车载激光雷达产业报告.ppt

1、,车载激光雷达产业报告（2018版）,此报告仅供客户内部使用。未经盖世汽车书面许可，其它任何机构不得擅自传阅、引用或复制。,2018年7月,盖世汽车研究院,1,1. 激光雷达技术发展,2. 激光雷达市场发展,目录,1.1 激光雷达产业链与产业分布 1.2 激光雷达概述 1.3 激光雷达发展历程 1.4 激光雷达分类 1.5 激光雷达技术应用 1.6 激光雷达技术发展趋势,2.1 激光雷达市场分析 2.2 激光雷达市场竞争格局 2.3 国外激光雷达代表性企业（Velodyne、Quanergy、Ibeo、Luminar、LeddarTech） 2.4 中国激光雷达代表性企业（速腾聚创、镭神智能、

2、北科天绘、北醒光子）,3.企业配套关系,3.1 国外激光雷达企业配套关系 3.2 中国激光雷达企业配套关系,激光雷达产业链,位置与导航系统,GPS,IMU,LiDAR,激光雷达产品,无人驾驶汽车,服务机器人,无人机,工程测绘,军事领域,上游,中游,下游,全球激光雷达公司分布图,中国,日本,以色列,法国,德国,荷兰,比利时,英国,美国,加拿大,随着自动驾驶汽车在全球布局，美国、中国、德国、以色列、加拿大等国家在激光雷达技术上走在全球前列,作为高级别自动驾驶实现的关键感知部件之一，激光雷达被业界称为最有效的环境感知方案，能够确定物体的位置、大小、外部形貌,资料来源：公开资料整理，盖世汽车研究院综合

3、分析,激光雷达概述,激光雷达（Light Detection And Ranging，简称LiDAR），即光探测、GPS、IMU惯性测量三种技术于一体的系统，用于获得数据并生产精确的数字高程模型 三种技术的结合，可高度精确地定位激光光束映射在物体上的光斑，测距精度达到厘米级，机器作用相当于人类的眼睛，能够确定物体的位置、大小、外部形貌甚至材料,激光雷达物理原理,激光雷达作为现代的先进遥感技术，是利用对障碍物的反射光探测目标物体的位置信息 目前超短脉冲激光计算和高灵敏度的信号探测系统在不断升级，使得激光雷达的测量精度和空间分辨率的提升 激光雷达由发射机发射一束激光束，到达障碍物表面后，由接收转至

4、进行回波处理，提取信息 将时间间隔、频率变化等进行分析，便准确计算目前物体有效信息，最终结合激光雷达本身位置以及光束的方向，便可构建障碍物的位置及形状,激光雷达发明以来，已被广泛应用至航天航空、测绘、风电等多个领域，而自动驾驶、机器人等智能产品对激光雷达的渴求，为产业发展带来了巨大的机遇,资料来源：麦姆斯咨询，盖世汽车研究院综合分析,激光雷达发展历程,20世纪30年代,EH Synge构想了激光雷达,1960年,Maiman构想了第一台激光器,20世纪60年代,激光雷达率先应用于大气研究,1971年,阿波罗15号利用激光雷达绘制月球表面,2000年,激光雷达被应用于考古研究,2020年,将会应

5、用至更多领域，例如：交通运输、机器人、地质探测等,按照技术可分为机械旋转式、混合固态以及固态激光雷达，由于量产难度低，未来短期则以混合固态激光雷达量产为主，但从长远期来看，则更偏向于固态激光雷达,资料来源：公开资料整理，盖世汽车研究院综合分析,激光雷达分类,根据激光雷达技术分类,激光雷达,机械激光雷达,固态激光雷达,光电二极管、MEMS反射镜、激光发射器、接收器组成，其中机械部件可360旋转，控制激光雷达发射角度,线束越高体积越大 价格昂贵 策略精度较高 通常布置于车辆外部,通过光学相控阵、光子集成电路以及远场辐射方向图等电子部件替代机械旋转部件实现发射激光角度的调整,尺寸小 价格低 响应速度

6、快，扫描角度大，可隐藏于车体内部,MEMS,相控阵OPA,3D Flash,微电机系统，将原本体积较大的机械部件集成在硅基芯片上，有可旋转的微振镜来反射光束，从而实现扫描,采用多个光源组成阵列，通过控制光源发光时间差，合成具有特定方向的主光束，可实现不同方向的扫描,类似手电筒在短时间直接发出一大片覆盖探测区域的激光，再由高度灵敏的接收器，来完成对环境图像的绘制,无外部机械旋转部件，体积小、容易集成，成本降低，有利量产,无任何机械部件，结构简单，体积小，扫描速度快，精度高,光源发射端产业链成熟，可使用高速COMS，量产相对容易,固态激光雷达常见的技术实现方式有成三类：MEMS、OPA与 3D F

7、lash,与传统的机械旋转式和固态相比，走折中路线的混合固态激光雷达的量产难度最低，短期内将会率先量产目标,由于装配调试可以实现自动化，量产成本与量产时间可期待，因此，固态雷达被认为是未来的主要方向,车载激光雷达可适用不同等级的自动驾驶系统，为了保障行车安全，部分厂商已开展在1550纳米波长的技术研发，使得激光雷达能够精准探测远距离低反射的物体,资料来源：公开资料整理，盖世汽车研究院综合分析,车载激光雷达技术应用,车载激光雷达的技术应用,激光雷达适用不同等级的自动驾驶，并且需要符合安全规定（例如：紧急自动制动、前向碰撞），特别是在全自动驾驶汽车上，需要能够探测10%低反射率的物体 因此，目前激

8、光雷达厂商普遍使用830940纳米波长（中短距离激光雷达），但是部分厂商（如Blackmore、Neptec、Aeye、Luminar）正在研究1550纳米波长，这种波长允许在远距离范围内对暗物体发出更高功率的脉冲，能够使快速行驶的车辆及时发现危险并安全停车,目前车载激光雷达处于起步阶段，行业呈现多技术路线并存的状态，而参与者则需要攻破发射器类型、探测、光束转向等技术难点，同时考虑制造工艺、分辨率、成本等影响因素,资料来源：Yole，盖世汽车研究院综合分析,车载激光雷达技术发展趋势,激光二极管,现有技术,VCSEL：垂直腔面发射激光器,光源,成像,多线机械式,MEMS 扫描,Flash LiDAR,光学相控阵,探测,PD/APD,SPAD/SiPM,SPAD/SiPM列阵,2018,2020,2025,车载激光雷达技术发展路线图,目前激光雷达技术尚不成熟，随着时间的推移，基于MEMS的扫描激光雷达最早将在2020年开始部署 而纯固态激光雷达技术的成熟也将成为MEMS技术的一大挑战 制造工艺、分辨率、成本也成为了每种技术成功的关键 发射极类型、探测技术以及光束转向技术都是行业技术的难点,