2022年開年，1月3日，美股激光雷達(dá)概念股維視圖像(MVIS.US)漲8.38%，Luminar(LAZR.US)漲超5%，Velodyne(VLDR.US)漲4.95%。

國(guó)金證券在《放量在即，激光雷達(dá)開啟前裝元年》報(bào)告中預(yù)測(cè)，激光雷達(dá)有望通過規(guī)模量產(chǎn)+技術(shù)進(jìn)步快速降價(jià)，2030年超230億美元，2021-2030 年復(fù)合增速近90%，總體前裝滲透率達(dá)45%。

2020年開啟激光雷達(dá)上市潮，產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)Velodyne、Luminar等相繼上市，已宣布的2022年計(jì)劃量產(chǎn)激光雷達(dá)車型達(dá)15款，小鵬、蔚來、上汽、奔馳等車企都相繼對(duì)激光雷達(dá)新品車型作了預(yù)告。

整車廠已宣布搭載激光雷達(dá)量產(chǎn)車型價(jià)格區(qū)間、產(chǎn)量預(yù)測(cè)（臺(tái)）來源：國(guó)金證券研究所全球市場(chǎng)研究與戰(zhàn)略咨詢公司Yole Development也在《2021年汽車與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》預(yù)測(cè)，ADAS（Advanced Driver Assistance Systems，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）和機(jī)器人車輛將推動(dòng)雷達(dá)市場(chǎng)從2020年的18億美元增長(zhǎng)到2026年的57億美元?！胺叛廴颍屑す饫走_(dá)廠商都還處于攀升階段。預(yù)計(jì)大概2035年左右，整車的激光雷達(dá)市場(chǎng)將會(huì)達(dá)到130億到135億美元的區(qū)間，”近日，Velodyne首席商務(wù)官Sinclair Vass接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）采訪時(shí)表示。

當(dāng)下，激光雷達(dá)還沒有到大規(guī)模量產(chǎn)階段，眾多技術(shù)路線仍在探索中，處于百花齊放的狀態(tài)。目前激光雷達(dá)的技術(shù)發(fā)展有哪些趨勢(shì)？在自動(dòng)駕駛感知層面上分野的“視覺派”與“激光雷達(dá)派”未來會(huì)如發(fā)展？

激光雷達(dá)的不同技術(shù)路線：機(jī)械式與固態(tài)化

激光雷達(dá)最早發(fā)明于1960年代，早期主要用于太空探測(cè)、地形勘測(cè)、武器制導(dǎo)等，在1971年激光雷達(dá)曾跟隨阿波羅15號(hào)完成了月面測(cè)繪。此后的2005年，Velodyne在美國(guó) DARPA挑戰(zhàn)賽上首次給自動(dòng)駕駛車輛搭載激光雷達(dá)，2007年Velodyne生產(chǎn)出首臺(tái)商用3D動(dòng)態(tài)掃描激光雷達(dá)，由此激光雷達(dá)的商業(yè)化落地進(jìn)程開始了。目前，激光雷達(dá)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、物流運(yùn)輸、高精地圖、智慧交通、機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、無人機(jī)、測(cè)繪等領(lǐng)域。

來源：汽車人參考，國(guó)金證券研究所激光雷達(dá)利用可見光和近紅外光發(fā)射一個(gè)信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集，通過測(cè)量反射光的運(yùn)行時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。據(jù)國(guó)金證券《放量在即，激光雷達(dá)開啟前裝元年》報(bào)告，較短波長(zhǎng)及主動(dòng)激光技術(shù)賦能激光雷達(dá)測(cè)量分辨率高、探測(cè)距離遠(yuǎn)、探測(cè)角度大、夜間工作能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可直接獲取距離、角度、反射強(qiáng)度、速度等信息。

激光雷達(dá)主要顯性參數(shù) 來源：禾賽科技招股書激光雷達(dá)常以線數(shù)區(qū)分，線數(shù)指激光發(fā)射的光源數(shù)，如128線產(chǎn)品有128個(gè)光源。按掃描方式劃分，激光雷達(dá)掃描方式有無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件可以分為機(jī)械式、半固態(tài)、固態(tài)?；旌瞎虘B(tài)分為 MEMS、轉(zhuǎn)鏡，純固態(tài)分為相控陣 OPA、Flash。激光雷達(dá)在測(cè)距原理、激光發(fā)射、激光接收、光束操縱及信息處理等五個(gè)方面均存在不同技術(shù)路線。

來源：國(guó)金證券研究所“不同的架構(gòu)，如機(jī)械、MEMS和固態(tài)，對(duì)于不同的應(yīng)用有不同的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。然而，實(shí)際上極其重要的是所實(shí)現(xiàn)的特定光學(xué)設(shè)計(jì)性能、生產(chǎn)的質(zhì)量和大規(guī)?？尚行砸约皩?shí)現(xiàn)有吸引力的價(jià)格點(diǎn)的能力。此外，將激光雷達(dá)硬件與高性能感知軟件（例如Vella平臺(tái)）相結(jié)合的能力是一個(gè)主要的差異化因素?！盨inclair Vass說道。目前在激光雷達(dá)領(lǐng)域已經(jīng)有一個(gè)明顯趨勢(shì)，技術(shù)成熟、探測(cè)性能優(yōu)秀但高成本、低壽命、大體積的機(jī)械式激光雷達(dá)向固態(tài)激光雷達(dá)的方向演進(jìn)。

據(jù)《2021年汽車與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》稱，2020年后，機(jī)械式（包括旋轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)鏡式等）激光雷達(dá)技術(shù)路線將逐漸式微，由于上游元器件的成熟度和成本優(yōu)勢(shì)，MEMS和Flash技術(shù)路線將逐漸趨于主流。

機(jī)械式指在垂直方向上排布多束激光器、通過電機(jī)帶動(dòng)光電結(jié)構(gòu)360°旋轉(zhuǎn)，從而化點(diǎn)為線形成三維點(diǎn)云方案。其線數(shù)與分辨率成正比，具有高分辨率、高測(cè)距的特點(diǎn)，是目前最成熟的方案，產(chǎn)量也最高。但其成本高昂，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)高頻準(zhǔn)確轉(zhuǎn)動(dòng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平均失效時(shí)間僅1000-3000小時(shí)，與車規(guī)要求的最低13000小時(shí)差距明顯，難以實(shí)現(xiàn)前裝量產(chǎn)。

激光雷達(dá)定價(jià) 來源：產(chǎn)業(yè)調(diào)研，國(guó)金證券研究所固態(tài)指指無任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的激光雷達(dá)類型，可細(xì)分為 OPA、Flash、電子掃描等形式，目前技術(shù)成熟度較低。以O(shè)PA（光學(xué)相控陣技術(shù)）舉例，OPA利用電壓調(diào)節(jié)制造發(fā)射陣列間的相位差實(shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)，兼具掃描快、精度高、體積小及強(qiáng)可控、強(qiáng)抗振等優(yōu)勢(shì)，技術(shù)突破后成本較低、量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，被部分業(yè)界專家認(rèn)為是激光雷達(dá)最終的主流形態(tài)?！半m然ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）市場(chǎng)需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，我相信固態(tài)激光雷達(dá)將用于許多擁有ADAS應(yīng)用的高容量市場(chǎng)?！盫elodyne首席商務(wù)官Sinclair Vass表示。

Velodyne于1983年成立于美國(guó)硅谷，最早以音響業(yè)務(wù)起家，隨后業(yè)務(wù)拓展至激光雷達(dá)等領(lǐng)域，以高線數(shù)機(jī)械式激光雷達(dá)聞名。超半數(shù)獲加州DMV自動(dòng)駕駛路測(cè)牌照公司為其客戶。

2007年，Velodyne發(fā)布第一款可商用的激光雷達(dá)并在地圖行業(yè)大量商業(yè)應(yīng)用，這也是激光雷達(dá)行業(yè)的起點(diǎn)。Velodyne業(yè)務(wù)涉及工業(yè)機(jī)器人、智慧城市及ADAS等領(lǐng)域，合作方如百度、阿里巴巴、圖森、小馬智行等。2020 年10月，Velodyne于納斯達(dá)克SPAC上市，成為激光雷達(dá)第一股。

“我們不想具體評(píng)論未來幾年的市場(chǎng)價(jià)格趨勢(shì)，但在Velodyne，我們認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)，一個(gè)有吸引力的激光雷達(dá)價(jià)格將有效促使對(duì)其大量應(yīng)用的快速興起。我們的目標(biāo)是通過具有吸引力的價(jià)格路線圖，使許多終端市場(chǎng)都能用到激光雷達(dá)，同時(shí)我們強(qiáng)調(diào)為客戶提供完整的解決方案，包括感知軟件?！盨inclair Vass說道。

據(jù)國(guó)金證券研究所報(bào)告，短期內(nèi)，激光雷達(dá)將往混合固態(tài)發(fā)展；長(zhǎng)期來看，F(xiàn)MCW、OPA、Flash均有可能成為主導(dǎo)路線。激光雷達(dá)上車存在成本及車規(guī)兩大阻礙，可通過技術(shù)進(jìn)步、建設(shè)流水線解決。

自動(dòng)駕駛的感知層：“視覺派”與“激光雷達(dá)派”

《2021年汽車與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》認(rèn)為，到2026年，汽車與工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)57億美元，在2020年至2026年間的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到21%。值得注意的是，ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）領(lǐng)域在2026年的市場(chǎng)占比率預(yù)計(jì)將達(dá)到41%，成為激光雷達(dá)最大的細(xì)分市場(chǎng)，而這一數(shù)據(jù)在2020年僅為1.5%。

自動(dòng)駕駛基本的三要素是感知-決策-控制。對(duì)周圍環(huán)境的周密感知是所有決策的基礎(chǔ)，也是自動(dòng)駕駛汽車的安全保障。在了解周圍環(huán)境中物體的位置、速度和方向、路面的性質(zhì)、路緣石的位置、信號(hào)（交通、道路標(biāo)志）等之后，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)則要開始做計(jì)劃和控制：首先是其他移動(dòng)物體在接下來的短時(shí)間會(huì)做什么，然后是根據(jù)整體計(jì)劃（比如規(guī)劃的通向目的地路線）計(jì)劃自己要做什么，最后就是告訴汽車要做什么。

目前用于感知的傳感器主要包括：激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等。毫米波雷達(dá)存在無法探測(cè)行人、靜止物體等弱點(diǎn)，車載攝像頭則存在過度依賴光線環(huán)境、訓(xùn)練樣本等弱點(diǎn)。在智能駕駛系統(tǒng)的感知層中，激光雷達(dá)可增強(qiáng)感知系統(tǒng)的冗余性，補(bǔ)充毫米波雷達(dá)、攝像頭缺失的場(chǎng)景，與高精地圖配合發(fā)揮定位作用。

不同傳感器對(duì)比 來源：汽車人參考，中汽中心在高階自動(dòng)駕駛方案中，激光雷達(dá)的點(diǎn)位還可通過和高精地圖數(shù)據(jù)匹配來實(shí)時(shí)定位車輛信息。但是，同時(shí)存在成本較高、受惡劣天氣影響較大、工作壽命較短等問題，有望通過技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模量產(chǎn)解決。

隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別提高，激光雷達(dá)配備數(shù)量需求增加。來源：麥姆斯咨詢，國(guó)金證券研究所在自動(dòng)駕駛感知層有一個(gè)明確的分野，“視覺派”與“激光雷達(dá)派”。這個(gè)分野如此被廣為知曉主要因?yàn)樘厮估瑿EO伊隆·馬斯克（Elon Mask）曾在采訪中多次表達(dá)“傻瓜才用激光雷達(dá)”，并長(zhǎng)期堅(jiān)持利用人工智能和深度學(xué)習(xí)來構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“純視覺”技術(shù)路線，甚至棄用激光雷達(dá)。特斯拉是最先實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛車輛量產(chǎn)的公司，在當(dāng)時(shí)一輛七萬(wàn)美元左右的特斯拉幾乎與激光雷達(dá)價(jià)格差不多。目前特斯拉Model 3的自動(dòng)駕駛攝像頭成本只需65美元左右。

純視覺派認(rèn)為單純依靠攝像頭就可以完成自動(dòng)駕駛所需要的周圍環(huán)境感知，青睞純視覺感知方案的如特斯拉、極氪、百度。激光雷達(dá)派則以激光雷達(dá)為主導(dǎo)，配合毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、攝像頭多傳感器融合完成周圍環(huán)境感知，商湯AR小巴、文遠(yuǎn)知行等使用激光雷達(dá)方案。

“‘視覺’能不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，我認(rèn)為是可以的。但是，需要考慮的是實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛以后，對(duì)于乘客和道路行人的安全保護(hù)到底能夠達(dá)到什么程度？對(duì)道路行人的安全性到能提升到什么程度？對(duì)于乘客來說，是否可以在車內(nèi)非常舒適地乘坐，且可以同時(shí)做其他事情？”Sinclair Vass提出了這樣的思考角度。

Sinclair Vass認(rèn)為，如果要達(dá)到乘客擁有非常好的舒適程度，并且保證道路行人的安全性，那么，車輛能看得更遠(yuǎn)、看得更全面，就變成了一個(gè)很重要的要求。單純視覺畢竟有局限性，比如說雨雪天氣，光線和不同角度。激光雷達(dá)因?yàn)槠鋵?shí)時(shí)性和全方位360度掃描的透視能力，可以讓車看得更遠(yuǎn)，看得更全面。

“以視覺為主的自動(dòng)駕駛技術(shù)，無論是硬件還是算法都比較成熟，優(yōu)缺點(diǎn)以及技術(shù)瓶頸都比較了解。總結(jié)起來就是技術(shù)門檻比較低，價(jià)格便宜，但也面臨比較大的瓶頸，想做高級(jí)別L3以上自動(dòng)駕駛的難度會(huì)比較高?！盨inclair Vass總結(jié)道。

對(duì)于自動(dòng)駕駛的純視覺路線和激光雷達(dá)路線問題，商湯智能駕駛研發(fā)總監(jiān)李怡康曾對(duì)澎湃新聞（www.thepaper.cn）表示，“無論是純視覺方案還是多傳感器融合的方案最終都是有可能實(shí)現(xiàn)L4或L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛的，區(qū)別在于，引入激光雷達(dá)實(shí)際上是把問題變簡(jiǎn)單了，因?yàn)槲覀円肓撕芏囝~外的信息，而且這些信息跟視覺很互補(bǔ)，有些信息，比如深度，它可以估算得很準(zhǔn)確。假如最后兩條路徑都能實(shí)現(xiàn)L5級(jí)自動(dòng)駕駛，那我相信多傳感器融合這條路線可能會(huì)更快一些。當(dāng)然，感知只是決定自動(dòng)駕駛是否實(shí)現(xiàn)的因素之一。”