核心結(jié)論:
隨著更多新能源車型不斷向高級(jí)別自動(dòng)駕駛邁進(jìn),分米級(jí)/厘米級(jí)的高精度導(dǎo)航定位成為毫無疑問的剛需,可幫助車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛所必需的車道級(jí)定位;
衛(wèi)導(dǎo)+慣導(dǎo)的組合導(dǎo)航定位方案將會(huì)成為標(biāo)配。衛(wèi)導(dǎo)方案成熟度最高,可實(shí)現(xiàn)絕對(duì)定位,慣導(dǎo)在信號(hào)薄弱或丟失情況下提供更好的補(bǔ)償,可以保持輸出穩(wěn)定絕對(duì)定位;
傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的普通定位誤差在10-30米,而如果需要實(shí)現(xiàn)高精度定位,需要配合使用地基增強(qiáng)系統(tǒng);
預(yù)計(jì)2025年,中國高精度定位整體市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到439億元,下游應(yīng)用涵蓋自動(dòng)駕駛、無人機(jī)、機(jī)器人、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、測(cè)量測(cè)繪等領(lǐng)域,有著廣闊的應(yīng)用前景;
國內(nèi)目前主要衛(wèi)導(dǎo)芯片市場(chǎng)參與方包括北斗星通、華大北斗、合眾思?jí)选⑻┒肺㈦娮拥裙尽>托酒旧順?gòu)成而言,核心包括射頻模塊、基帶模塊、微處理器等部分,基帶模塊是導(dǎo)航芯片當(dāng)中最為核心的部分,其性能通常決定了整個(gè)導(dǎo)航芯片的性能指標(biāo)。
2021年12月,梅賽德斯-奔馳L3自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通過了德國聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車管理局 (KBA) 嚴(yán)格的技術(shù)條例審批,奔馳也成為全球首個(gè)獲得聯(lián)合國法規(guī)UN-R157認(rèn)證的汽車企業(yè)。在中國,2022年也有更多搭載L2級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的汽車開始推出市場(chǎng),L2級(jí)別自動(dòng)駕駛滲透率在加速提升。如果深入到L2級(jí)別自動(dòng)駕駛的核心功能,目前汽車導(dǎo)航軟件所采用的普遍是基于傳統(tǒng)衛(wèi)星的普通定位,定位過程中容易受到大氣等因素的干擾,導(dǎo)致定位精度會(huì)存在10-30米的誤差,想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛所必需的車道級(jí)定位,那么就需要有高精度定位的加持,幫助車輛實(shí)時(shí)定位在具體的行駛車道內(nèi),并且在合適的時(shí)機(jī)給到車輛準(zhǔn)確的變道引導(dǎo)信息。因此,今天重點(diǎn)來介紹下我們對(duì)于車載衛(wèi)星高精度定位的行業(yè)研究成果,以饗讀者。
車載導(dǎo)航定位的分類和應(yīng)用
在談到車載導(dǎo)航定位之前,我們先來說一下車輛位置信息的分類,第一類是絕對(duì)定位,我們獲得是車輛的精確經(jīng)緯度信息,第二類是相對(duì)定位,我們得到的是車與周圍環(huán)境之間的相對(duì)位置。在了解車輛位置信息類別基礎(chǔ)之上,有三種可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案,第一種是基于衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位,這塊就是我們所熟知利用GPS、北斗這樣的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)車輛位置定位,第二種是慣性定位,通常是依賴車輛自身配備的慣性傳感器獲得加速度和角速度信息,并且通過推算獲得當(dāng)前車輛位置和方位的定位技術(shù),第三類則是環(huán)境特征匹配來實(shí)現(xiàn)定位,主要是利用攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器,對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行感知,并且用觀測(cè)到的特征與高精度地圖進(jìn)行匹配,得到車輛的精確位置和姿態(tài)。
不同位置信息獲取技術(shù)方案各自具有明顯優(yōu)劣勢(shì)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位方案成熟度最高,可以獲得車輛全天候的絕對(duì)位置信息,但問題在于它需要依賴衛(wèi)星所提供的外部信號(hào),如果在隧道等受遮擋的環(huán)境下,會(huì)存在信號(hào)減弱甚至丟失等情況,同時(shí)在某些情況下也會(huì)受到電磁干擾。慣性定位沒有外部依賴性,但存在誤差累計(jì)等問題,無法長時(shí)間單獨(dú)使用,通常比較適合于短時(shí)內(nèi)的局部定位或者輔助衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行定位。環(huán)境特征匹配方法所需要的傳感器如攝像頭和激光雷達(dá),容易受到天氣、環(huán)境、光線等外部條件的影響,并且在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)也容易出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確的問題。
來源:國信證券
總體來說,我們認(rèn)為衛(wèi)導(dǎo)+慣導(dǎo)的組合導(dǎo)航定位方式未來有望成為自動(dòng)駕駛車輛的標(biāo)配產(chǎn)品。作用上兩者極為互補(bǔ),衛(wèi)星導(dǎo)航提供基礎(chǔ)的絕對(duì)定位信息,而在隧道、地下車庫等受遮擋的環(huán)境下,慣性導(dǎo)航可以及時(shí)發(fā)揮關(guān)鍵作用,讓自動(dòng)駕駛車輛持續(xù)保持絕對(duì)定位,同時(shí)慣導(dǎo)可以在任何時(shí)間驗(yàn)證衛(wèi)星導(dǎo)航定位結(jié)果的自洽性,并且對(duì)無法自洽的絕對(duì)定位信息進(jìn)行濾波和修正,提供雙重保障。而在實(shí)際應(yīng)用落地方面,我們也已經(jīng)看到衛(wèi)導(dǎo)+慣導(dǎo)的組合導(dǎo)航定位方案已經(jīng)在多款L2-L3級(jí)別自動(dòng)駕駛車輛實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),這也反映了產(chǎn)業(yè)方主機(jī)廠對(duì)衛(wèi)導(dǎo)+慣導(dǎo)的組合導(dǎo)航定位方案的整體認(rèn)可程度。
來源:天風(fēng)證券
在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景下,我們必須要改善和提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位的定位精度,因?yàn)橹挥性趯?shí)現(xiàn)分米級(jí)甚至厘米級(jí)別的定位精度基礎(chǔ)之上,才可以滿足自動(dòng)駕駛車輛車道級(jí)定位需求。那么為了提高定位精度,目前最為常用的解決方案是借助地基增強(qiáng)系統(tǒng)。不過,地基增強(qiáng)的精度雖然很高,并且響應(yīng)速度極快,但覆蓋范圍卻存在一定限制,定位目標(biāo)必須處在通信信號(hào)覆蓋的范圍之內(nèi),而信號(hào)無覆蓋區(qū)域則無法實(shí)現(xiàn)。星基增強(qiáng)系統(tǒng)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了地基增強(qiáng)系統(tǒng)的不足,在某些區(qū)域或場(chǎng)景中,對(duì)于定位響應(yīng)速度沒那么高的要求下,星基增強(qiáng)系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn)高精度定位。鼎和高達(dá)所投資的六分科技,是中國領(lǐng)先的GNSS高精度定位服務(wù)提供商,以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)為基礎(chǔ),兼容GPS、格洛納斯及伽利略,并依托自主建設(shè)的地基增強(qiáng)系統(tǒng)和星基增強(qiáng)系統(tǒng),可以為用戶提供厘米級(jí)定位服務(wù)。
來源:開源證券
高精度定位市場(chǎng)規(guī)模
從高精度組合定位的市場(chǎng)規(guī)模來看,根據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)發(fā)布的《2022中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》,2021年,我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)到4690億元,較2020年增長16.29%。其中,高精度位置服務(wù)相關(guān)收入達(dá)到151.9億元,同比增長超33%。2021年國內(nèi)厘米級(jí)應(yīng)用北斗高精度芯片、模塊和板卡的總出貨量持續(xù)增長,達(dá)到120萬片。根據(jù)泰伯智庫發(fā)布《2022中國高精度定位市場(chǎng)研究報(bào)告》,2025年高精度定位市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到439億元,其中市場(chǎng)將呈現(xiàn)兩大主要趨勢(shì),一是隨著智能汽車量產(chǎn)提速將帶動(dòng)高精度定位市場(chǎng)快速增長,未來三年年均復(fù)合增長率有望超過30%;二是高精度定位運(yùn)營服務(wù)收入占比逐步提升,2025年有望達(dá)到40%以上。
來源:泰伯智庫
對(duì)于車載高精度組合導(dǎo)航硬件市場(chǎng)而言,基于天風(fēng)證券測(cè)算,2025年,全球車載組合導(dǎo)航市場(chǎng)規(guī)模約為140億元,2021-2025年的CAGR為43%;2025年,中國車載組合導(dǎo)航市場(chǎng)規(guī)模約為57億元,2021-2025年的CAGR為54%。可以看到,整體市場(chǎng)目前仍然處于早期的發(fā)展階段,未來行業(yè)市場(chǎng)空間增長的驅(qū)動(dòng)因素主要依賴L2及以上級(jí)別自動(dòng)駕駛車輛滲透率的快速提升。
來源:天風(fēng)證券
衛(wèi)導(dǎo)+慣導(dǎo)組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈
從衛(wèi)導(dǎo)+慣導(dǎo)組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈來看,上游是器件層,如慣導(dǎo)的陀螺儀、加速度計(jì)等傳感器以及衛(wèi)星導(dǎo)航的芯片、板卡以及天線等,中游系統(tǒng)層主要包括慣導(dǎo)/衛(wèi)導(dǎo)系統(tǒng)模塊供應(yīng)商以及衛(wèi)慣組合導(dǎo)航系統(tǒng)集成商,下游則是面向民用及軍用方向的應(yīng)用場(chǎng)景。目前來看,中國在慣導(dǎo)技術(shù)上仍然與國際領(lǐng)先水平存在一定差距,大部分慣導(dǎo)市場(chǎng)份額也仍然被國外廠商所占據(jù),但在一些衛(wèi)星導(dǎo)航元器件國產(chǎn)化方面已經(jīng)開始取得突破,如高精度板卡領(lǐng)域,國產(chǎn)廠商如和芯星通(北斗星通旗下子公司)目前占據(jù)行業(yè)第一,據(jù)公司公告,高精度板卡出貨量占國內(nèi)60%-70%的份額。
來源:國信證券
衛(wèi)星導(dǎo)航芯片通常為芯片組或者是一體化集成芯片,整體結(jié)構(gòu)會(huì)包含射頻模塊、基帶模塊、微處理器、存儲(chǔ)器、控制模塊等多個(gè)模塊組件。其中射頻模塊是負(fù)責(zé)將無線電信號(hào)轉(zhuǎn)化為有線電信號(hào),而基帶模塊是導(dǎo)航芯片當(dāng)中最為核心的部分,其性能通常決定了整個(gè)導(dǎo)航芯片的性能指標(biāo),它通過對(duì)射頻模塊轉(zhuǎn)化的有線電信號(hào)進(jìn)行處理,解算出衛(wèi)星信號(hào)偽距、載波相位等衛(wèi)星定位導(dǎo)航相關(guān)數(shù)據(jù)信息,并轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)。
來源:光大證券
國內(nèi)目前主要衛(wèi)導(dǎo)芯片市場(chǎng)參與方包括北斗星通、華大北斗、合眾思?jí)选⑻┒肺㈦娮拥裙荆a(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域不僅包括智能駕駛/自動(dòng)駕駛,也包含像無人機(jī)、共享單車、智慧農(nóng)業(yè)、測(cè)量測(cè)繪、物流跟蹤等眾多領(lǐng)域。
以上就是我們針對(duì)車載衛(wèi)星高精度導(dǎo)航定位行業(yè)初步梳理成果,從投資角度來說,作為重點(diǎn)關(guān)注汽車智能化領(lǐng)域機(jī)會(huì)的投資機(jī)構(gòu),我們看好自動(dòng)駕駛時(shí)代到來對(duì)于車載衛(wèi)星高精度導(dǎo)航定位的強(qiáng)烈需求,未來我們將圍繞衛(wèi)導(dǎo)+慣導(dǎo)高精度定位進(jìn)一步挖掘有潛力的投資機(jī)會(huì)。