽車感知系統,通過傳感器使用,感知探測汽車周圍的車、人、交通狀況,多傳感器融合,擴充感知範圍從而進行更好的定位和決策。包括地圖、雷達、攝像頭等軟硬體設備。主要技術有:視覺識別、毫米波雷達、雷射雷達、超聲波雷達等。

國內歐菲科技、舜宇光學、韋爾股份、均勝電子、華域汽車、德賽西威、萬集科技、保隆科技等在攝像頭、毫米波雷達等領域逐步突破。

高精度地圖和高精定位是L3及以上的自動駕駛技術的決策基礎,處理更多信息,可以有效應對車輛面臨的各種極端場景。主要技術有:GPS、GNSS,北斗,高精度地圖,高精定位等。

隨著自動駕駛和車聯網技術的發展,主機廠普遍將普及L3自動駕駛的時間節點定在2020年左右,高精度地圖作為駕駛決策所需的環境數據集合,其重要性和價值量將顯著超過傳統的車載導航地圖。

高精度定位格局較為穩定,國內市場集中度較高,主要的四家企業為:中海達、南方測繪、華測導航和合眾思壯。

以四維圖新、高德導航、百度地圖為代表的行業龍頭和以中海庭為代表的主機廠系圖商目前已經完成或接近完成L3自動駕駛所需的高精度地圖繪製,處於行業領先地位。


無論是低級別的自動駕駛技術(如ADAS系統)亦或是高級別的自動駕駛(如谷歌Waymo汽車),毫米波雷達是不可或缺的傳感器。

根據佐思產研數據,2018年乘用車毫米波雷達實際出貨量達358萬顆,同比增長54%。若假設2020年L2搭載率30%,單車搭載1顆毫米波雷達(僅實現AEB功能),則預計2020年毫米波雷達需求將達到765萬顆,市場規模價值約38億元。並且體積小、解析度高、應用範圍更廣的77GHz/79GHz雷達有望占據更高市場份額,逐步替換24GHz雷達。中長期,汽車智能化的持續推進有望提升ADAS產品和更高級別自動駕駛技術的滲透率,平均單車毫米波搭載量或達到4~5顆,毫米波雷達市場將繼續保持高速增長。

全球毫米波雷達(ACC或AEB功能)市場幾乎被國外供應商(大陸、博世、奧托立夫、德爾福等)壟斷。

ADAS的快速普及催生了一批國內自主毫米波雷達企業。分為兩類:

(1)傳統汽車零部件企業,如華域汽車、德賽西威、保隆科技等。這類企業布局毫米波雷達,並協同其他產品(如攝像頭、算法等)形成ADAS系統的布局。

(2)初創企業,如北京行易道、深圳安智傑科技、杭州智波科技、北京木牛領航科技等。這類企業通常具備毫米波雷達專業背景,產品覆蓋汽車、無人機、安防、交通等領域。作為國內少數具備傳統汽車零部件背景的毫米波雷達供應商,華域汽車與國內毫米波雷達企業的競爭中具有一定優勢。


決策層依靠感知層獲取的信息進行決策判斷,確定工作模型,制定控制策略,並將決策結果傳遞至執行層,此任務一般由晶片完成。算法和晶片是實現路徑決策的重要基礎。

執行層主要行使決策層做出的決策,替代人類對車輛進行控制(包括轉向/制動/驅動/安全控制),反饋至底層模塊執行任務,代表性產品為轉向制動、自動泊車等。

如果按照參與者的功能劃分,則包括為整車廠、Tier1及零部件和方案供應商。其中零部件方案供應商又包含了傳感器、算法、晶片、高精地圖、車載信息系統和V2X供應商。這些零部件和方案供應商既可以作為Tier2,向Tier1供貨,同時部分零部件和方案供應商也可以直接與整車廠合作。

傳統的零部件總成企業具備更強的整合能力和技術積累,具備一定的競爭優勢,國內公司主要的機會來自部分細分行業的單點突破。

當前國內投資的落地點在於以下幾個層面:

傳感層機會在於高精度、高準確度的傳感器最終落地,單個車型的傳感器價值量不斷提升。

計算層在於基於國內迅速疊代的算法技術的智能座艙逐步落地,顯著提升車輛的駕駛體驗。

執行層也是一個比較確定的落地點,一來國內有相關的製造基礎,二來ADAS和新能源的大量推廣確保了業績穩健增長,催化劑在於政策最終落地會帶來爆發性機會。

網絡層、通信層方面,雲、管、端的三層架構已經逐步明確,運營商、設備商和主機廠是投資機會。

晶片層在於開發更為適用於智能駕駛的晶片,包括圖像識別、高速計算和數據傳輸等各個方面的應用。最後則是電動化這一層,新能源車更加有利於智能設備的安裝和推廣。

以一台車的自動駕駛產品價值量在10000元(L3水平)進行測算,全世界一年銷量一億台車,即自動駕駛產品在L3階段(有條件的自動駕駛階段)即可實現萬億級別的市場容量,預計這一階段的全面普及會在2025年前實現,隨後行業進入L4高度自動駕駛階段。

涉足自動駕駛的企業眾多,既有原來車聯網領域企業,也有人工智慧領域的企業。具體來說有全套系統解決方案商、處理器晶片廠商、傳感器廠商、連接器廠商、地圖廠商、安全方案廠商和開發工具廠商等,整個汽車領域廠家、晶片巨頭、網際網路巨頭均有涉及。

有能力做自動駕駛全套解決方案的廠商有兩種,一種是傳統車企,另一種是科技企業。傳統車企和科技企業兩者發展技術路線不一樣,傳統車企採用循序漸進的方式,從ADAS進入自動化,L0到L5逐步發展,在可接受的成本範圍內量產汽車。

科技企業以人工智慧技術直接進入L4或L5高等級自動化,待技術成本降到可接受範圍內,再大規模量產汽車。兩種技術路線都是企業參照自身情況發展的,傳統車企需要持續經營汽車,量產汽車帶來盈利,而科技企業僅僅是需要在自動駕駛領域分得一杯羹。


無人駕駛鼻祖谷歌,率先成立自動駕駛研發部門,與車廠合作研發試驗無人駕駛技術。蘋果公司投入大量人力物力,成立Titan(泰坦)項目。IBM與汽車設計公司LocalMotors合作推出無人駕駛汽車Olli。GPU巨頭英偉達藉助其在晶片領域的豐富積累,推出搭載自動駕駛專用的深度學習架構的基於Tegra晶片的DrivePX2自動駕駛平台。英特爾153億美元收購無人駕駛算法企業mobileye大舉進軍自動駕駛市場。

2017年美國NavigantResearch研究機構對自動駕駛廠商進行排名,從包括發展戰略、量產計劃、執行進度等10個維度,對正在研發自動駕駛技術的18家公司進行了評估打分。前十名以傳統車企為主,不少企業以聯盟的形式共同開發自動駕駛。百度-北汽聯盟位於第二梯隊,是國內最具實力的自動駕駛企業。特斯拉、優步和蘋果位於第三梯隊,這幾家企業研發實力相對較低。

2015年國務院印發《中國製造2025》,提出2025年要掌握自動駕駛總體技術及各項關鍵技術。2017年8月,國務院印發《新一代人工智慧發展規劃》,要求發展自動駕駛汽車和軌道交通系統,形成我國自主的自動駕駛平台技術體系和產品總成能力,探索自動駕駛汽車共享模式。

根據此前2018年底工信部發布的車聯網中長期規劃,2020年我國將迎來車聯網和智能網聯車行業的重要節點:車聯網用戶滲透率達到30%以上;新車駕駛輔助系統(L2)搭載率達到30%以上;聯網車載信息服務終端的新車裝配率達到60%以上。預計後續政策催化將進一步促進車聯網業務模式的探索和落地,推動車聯網的產業化進程。疊加5G建設的加速推進,預計車聯網即將迎來全面爆發期。長期看5G推動L4/5自動駕駛逐步落地,國內自動駕駛行業將迎加速期。

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