自動(dòng)駕駛“耳與目”毫米波雷達(dá)與攝像頭

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250010 汽車傳感器：自動(dòng)駕駛的感知層基石 1 HYPERLINK l _TOC_250009 自動(dòng)駕駛高速發(fā)展，國內(nèi)政策積極布局，傳感器市場受益 1 HYPERLINK l _TOC_250008 自動(dòng)駕駛市場空間廣闊，傳感器有望高速增長 2 HYPERLINK l _TOC_250007 攝像頭：自動(dòng)駕駛的“汽車之眼” 4 HYPERLINK l _TOC_250006 工作原理：視覺系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知？ 4 HYPERLINK l _TOC_250005 市場分析：全球車載攝像頭市場高速發(fā)展，Mobileye 獨(dú)占鰲頭 7 HYPERLINK

2、 l _TOC_250004 感知方案之爭：視覺系統(tǒng)能否主導(dǎo)自動(dòng)駕駛？ 9 HYPERLINK l _TOC_250003 毫米波雷達(dá)：自動(dòng)駕駛的“汽車之耳” 11 HYPERLINK l _TOC_250002 工作原理：毫米波雷達(dá)如何助力全天候自動(dòng)駕駛？ 11 HYPERLINK l _TOC_250001 市場分析：毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，國外廠商主導(dǎo)市場 14 HYPERLINK l _TOC_250000 重點(diǎn)廠商研究：國外龍頭全面領(lǐng)先，國內(nèi)企業(yè)加速追趕 16風(fēng)險(xiǎn)因素 19投資建議 19插圖目錄圖 1：車載傳感器特點(diǎn)分析 1圖 2：車載傳感器性能對比 1圖 3：自動(dòng)駕駛分級標(biāo)準(zhǔn) 2圖

3、 4：中國 ADAS 市場規(guī)模（億元） 3圖 5：ADAS 系統(tǒng)滲透率變化曲線 3圖 6：中國汽車傳感器市場規(guī)模（億元） 3圖 7：車載攝像頭結(jié)構(gòu) 4圖 8：車載攝像頭進(jìn)行環(huán)境識別的原理 5圖 9：Mobileye 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識別 5圖 10：雙目攝像頭通過時(shí)差測距 7圖 11：Mobileye 通過多個(gè)攝像頭構(gòu)建立體視覺 7圖 12：中國車載攝像頭市場規(guī)模（億元） 8圖 13：Mobileye 在視覺識別系統(tǒng)領(lǐng)域市場份額遙遙領(lǐng)先 8圖 14：Mobileye 芯片銷量逐年增高，CAGR 達(dá)到 46% 8圖 15：Mobileye 解決方案應(yīng)用于多種主流車輛 8圖 16：Mobiley

4、e 通過四個(gè)獨(dú)立算法實(shí)現(xiàn)圖像 3D 化 9圖 17：Mobileye 的 Super Vison 框架圖 9圖 18：未來汽車將主要由 77GHz 毫米波雷達(dá)構(gòu)成 12圖 19：FMCW 調(diào)制的毫米波雷達(dá)測距原理 13圖 20：毫米波雷利用多普勒效應(yīng)測速原理 13圖 21：毫米波雷達(dá)測量角度原理 13圖 22：毫米波雷達(dá)結(jié)構(gòu)圖 14圖 23：毫米波雷達(dá) PCB 板示意圖 14圖 24：全球毫米波雷達(dá)市場規(guī)模（億美元） 15圖 25：中國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模（億元） 15圖 26：全球毫米波雷達(dá)市場出貨量 15圖 27：毫米波雷達(dá)重點(diǎn)廠商 15表格目錄表 1：傳感器數(shù)量隨自動(dòng)駕駛等級升高 2表 2

5、：部分主流攝像頭性能 4表 3：不同類型攝像頭在 ADAS 中的應(yīng)用情況 5表 4：單目、雙目、多目攝像頭特征對比 7表 5：24GHz 與 77GHz 毫米波雷達(dá)對比 12表 6：主要廠商毫米波雷達(dá)產(chǎn)品對比 16表 7：國內(nèi)毫米波雷達(dá)廠商情況 18 汽車傳感器：自動(dòng)駕駛的感知層基石自動(dòng)駕駛傳感器是智能汽車的檢測系統(tǒng)，是汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的感知端基石。傳感器通過將感受到的被測量信息按照特定規(guī)則轉(zhuǎn)化為電信號，進(jìn)而將其傳輸?shù)狡嚨闹醒肟刂茊卧羞M(jìn)行環(huán)境監(jiān)測、車身感知、決策規(guī)劃，從而協(xié)助智能駕駛汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。無論是在 ADAS 還是高等級自動(dòng)駕駛技術(shù)中心，傳感器都扮演了感知端基石的角色，一輛汽車所

6、搭載的傳感器數(shù)量與質(zhì)量的水平，也往往直接決定了其智能化水平的高低。目前自動(dòng)駕駛的核心傳感器包括車載攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)，在 ADAS 系統(tǒng)中主要以攝像頭與毫米波雷達(dá)為主。車載攝像頭以圖像識別算法為基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)外部圖像環(huán)境感知與分析，在自動(dòng)駕駛傳感器領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用，是自動(dòng)駕駛“的汽車之眼”；毫米波雷達(dá)運(yùn)用 24-300GHz的毫米波進(jìn)行環(huán)境感知，可在惡劣天氣或光線較暗條件下穩(wěn)定工作，同時(shí)可以有效測量障礙物距離與方位，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域應(yīng)用廣闊；激光雷達(dá)基于 TOF（Time of Fly）技術(shù)，利用激光束測量距離并形成激光點(diǎn)云，是三維成像及繪制高精度地圖最理想的手段之一，但由于成本

7、較高，目前還未在汽車端普及。從性能來看，三類傳感器的探測距離、分辨率、角分辨率等探測參數(shù)各異，對應(yīng)于物體探測能力、識別分類能力、三維建模、抗惡劣天氣等特性優(yōu)劣勢分明。各種傳感器能形成良好的優(yōu)勢互補(bǔ)，目前市場上應(yīng)用最多的傳感器是攝像頭與毫米波雷達(dá)，隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步與成本的降低，多元傳感器融合將成為未來的趨勢。車速測量能力探測范圍全天候工作能力夜間工作能力惡劣天氣下表現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測能力溫度穩(wěn)定性成本激光雷達(dá)毫米波雷達(dá)攝像頭圖 1：車載傳感器特點(diǎn)分析圖 2：車載傳感器性能對比資料來源：自動(dòng)駕駛技術(shù)概論-清華版，中信證券研究部資料來源：CSDN，中信證券研究部自動(dòng)駕駛高速發(fā)展，國內(nèi)政策積極布局，傳

8、感器市場受益隨著人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，自動(dòng)駕駛技術(shù)日漸成熟。根據(jù) SAE（Society ofAutomation Engineers，國際自動(dòng)機(jī)工程師協(xié)會(huì)）在 2014 年發(fā)布的關(guān)于自動(dòng)駕駛汽車的分級標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)駕駛技術(shù)一共被分為 5 個(gè)等級：L1 輔助駕駛、L2 部分自動(dòng)駕駛、L3 有條件自動(dòng)駕駛、L4 高度自動(dòng)駕駛和 L5 完全自動(dòng)駕駛。隨著級別的升高，自動(dòng)駕駛的程度也逐漸增加。圖 3：自動(dòng)駕駛分級標(biāo)準(zhǔn)資料來源：自動(dòng)駕駛技術(shù)概論-清華版，中信證券研究部隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)及 ADAS 系統(tǒng)的滲透率不斷提高，自動(dòng)駕駛傳感器的需求量將快速增長。自動(dòng)駕駛傳感器是智能汽車的關(guān)鍵基礎(chǔ)性零部件，伴隨著智

9、能汽車銷量的上升，汽車傳感器的市場需求量也會(huì)隨之上升。同時(shí)，自動(dòng)駕駛技術(shù)的快速發(fā)展催生傳感器需求量進(jìn)一步增加，一般來說，自動(dòng)駕駛的等級越高，所需要的傳感器數(shù)量與質(zhì)量要求也就越高。我們預(yù)測，車載傳感器市場在未來 5 年內(nèi)將迎來高速發(fā)展期，市場前景廣闊。表 1：傳感器數(shù)量隨自動(dòng)駕駛等級升高傳感器數(shù)量（個(gè)）L1L2L3L4/L5攝像頭13610毫米波雷達(dá)1248激光雷達(dá)0011資料來源：自動(dòng)駕駛技術(shù)概論-清華版，中信證券研究部在政策方面，自動(dòng)駕駛汽車作為未來汽車行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，國家為其出臺了一系列政策和規(guī)劃以促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2015 年國家推出中國制造 2025 計(jì)劃，對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展做

10、出重要規(guī)劃，到 2020 年掌握輔助駕駛技術(shù)，并初步建立自主研發(fā)和生產(chǎn)體系，到 2025 年掌握自動(dòng)駕駛總體和關(guān)鍵技術(shù)， 并建立完善自主研發(fā)和生產(chǎn)體系，完成汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。在自動(dòng)駕駛滲透率的規(guī)劃上，2017 年，中國工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合科技部印發(fā)的汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃指出，到 2020 年，安裝 L1 級別駕駛輔助的汽車、L2 級別部分自動(dòng)駕駛、L3 級別有條件駕駛的新車滲透率超過 50%，到 2025 年， L2 級部分自動(dòng)駕駛和 L3 級別有條件駕駛的新車滲透率超過 25%，自動(dòng)駕駛汽車滲透率超過 80%。在政策的支持下，智能駕駛輔助功能裝機(jī)率的提高將帶動(dòng)自動(dòng)駕駛傳感器

11、的需求激增，進(jìn)而推動(dòng)汽車傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自動(dòng)駕駛市場空間廣闊，傳感器有望高速增長技術(shù)演進(jìn)推動(dòng)智能汽車行業(yè)高速發(fā)展，預(yù)計(jì) ADAS 市場將在未來 5 年迎來黃金發(fā)展期。隨著無人駕駛汽車相關(guān)法律法規(guī)的放寬以及主要車企及科技公司自動(dòng)駕駛技術(shù)及產(chǎn)品的不斷落地，我國 ADAS 市場有望高速發(fā)展。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2020 年我國 ADAS市場規(guī)模有望突破 844.6 億元，到 2023 年，我國 ADAS 市場規(guī)模將達(dá)到 1321.5 億元， CAGR 達(dá)到 27.5%。在 ADAS 系統(tǒng)滲透率方面，目前，全球 ADAS 系統(tǒng)滲透率不高，市 場成長空間廣闊。我們預(yù)計(jì)，截至 2020 年，中國汽車

12、產(chǎn)業(yè) ADAS 滲透率僅有約 26%左右， 中國自主品牌乘用車ADAS 到 L3 的總滲透率將從 2019 的 20%快速增長至 2025 年的 64%， ADAS 滲透率顯著增長并逐漸成為汽車必備單元。其中，芯片、軟件系統(tǒng)及傳感器將貢獻(xiàn) 主要市場增量。圖 4：中國 ADAS 市場規(guī)模（億元）圖 5：ADAS 系統(tǒng)滲透率變化曲線中國ADAS市場規(guī)模（億元）1321.51146.21012.8844.6712.3556.2421111.3150.8 204140012001000800600400200080%70%60%50%40%30%20.0% 26.0%20%10%0%L1滲透率L2滲透

13、率64.0%54.0%46.0%38.0%31.0%75.0%69.5%2019 2020E2021E 2022E 2023E 2024E 2025E2030E資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院（含預(yù)測），中信證券研究部資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中信證券研究部（含預(yù)測）目前，自動(dòng)駕駛滲透率逐步提升疊加級別持續(xù)提升，預(yù)計(jì)傳感器需求呈指數(shù)級增長。在我國，伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國汽車工業(yè)市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，汽車傳感器市場有望在 2023 年突破 340 億元。根據(jù)頭豹產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2014 年至 2018 年期間，中國汽車傳感器行業(yè)市場規(guī)模由 2014 年的 106.9 億元上升至 2018 年的

14、 171.1 億元，年復(fù)合增長率為 12.5%。面對市場潛力巨大的汽車傳感器行業(yè)，中國汽車傳感器廠商的制造能力持續(xù)提升。在智能汽車快速發(fā)展的背景下，中國汽車傳感器廠商有望彎道超車，在自動(dòng)駕駛傳感器領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢地位。我們預(yù)計(jì)，未來幾年中國汽車傳感器行業(yè)將望保持快速增長的趨勢，并于 2023 年突破 340 億元。圖 6：中國汽車傳感器市場規(guī)模（億元）400中國傳感器市場規(guī)模（億元）同比（%）20%35018.5%18.3%303.8346.118%16%3002502009.7%13.2%157.3171.114.7%232.1196.2263.913.7%15.1%13.91%4%12%10%

15、150100500106.9139117.38.8%8%6%4%2%0%201420152016201720182019E2020E2021E2022E2023E資料來源：頭豹產(chǎn)業(yè)研究院，中信證券研究部（含預(yù)測） 攝像頭：自動(dòng)駕駛的“汽車之眼”工作原理：視覺系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知？車載攝像頭是自動(dòng)駕駛汽車的主要視覺傳感器，也是技術(shù)成熟的“汽車之眼”。車載攝像頭獲取圖像信息的前端，借由鏡頭采集圖像后，攝像頭內(nèi)的感光組件電路及控制組件對圖像進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)化為電腦能處理的數(shù)字信號，隨后圖像信息在視覺處理芯片上通過算法進(jìn)行處理，提取有效信息后進(jìn)入決策層用于決策判斷，從而感知與判斷車輛周邊的路況情況。車載攝

16、像頭具有目標(biāo)識別能力，應(yīng)用圖像識別技術(shù)讓自動(dòng)駕駛汽車能夠精準(zhǔn)分辨出駕駛過程中的行人、車輛、交通標(biāo)志和障礙物，目前主要應(yīng)用在 360 全景影像、前向碰撞預(yù)警、車道偏移報(bào)警和行人檢測等 ADAS 功能中。自動(dòng)駕駛攝像頭主要包括軟件與硬件兩個(gè)部分。從硬件結(jié)構(gòu)上來看，車載攝像頭的主要組成包括鏡頭、CMOS 圖像傳感器、DSP 數(shù)字處理芯片等，整體部件通過模組組裝而成。圖 7：車載攝像頭結(jié)構(gòu)資料來源：新材料在線在硬件性能方面，車載攝像頭比工業(yè)級別攝像頭要求更高。1）溫度要求：車載攝像頭需要應(yīng)對多種復(fù)雜環(huán)境，溫度范圍要求一般在在-40 度80 度；2）像素要求：為降低芯片處理的負(fù)擔(dān)，攝像頭的像素并不需要非

17、常高，30 萬-200 萬像素已經(jīng)能滿足要求。3）探測范圍與角度：對于環(huán)視和后視，一般采用 135 度以上的廣角鏡頭，探測距離在 10 米以內(nèi)，前置攝像頭對視距要求更大，一般采用 40-70 度的視角范圍，視距要求一般在 120 米以上，雙目攝像頭視距一般小于單目；4）功耗：車載攝像頭功率不宜過大，一般在 10W以下。代表產(chǎn)品像素探測范圍探測角度適合溫度功耗車規(guī)等級博世 MPC2120 萬120m50 度水平，28 度垂直-40 度+85 度5WASILA大陸 MFC500800 萬300m125 度水平，60 度垂直-40 度+95 度7WASILD博世雙目100 萬55m50 度水平，28

18、 度垂直-40 度85 度5.8WASILA表 2：部分主流攝像頭性能（2021 量產(chǎn)）資料來源：智車科技，中信證券研究部（注：通常而言，攝像頭的探測范圍根據(jù)探測的水平角度而定，大陸 MFC500的 300m 是指的最遠(yuǎn)范圍）與傳統(tǒng)攝像頭不同的是，自動(dòng)駕駛攝像頭產(chǎn)業(yè)最重要的部分并非攝像頭硬件本身，而是自動(dòng)駕駛芯片以及基于芯片的視覺系統(tǒng)自動(dòng)駕駛算法和解決方案。車載攝像頭的算法和解決方案主要依靠于計(jì)算機(jī)視覺(Computer Vision)與機(jī)器學(xué)習(xí)。車載攝像頭在圖像采集之后，經(jīng)過圖像預(yù)處理，將數(shù)據(jù)傳輸給無人駕駛系統(tǒng)。無人駕駛系統(tǒng)通過以深度學(xué)習(xí)為核心的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)檢測，即對周圍的環(huán)境、車

19、輛、行人以及交通基礎(chǔ)設(shè)施做出精準(zhǔn)的分割和目標(biāo)分類。在圖像分割和目標(biāo)分類完成后，對于不同的分類對象的特點(diǎn)，無人駕駛感知層系統(tǒng)還需要分別進(jìn)行針對性的探測和認(rèn)知，從而通過有效的圖像識別指導(dǎo)指導(dǎo)汽車對周圍的環(huán)境做出反應(yīng)。圖 8：車載攝像頭進(jìn)行環(huán)境識別的原理圖 9：Mobileye 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像識別資料來源：雷鋒網(wǎng)，中信證券研究部資料來源：Mobileye 官網(wǎng)車載攝像頭分類較多，根據(jù)其在自動(dòng)駕駛汽車上的安裝位置，車載攝像頭可以分為前視、后視和側(cè)視等多種類型。前視攝像頭覆蓋的 ADAS 功能最多，通過對其獲取的圖像進(jìn)行不同的處理之后，可以實(shí)現(xiàn) LKA 車道保持、LCA 變道輔助、EAB 電子剎車輔

20、助、TSP 交通標(biāo)志識別、LDW 車道偏離預(yù)警等多項(xiàng)功能；后視攝像頭用于探測車身后方的情況，可以實(shí)現(xiàn)的功能包括 PA泊車輔助、SVP 全景泊車等；低級別的自動(dòng)駕駛汽車只安裝前后視攝像頭，視野范圍有限，存在視野盲區(qū)，為解決這個(gè)問題需要安裝側(cè)視攝像頭，它可以實(shí)現(xiàn)的功能包括 BSD 盲點(diǎn)檢測、LCA 變道輔助等。表 3：不同類型攝像頭在 ADAS 中的應(yīng)用情況類型實(shí)現(xiàn)功能攝像頭功能描述LKA 車道保持、LCA 變道輔助、EBA 電子剎車輔助、TSP 交通標(biāo)志識、LDW 車道偏離預(yù)警、前視SVP 全景泊車、PDS 行人檢測系統(tǒng)、PCW 行人碰撞預(yù)警、NVS 夜視系統(tǒng)、FCW 前向碰撞系統(tǒng)、ACC 自適

21、應(yīng)巡航、AEB 自動(dòng)緊急制動(dòng)LCA 變道輔助、BSD 盲點(diǎn)檢測、TSP 交通標(biāo)志側(cè)視識別、SVP 全景泊車后視PA 泊車輔助、SVP 全景泊車資料來源：搜狐號：光與電的世界、中信證券研究部視角一般為 4070，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)汽車駕駛過程中前向環(huán)境監(jiān)測與識別多采用廣角鏡頭，視角一般在 60120，在車身周圍裝配多個(gè)攝像頭進(jìn)行圖像拼接實(shí)現(xiàn)全景圖多采用廣角或魚眼鏡頭，視角一般在 70180+，主要為倒車后視攝像頭根據(jù)鏡頭個(gè)數(shù)的不同，攝像頭可以分為單目、雙目和多目攝像頭。單目攝像頭通過計(jì)算機(jī)視覺與人工智能算法對攝像頭獲取的信息進(jìn)行分析，獲取有用的信息并做出相應(yīng)的判斷。Mobileye 即是單目攝像頭解決方案

22、的領(lǐng)先者。目前。單目攝像頭解決方案已經(jīng)相對成熟，且成本低廉，廣泛搭載于各類汽車上，用于對路況的判斷。但同時(shí)，單目攝像頭也存在一定的劣勢。由于單個(gè)攝像頭無法獲取景深，在測量車輛與障礙物之間的距時(shí)需要根據(jù)算法在圖像識別匹配目標(biāo)物體之后，通過其在圖像中的大小去估算目標(biāo)距離。這一方式對算法水平要求極高，同時(shí)需要大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練保證準(zhǔn)確率。同時(shí)，由于車載單目攝像頭很難頻繁變焦，導(dǎo)致了視覺系統(tǒng)難以采集不同焦距下的環(huán)境圖像。因此，Mobileye、特斯拉等廠商逐漸開始傾向于使用雙目或多目攝像頭來解決不同距離下攝像頭看清、看準(zhǔn)的問題。相比于單目視覺，雙目視覺（Stereo Vision）的關(guān)鍵區(qū)別在于可以利用雙

23、攝像頭從不同角度對同一目標(biāo)成像，從而獲取視差信息，推算目標(biāo)距離。在 ADAS 應(yīng)用中，如果采用單目攝像頭，為了識別行人和車輛等目標(biāo)，通常需要大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集和訓(xùn)練來完成機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并且難以識別不規(guī)則物體；而利用毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)進(jìn)行測距的精度雖然較高，但是成本和難度亦較高。所以，雙目視覺的最大優(yōu)勢在于維持開發(fā)成本相對較低的前提下，保證了一定精度的目標(biāo)識別和測距。但同時(shí)，雙目攝像頭也存在一定的缺點(diǎn)。首先，因?yàn)樵黾恿艘粋€(gè)鏡頭，帶來更多運(yùn)算量，整個(gè)攝像頭模組的性能要求和成本都更高，系統(tǒng)也容易產(chǎn)生更大的誤差。其次，在兩者都有的標(biāo)定工作上，雙目要比單目更加復(fù)雜，而且選擇雙目方案依然要需要一個(gè)龐大的數(shù)

24、據(jù)庫訓(xùn)練模型從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識別，因此算法的開發(fā)難度也不低。目前市場上采用雙目攝像頭系統(tǒng)的主要是斯巴魯?shù)?Subaru EyeSight 系統(tǒng)、百度推出的部分 Apollo L4 擺渡車以及歐盟自主泊車項(xiàng)目 V-Charge。整體而言，雙目攝像頭功能更加強(qiáng)大、測度更加精準(zhǔn)，但成本比單目攝像頭高，因此目前多搭載于高檔汽車，屬于較為常用的視覺解決方案。除了較為多見的單目與雙目攝像頭方案，多目（三個(gè)及以上）攝像頭也被一些廠商所使用，如蔚來的 ES8 和特斯拉的 Model 3 就采用了三目攝像頭，采用三個(gè)不同焦距的前向攝像頭覆蓋不同范圍的場景，解決了攝像頭無法來回切換焦距的問題，也可以通過立體視覺技術(shù)實(shí)

25、現(xiàn)三維成像；Mobileye 在最新的方案中則采用了 7 個(gè)攝像頭采集不同焦距的圖像數(shù)據(jù)，隨后使用 SFM（Structure from Motion）技術(shù)將不同焦距與角度的圖像拼接在一起繪制成三維點(diǎn)云，從而構(gòu)建立體視覺進(jìn)行環(huán)境感知。多目攝像頭可以通過不同的攝像頭來覆蓋不同范圍的場景，并通過攝像頭之間的配合實(shí)現(xiàn)景深的測量，因此受到越來越多廠商的關(guān)注。然而，多目攝像頭單是硬件成本就是單目的 N 倍，而且在算法的復(fù)雜度和成本上也會(huì)成倍增加，因此目前只應(yīng)用于小部分車型中。隨著自動(dòng)駕駛的推進(jìn)，多目攝像頭有望獲得進(jìn)一步發(fā)展。圖 10：雙目攝像頭通過時(shí)差測距圖 11：Mobileye 通過多個(gè)攝像頭構(gòu)建立

26、體視覺資料來源：佐思汽車研究資料來源：佐思汽車研究目前來看，雙目及多目攝像頭的方案在成本、制造工藝、可靠性、精確度等綜合因素的制約下，導(dǎo)致其難以在市場上推廣，而單目攝像頭低成本可靠性的解決方案，搭配毫米波雷達(dá)與超聲波雷達(dá)，完全可以滿足 L1,L2,以及部分 L3 場景下的功能。因此，在現(xiàn)有的市場環(huán)境下，預(yù)計(jì)未來五年內(nèi)單目攝像頭的解決方案依然會(huì)是主流。表 4：單目、雙目、多目攝像頭特征對比分類測距原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)主要應(yīng)用廠商算法識別研發(fā)壁壘、數(shù)據(jù)庫建立與模型單目攝像頭先通過圖像識別障礙物，在根據(jù)相對大小估算距離成本與量產(chǎn)難度相對較低訓(xùn)練成本高、定焦鏡頭難以同時(shí)觀察不同距離的圖像使用多個(gè)攝像頭，成本較

27、高，誤差增大Mobileye博世、大陸、電裝、日立雙目攝像頭不需要識別目標(biāo)，在級化分割、立體匹配后，獲得精確的深度數(shù)測距精確計(jì)算量增大，對芯片要求高多目攝像頭據(jù)立體視覺、全視角覆蓋對攝像頭之間的誤差精度要求高，量產(chǎn)、安裝較困難特斯拉、蔚來、Mobileye資料來源：電子工程世界，中信證券研究部市場分析：全球車載攝像頭市場高速發(fā)展，Mobileye 獨(dú)占鰲頭在市場方面，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)逐步推廣，車載攝像頭行業(yè)實(shí)現(xiàn)加速發(fā)展，車載攝像頭的市場需求亦快速提升。現(xiàn)階段，ADAS 逐步興起，而車載攝像頭作為 ADAS 的主要視覺傳感器，其市場關(guān)注度亦不斷提升。此外，車載攝像頭亦是車聯(lián)網(wǎng)的重要信息輸入終端，

28、車聯(lián)網(wǎng)的推廣發(fā)展顯著加快車載攝像頭的發(fā)展步伐。中國車載攝像頭市場規(guī)模將保持高增長速度。據(jù)頭豹產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2016 年中國車載攝像頭市場規(guī)模為 35.3 億元，在 ADAS、車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)下，中國車載攝像頭行業(yè)有望繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢，預(yù)計(jì)到 2020 年市場規(guī)模超過 42 億元，到 2023 年達(dá)到 51.8 億元，2019 至 2023 年年復(fù)合增長率將達(dá) 6.7%。圖 12：中國車載攝像頭市場規(guī)模（億元）中國車載攝像頭市場規(guī)模（億元）同比（%）8.0%7.0%6.0%5.9%5.0%4.2%3.3%609%8%507%406%5%304%203%2%101%00%2016201

29、7201820192020E2021E2022E2023E資料來源：頭豹產(chǎn)業(yè)研究院（含預(yù)測），中信證券研究部攝像頭領(lǐng)域技術(shù)壁壘高，對硬件與軟件系統(tǒng)均有較高的要求，因此市場集中度較高。目前，以色列公司 Mobileye 是以攝像頭為主的圖像識別技術(shù)龍頭。Mobileye 擁有較高的技術(shù)壁壘，在 ADAS 到 L2+方案的市場滲透率超過 70%。公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)大多來自 MIT，他們擁有超過十年的機(jī)器視覺研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，通過與車企的深度合作實(shí)現(xiàn) ADAS 市場的快速滲透，憑借著 ADAS 領(lǐng)域龍頭的有利位置，深耕數(shù)據(jù)采集與算法模型訓(xùn)練，通過收集大量數(shù)據(jù)以協(xié)助技術(shù)的迭代更新以及高精度地圖的建立，從而向更高級

30、別自動(dòng)駕駛技術(shù)的目標(biāo)邁進(jìn)。公司主要提供“車載攝像頭+算法+視覺處理芯片”的整體解決方案，精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)，可以很好地應(yīng)用于 L3 以下的自動(dòng)駕駛環(huán)境中，因此廣受市場歡迎。以 EyeQ 系列芯片作為代表，公司的全球出貨量累計(jì)超過 5000 萬片，基本上引領(lǐng)了全球 ADAS 行業(yè)的發(fā)展方向。2019 年 Mobileye 手握全球 26 個(gè)車企的 45 個(gè)合作項(xiàng)目，并新獲得 22 款車型的超 1600 萬輛訂單，為全球大多數(shù)主流整車廠提供解決方案。公司在全球智能駕駛的普及中，享受著蛋糕做大的福利，于 2017 年被 Intel 以 150 億美元收購。圖 13：Mobileye 在視覺識別系統(tǒng)領(lǐng)域

31、市場份額遙遙領(lǐng)先圖 14：Mobileye 芯片銷量逐年增高，CAGR達(dá)到 46%圖 15：Mobileye 解決方案應(yīng)用于多種主流車輛資料來源：鎂客網(wǎng)，中信證券研究部資料來源：Mobileye 官網(wǎng)資料來源：Mobileye 官網(wǎng)Mobileye 的技術(shù)積累主要是基于機(jī)器視覺和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用攝像頭附帶傳感器和定 制化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)芯片，將物體探測任務(wù)在單一硬件平臺上執(zhí)行。Mobileye 設(shè)計(jì)了“ViDAR”系統(tǒng)：單靠攝像頭實(shí)現(xiàn)類似 LiDAR 的數(shù)據(jù)輸出能力，并通過四種獨(dú)立算法，在 3D 空間中對探測物體進(jìn)行定位。今年 9 月，Mobileye 公布了其基于 EyeQ5 自動(dòng)駕駛芯片的自動(dòng)駕

32、駛最新解決方案 SuperVision。在該方案中，Mobileye 采用了 7 個(gè)遠(yuǎn)距離自動(dòng)駕駛用單目攝像頭構(gòu)成 SFM（Structure from Motion），通過多個(gè)二維圖像序列構(gòu)建出完整的三維結(jié)構(gòu)環(huán)境模型，也稱為多目立體視覺系統(tǒng)。這一解決方案技術(shù)壁壘極高，除了 Mobileye 以外，目前市場上還沒有通過 SFM 實(shí)現(xiàn)立體視覺的商業(yè)化實(shí)例，Mobileye 在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先可見一斑。圖 16：Mobileye 通過四個(gè)獨(dú)立算法實(shí)現(xiàn)圖像 3D 化圖 17：Mobileye 的 Super Vison 框架圖資料來源：MIT 人工智能研究所資料來源：佐思汽車研究不過另一方面

33、，Mobileye 本身也存在一定的弊端，這為國內(nèi)企業(yè)提供了彎道超車的機(jī)會(huì)。1）算法與芯片“捆綁銷售”，黑盒子模式限制用戶創(chuàng)新，影響下游廠商合作意愿。 Mobileye 一直采用“算法+芯片”的捆綁銷售模式，下游廠商靈活度較低，無法根據(jù)自己需求設(shè)計(jì)自動(dòng)駕駛算法，很難獲得自動(dòng)駕駛過程中的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，因此在于 Mobileye 合作時(shí)會(huì)有更多顧慮；2）Mobileye 尚沒有完全證明其在攝像頭技術(shù)以外，更高級別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)上的綜合和運(yùn)算能力，包括與毫米波雷達(dá)和 LiDAR 等方面的整合能力。因此Mobileye 仍需通過 EyeQ 芯片的持續(xù)迭代升級，但這一硬件層面的迭代還需要一定時(shí)間的積累與驗(yàn)證

34、。目前，我國已經(jīng)有眾多公司布局車載攝像頭系統(tǒng)領(lǐng)域，加速追趕國外先進(jìn)水平。德賽西威自主研制的全自動(dòng)泊車系統(tǒng)、駕駛員行為監(jiān)控和身份識別系統(tǒng)等攝像頭解決方案已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在奇瑞星途、吉利星越等車型上量產(chǎn)，代客泊車已拿到自主品牌訂單。除此之外，百度 Apollo、華為等國內(nèi)廠商也開始布局視覺解決方案。整體而言，雖然目前國內(nèi)攝像頭解決方案距離 Mobileye 仍有很大差距，但隨著國內(nèi)公司的積極布局并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，這一差距正在縮小。感知方案之爭：視覺系統(tǒng)能否主導(dǎo)自動(dòng)駕駛？目前，在關(guān)于視覺解決方案能否主導(dǎo)自動(dòng)駕駛的技術(shù)路線方面，分為了兩大陣營：一類是 Mobileye 與特斯拉兩家公司，他們堅(jiān)持視覺主導(dǎo)的多傳感器融

35、合方案，他們認(rèn)為攝像頭視覺系統(tǒng)可以足夠應(yīng)對駕駛中的問題，如果不行，再配合毫米波雷達(dá)也就夠了。而另一類則是以通用 Cruise 為代表的絕大多數(shù)主流車廠，以及類似 Waymo、華為、小馬智行、文遠(yuǎn)知行這樣的科技玩家，他們認(rèn)為視覺解決方案+毫米波雷達(dá)難以完全解決真實(shí)駕駛場景中的所有問題，需要精度更高且能夠探測三維環(huán)境的激光雷達(dá)來作為傳感器主導(dǎo)。當(dāng)前由于高線束的激光雷達(dá)成本極其高昂，比如 Velodyne 的 64 線機(jī)械式激光雷達(dá)單價(jià)高達(dá)數(shù)萬美金，因此激光雷達(dá)方案暫時(shí)無法廣泛鋪開，隨著激光雷達(dá)往固態(tài)演進(jìn)，成本或大幅下降，華為車 BU 的總經(jīng)理王軍表示未來 128 線的激光雷達(dá)有望下降至 200 美

36、金，屆時(shí)激光雷達(dá)或成為自動(dòng)駕駛的主傳感器。Mobileye 堅(jiān)持視覺系統(tǒng)，轉(zhuǎn)用立體視覺建立 3D 環(huán)境模型。Mobileye 在視覺方案方面擁有超過 20 年的發(fā)展歷史，在視覺領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富。今年 9 月底，Mobileye 公布了其基于 EyeQ5 自動(dòng)駕駛芯片的自動(dòng)駕駛最新解決方案。在該方案中，Mobileye 采用了 7 個(gè)遠(yuǎn) 距離自動(dòng)駕駛用單目攝像頭構(gòu)成 SFM（Structure from Motion），通過多個(gè)二維圖像序列 構(gòu)建出完整的三維結(jié)構(gòu)環(huán)境模型，也稱為多目立體視覺系統(tǒng)。這套系統(tǒng)技術(shù)難度較大，同 時(shí)在精度方面仍與激光雷達(dá)和雙目攝像頭有一定的差距，但它對于汽車算力要求相對較低，

37、所采用的算法也主要基于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺算法，因此系統(tǒng)更為穩(wěn)定可靠。特斯拉拋棄激光雷達(dá)，借助算法彌補(bǔ)感知水平差距。激光雷達(dá)成本高昂，而且容易受到極端天氣環(huán)境影響?？紤]到成本問題，埃隆馬斯克從一開始就沒有將激光雷達(dá)作為特斯拉無人駕駛解決方案 Autopilot 的必選硬件。特斯拉當(dāng)前主要應(yīng)用車載前端三目攝像頭判斷道路信息，借助毫米波雷達(dá)探測周邊環(huán)境，同時(shí)配合搭載在車身周圍的攝像頭以及超聲波雷達(dá)實(shí)現(xiàn) L3 水平的自動(dòng)駕駛，因此硬件成本比較低。但這套硬件方案的感知水平也較低，特斯拉需要依托其在軟件算法方面的能力提升與大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練來加以彌補(bǔ)。另一方面，大部分主流整車廠選擇以激光雷達(dá)為主導(dǎo)。激光雷達(dá)在三維成

38、像與高精度地圖繪制方面具有極其強(qiáng)大的優(yōu)勢。以谷歌 Waymo 和通用 Cruise 為首的高級自動(dòng)駕駛廠商希望通過激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)高精度的駕駛環(huán)境三維模型建立與識別，同時(shí)配合攝像頭與毫米波雷達(dá)作為輔助實(shí)現(xiàn) L4 以上的自動(dòng)駕駛。這類廠商的主要目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)最高等級的自動(dòng)駕駛，對成本問題相對不敏感，他們通常會(huì)在汽車上 1 個(gè)甚至多個(gè)激光雷達(dá)。而從自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)水平來看，根據(jù)國外研究機(jī)構(gòu) Navigant Research2019 年關(guān)于自動(dòng)駕駛公司的排行榜，Waymo 與 Cruise 分別處于第一和第二的位置，已經(jīng)達(dá)到了 L4+級別的自動(dòng)駕駛水平，而特斯拉排名靠后，仍處于 L3 階段。這一結(jié)果也從側(cè)面

39、說明了視覺系統(tǒng)可能難以獨(dú)自支撐起高級自動(dòng)駕駛的感知任務(wù)，以激光雷達(dá)為主導(dǎo)的多元傳感器融合或許會(huì)成為未來的趨勢。除此之外，對于很多傳統(tǒng)主機(jī)廠而言，他們一般很難具備像特斯拉與 Mobileye 這樣強(qiáng)大的軟件開發(fā)能力和視覺技術(shù)，無法通過單一的視覺主導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高等級自動(dòng)駕駛；同時(shí)，他們也需要考慮性價(jià)比平衡與成本問題。因此，采用低成本激光雷達(dá)是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化無人駕駛技術(shù)的方法。以奧迪 A8 為例，該車采用了“四線激光雷達(dá)（約 600 美金）+攝像頭+毫米波雷達(dá)”的解決方案，整車達(dá)到 L3 級別，能夠精確的判斷車身周圍障礙物并實(shí)現(xiàn)有條件自動(dòng)駕駛，為低成本激光雷達(dá)在主流車型上的使用提供了典范。目前，由

40、于激光雷達(dá)價(jià)格仍然普遍過高，且在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)成本的大幅降低，我們預(yù)測，在短期內(nèi)傳感器市場將主要以攝像頭+毫米波雷達(dá)為主，以視覺系統(tǒng)為主導(dǎo)的 ADAS技術(shù)將成為行業(yè)主流，自動(dòng)駕駛技術(shù)普遍仍停留在 L3 以下，激光雷達(dá)仍處于小規(guī)模測試與試用階段；在 3-5 年之后，激光雷達(dá)成本有望大幅降低，高級自動(dòng)駕駛技術(shù)日漸成熟，性能優(yōu)異的激光雷達(dá)將成為主導(dǎo)系統(tǒng)，同時(shí)搭配攝像頭與毫米波雷達(dá)等傳感器，智能汽車將實(shí)現(xiàn)真正的多元傳感器融合。 毫米波雷達(dá)：自動(dòng)駕駛的“汽車之耳”工作原理：毫米波雷達(dá)如何助力全天候自動(dòng)駕駛？毫米波雷達(dá)，是一種使用天線發(fā)射波長 1-10mm、頻率 24-300GHz 的毫米波作為放射波的雷

41、達(dá)傳感器，通過處理目標(biāo)反射信號獲取汽車與其他物體相對距離、相對速度、角度及運(yùn)動(dòng)方向等物理環(huán)境信息。毫米波雷達(dá)可根據(jù)所探知的物體信息對目標(biāo)進(jìn)行追蹤和分類，電子控制單元（ECU）結(jié)合車身動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行智能決策，通過聲音、光線及觸覺等多種傳感方式告知駕駛者，或直接進(jìn)行自動(dòng)變速、制動(dòng)處理，從而降低駕駛事故發(fā)生的概率。相較于攝像頭和激光雷達(dá)等車載傳感器，毫米波雷達(dá)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。1）集成度高，受外界環(huán)境影響?。汉撩撞úㄩL介于厘米波及光波之間，兼具微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)，與微波導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭體積小、重量輕、集成度高，與紅外導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭穿透煙霧能力強(qiáng)，且具備一定反隱身能力，可全天候全天

42、時(shí)工作；2）測量精度高：毫米波頻率高，多普勒效應(yīng)顯著，距離和速度測量精度高（可達(dá)厘米級別），此外，毫米波雷達(dá)可在小天線口徑下獲得窄波束，細(xì)節(jié)分辨能力強(qiáng)、被截獲性低、抗干擾能力強(qiáng)； 3）性價(jià)比較高：毫米波雷達(dá)探測距離約為 200m，相較于激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)的成本很低，可以在自動(dòng)駕駛汽車上大規(guī)模推廣應(yīng)用。從毫米波雷達(dá)的頻段分布上看，目前毫米波雷達(dá)主要分布在 24GHz 和 77GHz 兩個(gè)頻段。其中 24GHz 主要用于中短距離雷達(dá)，探測距離大約在 50-70 米；77GHz 主要用于長距離雷達(dá)，探測距離大約在 150-250 米。24GHz 目前大量應(yīng)用于中短距測量，包括汽車的盲點(diǎn)監(jiān)測、變道輔

43、助，其雷達(dá)安裝在車輛的后保險(xiǎn)杠內(nèi)，用于監(jiān)測車輛后方兩側(cè)的車道是否有車、可否進(jìn)行變道等。77GHz 雷達(dá)在集成度、探測精度與距離測量等整體性能優(yōu)于 24GHz 雷達(dá)，但成本也高于 24GHz 雷達(dá)。以 ACC 自適應(yīng)巡航為例，77GHz 毫米波雷達(dá)的體積僅為 24GHz 毫米波雷達(dá)的 33.3%，識別率是其 3 倍，精準(zhǔn)度則達(dá)到 24GHz 毫米波雷達(dá)的 3-5 倍。目前市面上主流的 77GHz 毫米波雷達(dá)系統(tǒng)單價(jià)在 1000 元左右，24GHz 雷達(dá)單價(jià)在 500 元左右。為了節(jié)約成本并有效實(shí)現(xiàn)駕駛環(huán)境 360 感知，大多數(shù)廠商多采用“1 長（77GHz）+n中短（24GHz）”個(gè)毫米波雷達(dá)，

44、比如奧迪 A8 就搭載了 5 個(gè)毫米波雷達(dá)，其中包括一個(gè)長距離雷達(dá)（LRR）和這個(gè)中短距離雷達(dá)（MRR）；奔馳 S 級則搭載了 7 個(gè)毫米波雷達(dá)，包括 1 個(gè)長距離雷達(dá)（LRR）和 6 個(gè)短距離雷達(dá)（SRR）。表 5：24GHz 與 77GHz 毫米波雷達(dá)對比頻段特點(diǎn)引用價(jià)格盲道檢測 BSD24GHz77GHz探測距離短，探測角度大穿透能力弱，精度低車速上限 150km/h體積大探測距離長，探測角度小穿透能力強(qiáng)，精度高車速上限 250km/h體積小車道偏離預(yù)警 LDW車道保持輔助 LKA泊車輔助 PA變道輔助 LCA倒車輔助 BSD自適應(yīng)巡航 ACC 自動(dòng)緊急制動(dòng) AEB前向碰撞預(yù)警 FCW5

45、00 元人民幣1000 元人民幣資料來源：伽太科技，中信證券研究部目前，77GHz 雷達(dá)由于其體積較小，更容易實(shí)現(xiàn)單芯片的集成，且具有更高的識別精度、更高的信噪比以及更強(qiáng)的穿透能力，已經(jīng)成為毫米波雷達(dá)行業(yè)的主流。在另一方面，根據(jù)美國 FCC 和歐洲 ESTI 規(guī)劃，24GHz 的寬頻段（21.65-26.65GHz）將在 2022 年過期。因此，隨著規(guī)模的擴(kuò)大和成本的進(jìn)一步下降，77GHz 將成為毫米波雷達(dá)未來市場的發(fā)展趨勢。圖 18：未來汽車將主要由 77GHz 毫米波雷達(dá)構(gòu)成資料來源：汽車之家毫米波雷達(dá)測距原理是根據(jù)接收和發(fā)射毫米波的時(shí)間差來測算的。毫米波雷達(dá)將無線電波（毫米波）信號發(fā)出去

46、，然后接收回波，根據(jù)收發(fā)的時(shí)間差測得目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)和相對距離。目前，市場上主流的方法是使用 FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）調(diào)制方法來測距，通過振蕩器形成持續(xù)變化的信號，而發(fā)出信號和接收信號之間形成頻率差，其差值與發(fā)射-接收時(shí)間差成線性關(guān)系，只要通過頻率差就能計(jì)算出接受與發(fā)射毫米波信號之間的時(shí)間差，從而測量出車輛與物體距離。圖 19：FMCW 調(diào)制的毫米波雷達(dá)測距原理資料來源：智波科技毫米波雷達(dá)測速是基于多普勒效應(yīng)原理。所謂多普勒效應(yīng)就是，當(dāng)聲音、光和無線電波等振動(dòng)源與觀測者有相對速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測者所收到的振動(dòng)頻率與振動(dòng)源所發(fā)出的頻率有不同。也就是說，當(dāng)發(fā)射的電磁波和被探測目標(biāo)有相對移動(dòng)，回波的頻率會(huì)和

47、發(fā)射波的頻率不同。當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時(shí)，反射信號頻率將高于發(fā)射信號頻率；反之，當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線而去時(shí)，反射信號頻率將低于發(fā)射信號頻率。通過測量接受信號與發(fā)射信號的頻率差，我們就可以得到相對速度（見圖 20）。同時(shí)，毫米波雷達(dá)還可以實(shí)現(xiàn)角度測量。毫米波雷達(dá)擁有多個(gè)并列接收天線，每個(gè)接受天線之間距離為 d，同一檢測目標(biāo)反射回來的電磁波信號在兩個(gè)接受天線中的相位差為 b，則物體相對毫米波的方位角即為 arctan（見圖 21）。圖 20：毫米波雷利用多普勒效應(yīng)測速原理圖 21：毫米波雷達(dá)測量角度原理資料來源：搜狐號傳感器技術(shù)資料來源：搜狐號傳感器技術(shù)在硬件方面，毫米波雷達(dá)主要由天線、射頻組件、信號處

48、理模塊以及控制電路等部分構(gòu)成，其中天線和射頻組件是最核心的硬件部分。天線是實(shí)現(xiàn)毫米波發(fā)射和接收的部件，由于毫米波的波長只有毫米長度，天線可以實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)通過設(shè)計(jì)多根天線可以形成列陣，因此集成在 PCB 板上成為一種很好的解決方案，占毫米波雷達(dá)總成本的 10%左右。這種天線 PCB 板具有體積小、重量輕、低成本、電性能多樣化以及易集成等多種優(yōu)點(diǎn)。射頻組件負(fù)責(zé)毫米波信號調(diào)制、發(fā)射、接收以及回波信號的解調(diào)等，為滿足車載雷達(dá)小體積、低成本等要求，目前最主流的方案就是將射頻組件集成化，即單片微波集成電路（MMIC），占毫米波雷達(dá)總成本的 25%左右。MMIC 通過半導(dǎo)體工藝在砷化鎵（GaAs）、鍺硅

49、（SiGe）或硅（Si）芯片上集成了包括低噪聲放大器（LNA）、功率放大器、混頻器、上變頻器、檢波器等多個(gè)功能電路。通過 MMIC 芯片，射頻組件具有了集成度高、成本低等特點(diǎn)，大幅簡化了毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)。圖 22：毫米波雷達(dá)結(jié)構(gòu)圖圖 23：毫米波雷達(dá) PCB 板示意圖資料來源：汽車之家資料來源：博世官網(wǎng)在軟件方面，毫米波雷達(dá)的數(shù)字處理算法包含列陣天線的波束形成算法、信號檢測、測量算法、分類和跟蹤算法，后端算法占整個(gè)毫米波雷達(dá)總成本的比例為 50%，主要包含算法開發(fā)過程中的人力及時(shí)間成本，主要通過中游企業(yè)自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)。毫米波雷達(dá)算法的定制屬性強(qiáng)，不同距離、不同應(yīng)用類型的毫米波雷達(dá)應(yīng)用的算法差異大

50、，因而其研發(fā)頻率大、研發(fā)成本高。同時(shí)，算法是影響毫米波雷達(dá)性能的決定性因素之一，需大量測試數(shù)據(jù)支撐才可保證算法的精確度，因此，毫米波雷達(dá)在軟件層面也具有較高的技術(shù)壁壘。市場分析：毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，國外廠商主導(dǎo)市場全球毫米波雷達(dá)市場快速增長。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2015 年全球車載毫米波雷達(dá)市場規(guī)模為 19.4 億美元，在自動(dòng)駕駛技術(shù)的推動(dòng)下，市場規(guī)模逐年增加，預(yù)計(jì)到 2020年將超過 50 億美元。據(jù) Yole 公司預(yù)計(jì)，到 2022 年全球車載毫米波雷達(dá)的市場空間將達(dá)到 75 億美元，6 年 CAGR 將達(dá)到 25%；出貨量方面，預(yù)計(jì)到 2020 年，全球車載毫米波雷達(dá)出貨量將接近

51、7000 萬顆。近年來，我國毫米波雷達(dá)行業(yè)發(fā)展迅速，預(yù)計(jì) 2020 年市場規(guī)模將超 70 億元，出貨量保持高增長。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2015 年中國車載毫米波雷達(dá)市場規(guī)模為 18 億元，市場規(guī)模逐年增加，預(yù)計(jì)到 2020 年市場規(guī)模超 70 億元。出貨量方面，據(jù)佐思產(chǎn)研統(tǒng)計(jì)，2017 年國內(nèi)乘用車毫米波雷達(dá)出貨量接近 232 萬顆，同比增長 104.6%，2018 年乘用車毫米波雷達(dá)實(shí)際出貨量達(dá) 358 萬顆，同比增長 54%。據(jù) Yole 公司預(yù)測，若中國汽車中有15%裝配車載毫米波雷達(dá)，按每輛車裝配 2 個(gè)來計(jì)算，預(yù)計(jì) 2020 年國內(nèi)的車載毫米波雷達(dá)需求量將接近 900 萬個(gè)。圖 2

52、4：全球毫米波雷達(dá)市場規(guī)模（億美元）圖 25：中國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模（億元）全球毫米波雷達(dá)市場規(guī)模（億美元）同比（%）中國毫米波雷達(dá)市場規(guī)模（億元）同比（%）6025%8072.135%51.25021.1%21.7%21.3%21.3%21.6%7032.2%31.9%31.8%31.9%32.1%30%403019.42010023.528.634.742.120%6015%504010%3018205%100%023.831.441.454.625%20%15%10%5%0%201520162017201820192020E201520162017201820192020E資料來源：中商

53、產(chǎn)業(yè)研究院（含預(yù)測），中信證券研究部資料來源：Yole（含預(yù)測），中信證券研究部雖然目前毫米波雷達(dá)發(fā)展速度較快，但毫米波雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)被外商壟斷，市場集中度較高。在全球毫米波雷達(dá)市場上，占主導(dǎo)地位的是德國、美國、日本等國家，主要廠商包括博世、大陸集團(tuán)、海拉、德爾福、富士通天、電裝等。據(jù) OFweek 統(tǒng)計(jì)，2018 年全球毫米波雷達(dá)市場出貨量前三的企業(yè)為博世、大陸和海拉，市占率分別為 19%，16%，12%，行業(yè) CR3 為 45%，CR5 為 68%。圖 26：全球毫米波雷達(dá)市場出貨量圖 27：毫米波雷達(dá)重點(diǎn)廠商博世大陸海拉富士通天電裝其他193216101112資料來源：OFweek，中信證

54、券研究部資料來源：智車科技國內(nèi) 24GHz 和 77GHz 市場集中度高，主要由海外廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商仍有差距。在硬件方面，中國毫米波雷達(dá)零部件進(jìn)口依賴程度極高，其中，包括射頻前端（MMIC）、數(shù)字處理芯片、天線等重要零部件的關(guān)鍵技術(shù)基本均掌握在國外廠商手中，原材料進(jìn)口依賴度超過 95%。在軟件方面，算法是影響毫米波雷達(dá)的決定性因素之一。由于毫米波雷達(dá)算法的定制屬性強(qiáng)，不同距離、不同應(yīng)用類型的毫米波雷達(dá)應(yīng)用的算法差異大，因而其研發(fā)頻率大、研發(fā)成本高。相較于國外廠商，我國企業(yè)起步較晚，在算法方面經(jīng)驗(yàn)仍不成熟，算法的精度與穩(wěn)定性與國外主流廠商仍有差距，還需要追趕一段時(shí)間。軟件與硬件的進(jìn)口依賴制約了

55、毫米波雷達(dá)的國產(chǎn)化進(jìn)程，中國市場上的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品超過 80%為從進(jìn)口產(chǎn)品或?yàn)閲忸^部企業(yè)在華子公司生產(chǎn)產(chǎn)品，進(jìn)口依賴程度高。據(jù)佐思產(chǎn)研統(tǒng)計(jì)，2019 年 1 月 2019 年 1 月，維寧爾、大陸、海拉和安波福等國外廠商占據(jù)中國 24GHz 毫米波雷達(dá)出貨總量的 89.8%以上，博世、大陸和電裝等占據(jù)中國 77GHz 毫米波雷達(dá)總出貨量的 89.7%左右。重點(diǎn)廠商研究：國外龍頭全面領(lǐng)先，國內(nèi)企業(yè)加速追趕從國外主要毫米波雷達(dá)供應(yīng)商的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)來看，各公司在毫米波雷達(dá)發(fā)展上各有不同。1）博世的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品主要以 76-77GHz 為主，產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，主要包括 MRR(中距離)和 LRR(遠(yuǎn)距

56、離)兩個(gè)系列，其中 LLR4 產(chǎn)品最大探測距離可以達(dá)到 250 米，在同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先位置；2）大陸的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品全面覆蓋 24GHz 和 77GHz 兩個(gè)頻率，且以 77GHz 產(chǎn)品為主，產(chǎn)品類別豐富，包括 ARS441、ARS510、SRR520、SRR320 等多個(gè)系列。大陸 ARS441 遠(yuǎn)程毫米波雷達(dá)的最大探測距離可以達(dá)到 250 米，在同類產(chǎn)品中領(lǐng)先。大陸的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的探測視角在對比中也較為突出。3）海拉同樣也是毫米波雷達(dá)的最大的幾家供應(yīng)商之一，早在2004 年，海拉的第一代24GHz 毫米波雷達(dá)即進(jìn)行量產(chǎn)。目前海拉的毫米波產(chǎn)品主要以 24GHz 為主，是市場上的重要生產(chǎn)商

57、；4）德爾福公司的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品也主要以 77GHz 產(chǎn)品為主，從探測距離上來看主要以中近程為主。表 6：主要廠商毫米波雷達(dá)產(chǎn)品對比公司毫米波雷達(dá)產(chǎn)品探測視角刷新率（毫秒）6（200 米）、10（100 米）、15（30 米）、LLR4 遠(yuǎn)程77 25060博世MRR 中程前向771606（160 米）、9（100 米）、10（60 米）60MRR 中程后向77805（70 米）、75（近距離）60ARS441 遠(yuǎn)程772509（250 米）、45（70 米）、75（20 米）60大陸ARS510 遠(yuǎn)程SRR520 近程77772001004（200 米）、9（120 米）、45（40-70

58、米）905550SRR320 近程24957540海拉24GHz 雷達(dá)247082.550ESR 2.57717510（175 米）、45（60 米）50德爾福MRR 中程771604550SRR 2 近程77807550主 要 頻率（GHz）最大探測 距離（米）20（5 米）資料來源：各公司官網(wǎng)，中信證券研究部重點(diǎn)企業(yè)分析 1：德國博世羅伯特博世公司的毫米波雷達(dá)是目前全球市場中毫米波雷達(dá)技術(shù)最先進(jìn)的供應(yīng)商之一，在 2013 年即推出中距離雷達(dá)，截至 2016 年，公司已經(jīng)向市場供應(yīng)了超過一千萬個(gè)毫米波雷達(dá)。從市場份額上來看，公司在全球毫米波雷達(dá)的市場份額為 19%，占據(jù)著第一的位置。從客戶情

59、況來看，博世的毫米波雷達(dá)下游客戶分布廣泛，包括大眾、奧迪、奔馳、福特、日產(chǎn)、菲亞特和保時(shí)捷等；國內(nèi)公司中吉利汽車、長安汽車等也是博世的客戶，截至 2017 年底，國內(nèi)搭載博世駕駛員輔助系統(tǒng)的自主品牌量產(chǎn)車型已多達(dá) 30 個(gè)以上。從博世毫米波雷達(dá)的性能參數(shù)指標(biāo)來看，其產(chǎn)品目前處于行業(yè)領(lǐng)先的地位。公司最新的第四代遠(yuǎn)距離雷達(dá)傳感器(LLR4)的最大探測距離可以達(dá)到 250 米，最大探測目標(biāo)數(shù)可以達(dá)到 24 個(gè)。LLR4 能夠分辨固定障礙物，可以在高速行駛狀態(tài)下使用，在選配透鏡或雷達(dá)罩加熱功能后可以不受天氣條件影響，同時(shí)具有極高的抗震穩(wěn)固性、安裝便捷性等。LLR4可以應(yīng)用于預(yù)先緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航、交

60、通堵塞輔助、左轉(zhuǎn)輔助、集成巡航輔助等自動(dòng)駕駛功能。MMR 產(chǎn)品分為中前和中后位置兩個(gè)類別，最大探測距離分別為 160 米和 80米，最大探測目標(biāo)數(shù)都可達(dá)到 32 個(gè)。中前位置的 MMR 可以應(yīng)用于預(yù)先緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航、車距指示等自動(dòng)駕駛功能，中后位置的 MMR 可以應(yīng)用于車道變換輔助、后方交叉路口預(yù)警等自動(dòng)駕駛功能。博世根據(jù) ADAS 自動(dòng)駕駛等級的需求，目前正在開發(fā)全系列的下一代傳感器，包括下一代毫米波雷達(dá)、下一代前置攝像頭、下一代環(huán)視系統(tǒng)以及正在研發(fā)的激光雷達(dá)。預(yù)計(jì)在 2021 年，博世將推出配備 L3 及以上級別自動(dòng)駕駛的毫米波雷達(dá)。相較于第四代毫米波雷達(dá)，第五代毫米波雷達(dá)的帶寬將提