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技术路径之争:“摄像头+毫米波雷达”搭配是主流

ml8z_IV_Technol 来源:未知 作者:李倩 2018-05-28 10:32 次阅读

各地区 ADAS 成熟度有所差异,但整体已成为中高端车型标配。从装配成熟度来看,欧系>日系>美系>合资品牌>自主品牌,但除自主品牌外, ADAS 核心功能 ACC、 LDW、LKA、PA、BLIS 等已成为中高端车型标配,未来有进一步扩大趋势。辅助驾驶作为智能驾驶的基础功能,其所激发的泛智能化驾驶市场空间超 2000 亿。辅助驾驶作为通向无人驾驶的必由之路,其在产业链中充当基础核心环节,具备向各层级软硬件、电子、通讯、机械的辐射效应。结合 35%的增速预测,预计至 2020 年泛智能化市场空间超 2000 亿。

01 政策兜底,开启“泛智能化”千亿级市场

国内将智能汽车的发展阶段分为 DA\PA\HA\FA 四阶段,国际智能汽车的阶段划分以美国高速公路管理局的划分 L0-L4 为主。目前只能汽车发展阶段处于 DA\PA 或是 L1\L2阶段。

一、ADAS 效果显著,政策兜底倒逼市场渗透率提升

ADAS 辅助驾驶系统具有较强的正外部性。具体表现为如下几个方面:

大幅减少交通事故发生率和死亡率。驾驶过程中 90%的失误是由于驾驶员的误操作导致, ADAS 系统可显著减少驾驶员误操作概率。根据 e- IMPACT 对于安装 ADAS系统后减少交通事故死亡率的估测,当 ESC 渗透率达到 100%时,可减少 30%事故死亡率,LKA(车道保持辅助)可减少 18%。

提升城市运行效率, 减少拥堵。 交通拥堵一方面受限于现有道路系统的车辆吐纳容量,另一方面则是由于驾驶员差异化的驾驶习惯导致。车速、变换车道、起停控制的行动方式有所差异, 智能驾驶系统能够效减少城市拥堵,城市运行效率提升 80%。

减少燃油消耗。数据显示,stop & go 自动启停控制(ACC 的一部分)可有效降低油耗总量的 10-15%。城市交通网络系统可大幅提高燃油经济性能的30%-40%。

基于巨大正外部性,各国政府已经陆续通过法规形式对 ADAS 各功能模块推广进行选择强制装配。各国政策法规的焦点集中在确保安全驾驶的基本功能: ESC、 AEB 和 TPMS。

二、欧美日 ADAS 成为标配,自主品牌仍是蓝海

欧系、日系、美系汽车 ADAS 装配率最高,主要集中于中高端车型。 ACC、 LDW、 BLIS、PA 是最基本功能。 AEB 在欧、日为渗透率最高功能,在美由于并无相应法规强制规定,因此依旧停留在碰撞预警(FCW)阶段。

欧系车型:ADAS 功能最为丰富,发展最为成熟。欧系车辆以 ABB 为典型代表,装配有自动紧急刹车(AEB) 、车道偏离预警(LDW)、自动远光灯(AHB) 、碰撞预警(FCW)、自适应巡航(ACC)、盲点辅助(BLIS)、堵车辅助、驾驶员注意力检测、夜视辅助(NV)、交通标志识别(TSR)、停车辅助(PA)、全景影像共计 12 个 ADAS 功能。奥迪 A4、A6、Q7,宝马 3 系、5 系、 7 系、X6,奔驰 C 级、 E 级、 S 级均实现 8 项以上 ADAS 功能。

日系紧随其后,本田系功能最为丰富,丰田系覆盖车型最为全面。日系以丰田、本田、马自达、日产四大品牌为代表,覆盖自动紧急刹车(AEB)、车道偏离预警(LDW)、自动远光灯(AHB) 、自适应巡航(ACC) 、行人防碰撞、盲点辅助(BLIS) 、交通标志识别(TSR)、驾驶员状态识别、车道保持系统(LKA)共九个功能模块。其中本田系功能最为丰富,丰田系覆盖车型最为全面。

美系同欧日相比覆盖率稍低,功能模块在 5-6 个居多。美系以通用、福特、克莱斯勒为主,覆盖碰撞预警(FCW)、车道偏离预警(LDW)、车道保持系统 (LKA) 、自动远光灯(AHB)、自适应巡航(ACC)、盲点辅助(BLIS)、停车辅助(PA)、全景影像系统共八个模块。

合资中高端品牌 ADAS 覆盖率较高,自主品牌仍是蓝海。

合资品牌中,高端主流车型覆盖率覆盖率较高。国内尚未有明确法规对 ADAS 功能模块进行规范,因而同欧系、日系相比,合资品牌车系 ADAS 功能相对简单,以自适应巡航(ACC)、盲点监测(BLIS)、 LDW (车道偏离预警)、全景影像为主。

自主品牌仍是蓝海,极少数车型实现 ADAS 主要功能装配。自主品牌 ADAS 覆盖率极低,且以基础的全景影像为主。广汽传祺、红旗 H7、吉利博瑞和即将面世的比亚迪“汉”是少数搭载 ADAS 核心功能的自主车型。综合来看,自主品牌市场仍有较大空间。

综上,我们得出结论:

各地区 ADAS 成熟度有所差异,但整体已成为中高端车型标配。从装配成熟度来看,欧系>日系>美系>合资品牌>自主品牌,但除自主品牌外, ADAS 核心功能 ACC、 LDW、LKA、PA、BLIS 等已成为中高端车型标配,未来有进一步扩大趋势。

法规推进和 ADAS 装配率直接正相关,中国 15 年将 ESC 加入评分项值得重视。在欧洲、日本市场,AEB 是法规强制要求安装的 ADAS 功能模块,因而其成为主流车型标配;而在并无明确规定的美国市场,极少有车型搭载 AEB 功能,大都停留在 FCW 碰撞预警阶段。

自主车型存在一定滞后期,未来渗透率有望大幅提高。目前而言,搭载 ADAS 系统高级模块对于自主品牌尚存在性价比阻力,但随着比亚迪汉、吉利博瑞、广汽传祺等标杆车型装载 ADAS 系统,基础功能模块在自主品牌市场有望进一步激发。

三、2020 年 ADAS 市场空间 700 亿,泛智能驾驶市场空间超 2000 亿

2020 年,国内辅助驾驶市场空间达 700 亿,CAGR 超 35%。在中国制造 2025 中,国家战略咨询委员会对 2020 年辅助驾驶阶段渗透率保守估计达到 50%(事实应超过50%),结合Mobileye 一套 ADAS 预警系统的报价和未来五年的整车增速,预计 2020年辅助驾驶市场空间可达 700 亿。

辅助驾驶作为智能驾驶的基础功能,其所激发的泛智能化驾驶市场空间超 2000 亿。辅助驾驶作为通向无人驾驶的必由之路,其在产业链中充当基础核心环节,具备向各层级软硬件、电子、通讯、机械的辐射效应。结合 35%的增速预测,预计至 2020 年泛智能化市场空间超 2000 亿。

02前后装之争:后装局限,得前装者得天下

现阶段前后装市场比例大于 4:1,后装产品应用仅限于预警层面。目前主动安全系统仍集中于前装市场,在智能驾驶前十位一级供应商中,只有三家同时涉及前后装市场业务。以 Mobileye 为例,其 2013 年的营收中,有 78%来源于 OEM 市场,仅 22%来源于后装市场。后装市场主要体现在商用车的应用、保险公司、车队等。后装市场由于未获得主机厂商的通讯协议许可,无法切入到 ADAS 核心的执行层面,因而功能更多局限于预警领域。

后装受限,行业重心还在前装。辅助驾驶是通向无人驾驶的必经阶段,无人驾驶的最终目标解放驾驶者双手,通过机器独立完成感知、识别、决策的一系列过程,最终实现高度自动驾驶。因此“控制”是智能驾驶的核心环节。即使是初级的 ACC、AEB、LKA等功能实现也是要通过专项系统、刹车系统、显示系统的共同配合。我们认为,未来辅助驾驶重心在于介入主机厂同步开发、介入 CAN 总线,以实现和其他驾驶功能的协同融合。随着 ADAS 搭载率的提升,前装市场无论是从利润率还是装配量上都是蓝海。

自主科技公司目前仍处于后装预警阶段, 性价比、 精度和响应速度是此能否介入前装市场阶段的重要标准。根据我们对于国内 ADAS 辅助驾驶标的公司的产业调研,现阶段国内公司的 ADAS 产品仍以 FCW、LDW、PCW 等预警功能为主。主要配备商用车及乘用车的后装市场,产品价格多在 1000-2000 元区间。现阶段,由于前装市场还未启动, 单一辅助驾驶功能在后装市场比较容易切入。 但是随着前装技术成熟, 成本下降以及政策刺激的介入, 努力切入前装市场将成为各科技公司攻城略地的关键。我们看好具备先发优势、未来有实力整合供应链资源,通过整车厂安全认证切入前装市场的标的公司。

03技术路径之争:“摄像头+毫米波雷达”搭配是主流

辅助驾驶阶段有两大技术流派:一种以纯视觉算法为主,以色列科技公司 Mobileye 占据 ADAS 视觉解决方案 80%以上市场,通过“单目摄像头+强大算法芯片”进行目标物体识别,现已供货特斯拉前装市场并进入尼桑、大众前装配套体系。

另一种以“ 摄像头+毫米波雷达” 为主。摄像头用来识别物体的形状,毫米波雷达用来测量距离及补充摄像头的功能盲区(例如雨天的物体信息探测、动物体的识别、凹凸路面的检测、道路和墙面的分界区域探测等),这也是目前前装 ADAS 的主流解决方案,绝大部分 Tire-1 供应商和绝大多数车型均会使用此方式。两相对比,前者成本较低,算法数据是核心价值,但精度有限。后者多传感器形式精度得到保障,但成本较高,且雷达模块体积较大,需要与整车厂进行同步进行嵌入式开发

一、单纯视觉方案:应用场景受到局限

Mobileye 是视觉算法的代言人,优势在数据和算法。 以色列高科技公司 Mobileye 在视觉算法领域的市场份额占到 80%以上。其长期的数据积累和算法优化是核心竞争优势。

定制视觉处理 GPU 芯片。 同 ST 意法半导体合作开发专门针对视觉算法的运载芯片,具备 GPU(处理图像信息)+CPU(处理数据算法信息)处理能力。

利用数据积累改良算法。建立配合摄像头开发的车辆行驶数据库,不断改良优化算法。Mobileye 拥有最全面的地形和气候图像信息数据库,通过解析,抽出改良识别算法。通过大量道路信息积累的数据库是 Mobileye 的核心优势。单纯依靠单目摄像头实现 ADAS 阶段全功能是 Mobileye 的目标。

单目摄像头仍有诸多不足: 识别范围、识别空间、应用场景的不断扩大是今后技术的方向。

识别对象范围受限。目前可识别的范围包括前方车辆、行人、障碍物、光源(前照灯、尾灯)、限速标志。暂时还不能依靠单摄像头识别的有动物、交通标志(各种形状)、交通信号灯等。

无法探测景深。通过单眼摄像头获得深度地图,实现道路的凹凸检测(检测出人行道台阶的变化)。

远距及速度适应性不足。和毫米波雷达相比,摄像头的距离测定不稳定。同时,ADAS 模块速度适应性远不及雷达。

二、“摄像头+毫米波雷达” :成本、精度、速度的均衡解决方案

辅助驾驶阶段摄像头、毫米波雷达、激光雷达是常用物体识别的传感器。 对于 Mobileye的预警功能而言,纯视觉算法基本足够。但精度从预警到执行层就变得不足。汽车对于反向控制的容错率很低,这就需要至少两种传感器信息进行冗余验证,实现精度提升,同时,满足在极端天气下一种传感器功能受损时的备用方案。

“摄像头+毫米波雷达”方案:成本、精度、速度之间的最优选择。 “摄像头+毫米波雷达”或是“摄像头+激光雷达”是在精度保证下可以选择的方式。激光雷达精度最高,误差在厘米量级,同时可以扫描物体轮廓线,提供精确的速度、距离信息、3D 地图。但其数十万元的成本难以商用。因而, “摄像头+毫米波雷达”成为性价比选择。

性价比优势明显。摄像头探知形状,毫米波雷达测量距离和速度,追踪物体轨迹,优势互补。配合优化算法,可以应对辅助驾驶的执行层需求。同时,摄像头无法识别动物、凹凸路面,无法在雨雪大雾天气使用,毫米波雷达则应用场景受限制较少。Mobileye将在 2017 年面世的 EyeQ4 产品将会配备 3 颗摄像头和车身周围的雷达和激光探测设备,从而实现高速公路上的半自动驾驶。执行层应用中,摄像头+多传感器渐趋主流。

反向促进算法速度提升。 “优势互补”是辅助驾驶阶段最优的路径选择。一只毫米波雷达的造价在 30 美元左右,性价比促使其即将成为主机厂的主流选择。同时,摄像头和毫米波雷达的信息融合更有利于特征提取和前景分离过程,实现算法速度提升。

04产业机遇:外延并购短平快,切入前装现良机

时间积累:是智能驾驶领域的技术壁垒。 智能驾驶作为技术密集型产业,从研发、实验、修正到产业化过程漫长。Mobileye 自 2000 年开始研发车辆和行人识别系统,经过 16年的算法优化和数据积累才形成产品。 Google 亦是经过近 10 年的算法数据改进才完成产品的初步研发。国内智能驾驶的技术发展滞后于欧、美、日等国家和地区,但受益于外围技术带动,开发投入较原始开发要少很多。

外延式并购:国内零部件厂商切入智能驾驶领域捷径。 我们认为,国内智能驾驶产业有两个缺口:

1.传统主机厂和零部件厂缺乏相关经验,存在技术缺口,但资金充裕。

2.拥有核心技术的科技公司往往规模过小、难以支撑研发期高额费用投入, 但目前部分企业技术水平已经具备进入前装条件。

资源互补的强烈需求决定了外延式并购将成为国内厂商介入智能驾驶行业的最佳方式。

平台入口是投资着眼点,介入前装是核心催化剂。 整车厂直接切入全功能智能驾驶系统开发的可能性不大,正如我们对谷歌的分析,在执行层面的开发难度不亚于识别层面,整车厂与技术方之间最佳的桥接平台就是大量继续转型的配件公司,例如刹车系统、动力或传统系统以及 HMI 等传统制造企业。 目前国内技术方基本局限于后装市场的 ADAS初级功能开发,未能切入前装核心厂商、核心车型配套。因此,本阶段的投资亮点应该是有意于进行外延式扩张进入 ADAS 领域的零配件转型企业,而依托原有整车厂资源介入前装市场将成为 16 年行业的核心催化剂。

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原文标题:ADAS:现阶段最具潜力领域

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