激光雷达,又称光学雷达,在行业内已被普遍认可的英文全称为“LightDetection and Ranging(LiDAR)”,原意为光探测与测距技术,指的是一种光传感器技术。但发展至今,包括在本篇行业报告的行文过程中,“激光雷达”更多时候指代的是“激光雷达传感器”,即基于光探测与测距技术,通过发射激光来探测并确定目标位置、精确距离、速度等特征量的主动测量装置,是利用激光以实现精确测距的传感器。
激光雷达基于电磁学的基本原理,利用光来测量距离。其工作原理与狭义上的“雷达”类似,二者都是通过测量发送和接收到脉冲信号的时间间隔来计算物体距离,从而进行探测和测距。
激光雷达的成像原理可以简单理解为,使用激光发射部件,向一定视场角(FOV,Field of View)内发射探测信号(激光束),并使用接收部件接收反射回的信号(信号回波),利用已知和所获取的发射光线与反射光线的系列参数,适当处理后计算或推导出反射点的信息(距离、方位、运动状态、反射强度等),并生成多维信息图像,从完成对周围环境的探测、跟踪和识别。
系统模块拆解激光雷达包括发射模块、接收模块、控制及处理模块和扫描模块(图表 3)。
发射模块(TX):负责激光源的发射,组成部件包括激光器、激光器驱动电路和用于光束控制的发射光学系统。激光需要人为制造生成,由激光器发出,通过光束控制器控制发射激光的方向和线数,最后通过发射光学系统发射。不同光源及发射形式的选择会影响射出光的能量大小,进而影响光源可达到的探测范围深度。
接收模块(RX):负责接收返回光,组成部件包括接收光学系统、光学滤光装置、探测器和模拟前端。经接收光学系统,探测器接收目标物体反射回来的激光,产生接收信号。不同探测器的选择会影响对于返回光子的探测灵敏度,进而影响激光雷达整体可探测的距离及范围。
控制及处理模块:负责通过算法处理生成最终的点云模型和对激光雷达其他功能模块的控制。其中,信号处理模块由放大器、滤波器、模数转换器(ADC,Analog to Digital Converter)和数字信号处理器(DSP,DigitalSignal Processor)组成,能对回波信号进行处理。回波信号经过放大处理和模数转换,经由信息处理模块计算,提取目标的速度、距离、反射率等特性,最终生成三维图像。
扫描模块:通过扫描器的机械运动控制光的传播方向,实现对特定区域的扫描,扫描形式的选择主要影响探测范围广度及激光雷达整体的耐用及稳定性。
核心性能
指标对于激光雷达整机系统来说,产品的性能可以从显性参数、实测性能表现和隐性指标三个方面进行评估和比较。
显性参数:指的是列示于激光雷达产品参数表中的信息,主要包括测远能力、点频、角分辨率、视场角范围、测距精准度、功耗、集成度(体积及重量)等。
实测性能表现:指的是在实际使用激光雷达的过程中所关注的探测性能,如实际探测距离、车辆及行人在不同距离下的点云密度,这些信息决定了无人驾驶汽车和服务型机器人对周围环境的有效感知距离。
隐性指标:包含激光雷达产品的可靠性、稳定性、安全性、使用寿命、成本控制、可量产性等。相较于显性参数,这些指标则更加难以量化。
发展脉络:从科研测绘到商业化应用的持续探索
早在 1916 年,爱因斯坦就发现了激光的原理,简单来说就是原子中的电子从高能级落到低能级时,会以光子的形式释放能量。而激光雷达行业发展历程的起点,则要追溯到 1960 年世界上第一台激光器问世。
在那之后的 60 多年里,各种类型的激光器相继问世,性能逐步完善,应用范围也愈加广泛。按照下游应用领域迁移的时间顺序,我们亦可窥见激光雷达从科研测绘到商业化落地的发展脉络。20 世纪 60-70 年代,激光雷达多用于科研探测,涉及天体、地理、气象等遥感测绘领域。例如,在航空航天领域,1961 年,首个类激光雷达系统被用于卫星跟踪;1971 年,阿波罗 15 号载人登月任务使用激光雷达对月球表面进行测绘。
在水深测量领域,1968 年,世界上第一个激光海水深度测量系统诞生;70 年代末,美国国家航空航天局(NASA)研制出具有扫描和高速数据记录能力的机载海洋激光雷达,在大西洋和切萨皮克湾进行了水深测定,并且绘制出水深小于 10 米的海底地貌。此后,机载激光雷达系统很快被应用到陆地地形勘测研究当中。
到了 80-90 年代,激光雷达引入了扫描结构,探测方式由“单点测量”转向“扫描”。而视场角的增大,也使激光雷达在部分商用领域找到了立足之地,开启了商业化的探索,被应用于工业测量以及早期的无人驾驶研究项目。1992 年,三菱在其旗舰产品第三代 Debonair 车型上搭载了一颗固定视线的激光雷达,可用于精准探测跟车距离。
1993 年,德国出现首个商用机载激光雷达系统 TopScan ALTM 1020。而进入 21 世纪以后,激光雷达又由单线扫描进化到多线扫描,开始在环境三维高精度重建应用上展露优势。2004-2007 年间,DARPA(Defense AdvancedResearch Projects Agency,美国国防部高级研究计划局)发起了三届无人驾驶挑战赛,期间 Velodyne 多线激光雷达诞生,首次将激光雷达带入了自动驾驶领域,自此得到广泛应用,车载激光雷达也开始高速发展。
2009 年,Velodyne 正式对外销售 64 线机械旋转式激光雷达 HDL-64E;2010年,lbeo 与法雷奥合作开发面向量产车的 4 线激光雷达产品 SCALA;2017年,全球第一款真正实现 L3 级自动驾驶的量产车型奥迪 A8 问世,搭载的是法雷奥 SCALA 激光雷达;同年,禾赛发布 40 线激光雷达 Pandar40,经历几次迭代升级后发布 Pandar40P,并在此后陆续切入 Nuro、Aurora、Cruise和 Zoox 等美国自动驾驶公司客户的供应链体系。
随着汽车电动化和智能化的大势显现,高阶智能驾驶持续发展,激光雷达作为高精度、高可靠性的传感器,在乘用车端也实现了量产上车。除了在车载端的应用以外,激光雷达的商业化应用还涉及其他诸多终端应用,包括智能手机、工业、智慧交通、无人机、机器人等。展望未来,随着技术迭代,激光雷达有望通过降低成本和提升性能,最终实现应用场景的进一步拓展,涵盖更多领域和行业,创造更大的市场规模空间。
第一章 激光雷达产业市场概述
第一节 行业定义
第二节 行业属性
第三节 行业关键成功要素
第四节 产业链分析
第二章 中国激光雷达产业链发展状况分析
第一节 上游行业发展状况
第二节 下游行业发展状况
第三节 相关行业发展状况
第三章 中国激光雷达产业发展分析
第一节 中国激光雷达产业发展现状
第二节 中国激光雷达产业经济运行现状
第三节 中国激光雷达产业存在的问题及发展障碍分析
第四章 中国激光雷达市场现状及发展趋势
第一节 中国激光雷达市场供给状况
第二节 中国激光雷达市场需求状况
第三节 中国激光雷达市场发展潜力及发展趋势
第五章 中国激光雷达产业基本竞争战略
第一节 成本领先战略
一、竞争战略的类型
二、竞争战略的适用条件及组织要求
三、竞争战略的收益及风险
第二节 差异化竞争战略
第三节 集中化竞争战略
第六章 中国激光雷达产业市场竞争策略分析
第一节 激光雷达产业市场五种竞争动力模式结构
一、行业内现有企业的竞争
二、新进入者的威胁
三、替代品的威胁
四、供应商的讨价还价能力
五、购买者的讨价还价能力
第二节 激光雷达产业市场核心竞争力的塑造要素
一、反应速度
二、一贯性
三、弹性
四、敏锐性
五、创造性
第七章 中国激光雷达产业市场营销策略竞争分析
第一节 市场产品策略
第二节 市场渠道策略
第三节 市场价格策略
第四节 广告媒体策略
第五节 客户服务策略
第八章 2023年中国激光雷达产业竞争格局分析
第一节 2023年中国激光雷达产业竞争现状分析
一、技术竞争分析
二、成本竞争分析
三、价格竞争分析
第二节 2023年中国激光雷达产业集中度分析
一、激光雷达企业分布分析
二、激光雷达市场集中度分析
第九章 领先企业在中国激光雷达产业市场竞争策略研究
第一节 a公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第二节 b公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第三节 c公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第四节 d公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第五节 e公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第六节 f公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第七节 g公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第八节 h公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第九节 i公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第十节 j公司
一、公司概况
二、公司经营情况分析
三、公司竞争优势分析
四、公司未来发展策略分析
第十章 中国激光雷达产业市场发展预测
第一节 中国激光雷达产业发展环境预测
一、经济环境预测
二、社会环境预测
三、政策环境预测
四、技术环境预测
第二节 中国激光雷达产业发展预测
一、产业竞争要素预测
二、产业结构预测
三、产业转移趋势
四、产业一体化预测
五、产业运营模式预测
第三节 中国激光雷达市场发展预测
一、2024-2029年中国激光雷达市场需求预测
二、2024-2029年中国激光雷达市场结构预测
三、2024-2029年中国激光雷达市场集中度预测
四、2024-2029年中国激光雷达市场供给预测
五、2024-2029年中国激光雷达市场价格预测
第十一章 中国激光雷达产业市场投资机会与风险
第一节 中国激光雷达产业市场投资优势分析
第二节 中国激光雷达产业市场投资劣势分析
第三节 中国激光雷达产业市场投资机会分析
第四节 中国激光雷达产业市场投资风险分析
第十二章 中国激光雷达产业市场竞争策略建议
第一节 中国激光雷达产业竞争战略建议
一、竞争战略选择建议
二、产业升级策略建议
三、产业转移策略建议
四、价值链定位建议
第二节 中国激光雷达产业竞争策略建议
一、核心竞争力塑造建议
二、并购重组策略建议
三、经营模式策略建议
四、产业资源整合建议
五、产业联盟策略建议
第十三章 2024-2029年中国激光雷达行业企业经营战略建议
第一节 2024-2029年激光雷达行业企业的标杆管理
一、国内企业的经验借鉴
二、国外企业的经验借鉴
第二节 2024-2029年激光雷达行业企业的资本运作模式
一、激光雷达行业企业国内资本市场的运作建议
1、激光雷达行业企业的兼并及收购建议
2、激光雷达行业企业的融资方式选择建议
二、激光雷达行业企业海外资本市场的运作建议
第三节 2024-2029年激光雷达行业企业营销模式建议
一、激光雷达行业企业的国内营销模式建议
1、激光雷达行业企业的渠道建设
2、激光雷达行业企业的品牌建设
二、激光雷达行业企业海外营销模式建议
1、激光雷达行业企业的海外细分市场选择
2、激光雷达行业企业的海外经销商选择
第十四章 思瀚投资的建议及观点
第一节 激光雷达行业发展战略研究
一、战略综合规划
二、技术开发战略
三、业务组合战略
四、区域战略规划
五、产业战略规划
六、营销品牌战略
七、竞争战略规划
第二节 行业应对策略
一、把握国家投资的契机
二、竞争性战略联盟的实施
三、企业自身应对策略
第三节 市场的重点客户战略实施
一、实施重点客户战略的必要性
二、合理确立重点客户
三、对重点客户的营销策略
四、强化重点客户的管理
五、实施重点客户战略要重点解决的问题
图表目录
图表:2021-2023年中国激光雷达资产规模分析
图表:2022-2023年中国激光雷达行业供给情况
图表:2022-2023年中国激光雷达行业市场规模
图表:2023年中国激光雷达行业负债规模分析
图表:2022-2023年中国激光雷达行业市场产品价格走势
图表:2024-2029年中国激光雷达行业市场产品价格趋势预测
图表:2022-2023年中国激光雷达行业利润规模及增长速度
图表:2022-2023年中国激光雷达行业销售收入
图表:2022-2023年中国激光雷达行业销售利润率
图表:2021-2023年中国激光雷达行业总资产利润率
图表:2022-2023年中国激光雷达行业净资产利润率
图表:2021-2023年中国激光雷达行业总资产增长率
图表:2022-2023年中国激光雷达行业净资产增长率
图表:2022-2023年中国激光雷达行业资产负债率
图表:2022-2023年中国激光雷达行业速动比率