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行业热点 | 2018年激光雷达行业发展现状与前景分析 供不应求矛盾亟待解

激光雷达在自动驾驶中的应用


1、定位


激光雷达在自动驾驶中的应用,最重要部分还是定位:位置确定了,无人车才知道要去哪里、以及怎么去。所以,确定“我在哪里”是第一步,也是非常关键的一步。

现在定位用 RTK,差分 GPS ,也有用激光雷达或者视觉去做。但 RTK 还是会受信号的干扰。特别是在一些城市、建筑和树比较多的地方,以及进隧道、出隧道,它的信号容易中断。

还有一个是基于视觉定位,它其实对于跟他视觉本身的特性有关,对环境的依赖比较强,比如逆光或雨雪天气下,这种定位容易失效。


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激光雷达的定位,我们通过 IMU、惯性导航系统、编码器和 GPS,得到一个预测的全局位置。当激光雷达实时扫描单次的点云数据后,我们会去结合单次的点云数据进行匹配,并进行特征提取。

这些特征包括路沿、车道线等周围点线面的特征。对于高精度地图,提取过特征与实时提取的特征进行匹配,最终得到精准的车本体速度,这是激光雷达的定位过程。


2、障碍物检测和分类


对于障碍物检测和分类来讲,目前有应用视觉和激光雷达,这两者并没有冲突。激光雷达不依赖光照,它的视角是 360 度,计算量比较小,可以实时扫描,目前普遍用的是 100 毫秒以内的。激光雷达在扫描的过程中,先识别障碍物,知道这个障碍物在空间中的位置,再根据存在的障碍物做分类。

如上图,我们先拿到一个原始点云数据,对地面点进行提取,对非地面点进行障碍物分割。

比如车、人,我们将这些障碍物分割成为独立的个体,通过分割出来独立的个体再去匹配,从而进行障碍物的分类和物体的跟踪。

简单言之,我们先去除地面点,得到障碍物,分割出障碍物,然后把障碍物分割出来从而进行分类跟踪。

而跟踪的过程,首先是分割点云,通过点云做关联目标,我们知道上一桢和下一桢是否属于同一个物体,再进行目标跟踪,输出目标跟踪信息。



行业规模高速扩张,北美是主要市场

相比于毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等,激光雷达集激光、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一体的系统,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑,测距精度可达厘米级,因此在探测距离和探测精度方面具有“快速、高效作业”和“精准”的巨大优势,而受到市场的青睐。

2017年,全球激光雷达行业市场规模约在16.5亿美元左右,市场规模尚小,而未来随着技术发展日渐成熟,基于激光雷达的空间分辨率、探测灵敏度、抗干扰能力以及大范围实际监测等方面的优势,将被更加广泛地应用于自动驾驶汽车、环保、气象、生态、农业、海洋和测绘等领域,市场规模将得到进一步扩大。预计2017-2022年间全球激光雷达行业规模复合增速将达到25.8%,到2022年全球激光雷达市场规模将超过52亿美元。

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从区域市场结构来看,北美是激光雷达行业最主要的市场,其市场份额在45%左右;欧洲紧随其后,市场份额也超过了1/3。而中国所在的亚太地区则由于技术相对落后,发展仍处于起步阶段,市场规模较小。

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产品供不应求,限制行业规模扩张


从产业链的角度来看,激光雷达由发射器、接收器(感光元件和长焦镜头)、惯导系统构成。实际上,产业链的上游制造元件成本不高,不是构成成本的主要因素;且因为激光雷达是下游测绘、导航等应用的核心部件,目前产能稀缺导致供不应求,呈现卖方市场,对下游有很强的定价权,因此该产业链主要附加值在于激光雷达部分,行业整体盈利空间较大。

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此外,近年来,激光雷达被广泛应用于导航领域,如机器人、无人机的避障以及智能车的自动驾驶(领域,应用场景不断扩大,打破了原来仅局限于应用于军事领域的局面,而在民用和商业领域得到较快发展。而面对市场需求的快速增长,激光雷达行业却因技术限制等问题存在产量不足的困境,进一步加剧了激光雷达的供需矛盾。以中国市场为例,在民用和商业领域,激光雷达长期存在供不应求的现象。但总体来看,如果未来可以在生产技术上实现突破,缓解行业供需矛盾,那么行业发展规模增速将得到明显提升,未来发展前景十分广阔。


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值得一提的是,未来自动驾驶将是拉动行业的发展的最大动力之一。短期来看,2016年仅有Velodyne公司能够实现自动驾驶用激光雷达的量产,而其他公司的产品还仅局限于测绘、科研等领域。而根据HIS的预测,到2020年能够进行自适应巡航(ACC)的ADAS系统渗透率为9%,按2020年汽车年销量1亿台计算,该系统共生产900万套;该系统目前的主要实现方案是毫米波雷达,未来激光雷达将部分取代、与之结合构成更安全、更可靠的系统;若按每台低配(4线或更低)激光雷达价格150美元、每套系统使用一个激光雷达计算,市场缺口达13.5亿美元。因此,汽车ADAS系统可以替代的空间巨大,在中短期内激光雷达产量将决定市场空间。由此也说明,如何突破技术难题提高激光雷达的产量将是短期内行业实现快速发展的关键所在。




文章转载自IFAL公众号


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