激光雷達(dá)行業(yè)深度分析 2023激光雷達(dá)行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀

• 黃文玉 2023年6月9日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 975 61
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激光雷達(dá)，是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

2022年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在相干測風(fēng)激光雷達(dá)方面實(shí)現(xiàn)重大突破，首次實(shí)現(xiàn)3米和0.1秒的全球最高時(shí)空分辨率的高速風(fēng)場觀測。該成果日前在國際學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)快報(bào)》上發(fā)表?？蒲袌F(tuán)隊(duì)通過在激光光源、光學(xué)收發(fā)系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)采集電路和數(shù)據(jù)處理算法上對激光雷達(dá)進(jìn)行全面優(yōu)化，提出一種新的反演算法，大大提高了風(fēng)場反演精度和穩(wěn)健性，最終實(shí)現(xiàn)了一套全國產(chǎn)化的“產(chǎn)品級”測試樣機(jī)，具有人眼安全、設(shè)備輕便(整裝設(shè)備40公斤)、工作穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。為進(jìn)一步測試?yán)走_(dá)觀測性能和環(huán)境適應(yīng)性，科研團(tuán)隊(duì)利用該雷達(dá)在高鐵站實(shí)地測量了高速列車尾流中的風(fēng)場結(jié)構(gòu)。雷達(dá)在無人值守下連續(xù)穩(wěn)定工作超過100小時(shí)，獲得了3米和0.1秒高時(shí)空分辨率下的350千米/小時(shí)的高鐵尾流連續(xù)觀測。

一、激光雷達(dá)的概念及原理

激光雷達(dá)，是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。其工作原理是向目標(biāo)發(fā)射探測信號(激光束)，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤和識別。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測技術(shù)手段的主動遙感設(shè)備。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴(kuò)束單元等組成;接收系統(tǒng)采用望遠(yuǎn)鏡和各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等組合。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測方法按照探測的原理不同可以分為米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射、熒光、多普勒等激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率。通常角分辨率不低于0.1mard也就是說可以分辨3千米距離上相距0.3米的兩個(gè)目標(biāo)(這是微波雷達(dá)無論如何也辦不到的)，并可同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo);距離分辨率可達(dá)0.1米;速度分辨率能達(dá)到10米/s以內(nèi)。距離和速度分辨率高，意味著可以利用距離——多譜勒成像技術(shù)來獲得目標(biāo)的清晰圖像。分辨率高，是激光雷達(dá)的最顯著的優(yōu)點(diǎn)，其多數(shù)應(yīng)用都是基于此。

二、激光雷達(dá)行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析

激光雷達(dá)上中下游產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完備，行業(yè)呈現(xiàn)“百花齊放”態(tài)勢。激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈由上游(電子和光學(xué)元器件)——中游(激光雷達(dá)整機(jī))——下游(多樣化應(yīng)用場景)組成。

傳統(tǒng)的水中目標(biāo)探測裝置是聲納。根據(jù)聲波的發(fā)射和接收方式，聲納可分為主動式和被動式，可對水中目標(biāo)進(jìn)行警戒、搜索、定性和跟蹤。但它體積很大，重量一般在600公斤以上，有的甚至達(dá)幾十噸重。而激光雷達(dá)是利用機(jī)載藍(lán)綠激光器發(fā)射和接收設(shè)備，通過發(fā)射大功率窄脈沖激光，探測海面下目標(biāo)并進(jìn)行分類，既簡便，精度又高。迄今，機(jī)載海洋激光雷達(dá)已發(fā)展了三代產(chǎn)品。20世紀(jì)90年代研制成功的第三代系統(tǒng)以第二代系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加了GPS定位和定高功能，系統(tǒng)與自動導(dǎo)航儀接口，實(shí)現(xiàn)了航線和高度的自動控制。

激光雷達(dá)具有高精度、高分辨率的優(yōu)勢，同時(shí)具有建立周邊3D模型的前景，然而其劣勢在于對靜止物體如隔離帶的探測較弱且技術(shù)落地成本高昂。激光雷達(dá)可廣泛應(yīng)用于ADAS系統(tǒng)，例如自適應(yīng)巡航控制(ACC)、前車碰撞警示(FCW)及自動緊急制動(AEB)。

激光雷達(dá)種類眾多，實(shí)現(xiàn)原理各不相同。在測距原理方面，有ToF法和FMCW法，當(dāng)前ToF法是主流;在掃描方式方面，有機(jī)械式、半固態(tài)MEMS、半固態(tài)轉(zhuǎn)鏡、固態(tài)OPA、固態(tài)Flash等，當(dāng)前MEMS和轉(zhuǎn)鏡方案是主流。在激光光源方面，主流的波長有905nm和1550nm兩種，發(fā)射器有EEL、VCSEL和光纖激光器三種;在接收探測器方面，主要有APD、SPAD和SiPM三種。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年激光雷達(dá)行業(yè)市場深度分析及發(fā)展規(guī)劃咨詢綜合研究報(bào)告》顯示：

隨著智能化技術(shù)的持續(xù)突破和升級，受無人駕駛車隊(duì)規(guī)模擴(kuò)張、高級輔助駕駛中激光雷達(dá)應(yīng)用滲透率提升、以及機(jī)器人及智慧城市建設(shè)等領(lǐng)域需求的推動，激光雷達(dá)市場駛?cè)肟燔嚨馈?022年我國激光雷達(dá)市場規(guī)模33.54億元，同比2021年的23.88億元增長了40%。

隨著激光雷達(dá)技術(shù)逐漸從機(jī)械式向MBMS等混合固態(tài)演進(jìn)，產(chǎn)品價(jià)格普遍下降，相較于機(jī)械式激光雷達(dá)普遍定價(jià)上萬美元，大部分已量產(chǎn)或即將量產(chǎn)的混合固態(tài)激光雷達(dá)定價(jià)普遍在1000美元左右，例如法雷奧Scala定價(jià)600美元，覽沃科技激光雷達(dá)定價(jià)1000美元級別。隨著成本快速下降，目前上有不少主機(jī)廠宣布新車將搭載激光雷達(dá)作為L3級別自動駕駛的核心傳感器。

禾賽科技是一家全球化的激光雷達(dá)研發(fā)與制造企業(yè)。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于支持高級輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)的乘用車和商用車，以及自動駕駛汽車。禾賽的激光雷達(dá)技術(shù)也致力賦能各類機(jī)器人應(yīng)用，例如無人配送車和封閉區(qū)域內(nèi)的物流機(jī)器人等。截至2022年9月30日，就出貨量而言，禾賽科技的ADAS客戶包括理想汽車、路特斯、集度等。

半固態(tài)激光雷達(dá)的商用可以幫助激光雷達(dá)廠商在早期積累車載使用經(jīng)驗(yàn)，幫助后續(xù)固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)做到與主機(jī)廠需求更好的契合，且隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)推進(jìn)，目前全球和國內(nèi)已有部分布局固態(tài)產(chǎn)品，但整體商業(yè)化仍較遠(yuǎn)，中期隨著激光雷達(dá)固態(tài)逐步滲透，可實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的模塊化生產(chǎn)組裝，遠(yuǎn)期目標(biāo)是激光器芯片的單片集成。機(jī)器人領(lǐng)域激光雷達(dá)市場占比6%，智慧城市及其他領(lǐng)域占比55%。而車載領(lǐng)域市場表現(xiàn)亮眼，較2021年水平，占比提升至39%，自動駕駛與輔助駕駛滲透率的提升已經(jīng)成為激光雷達(dá)行業(yè)發(fā)展最大的驅(qū)動力之一。

2022年國內(nèi)多款搭載激光雷達(dá)的L3級別智能車開始交付量產(chǎn)，國內(nèi)激光雷達(dá)行業(yè)也進(jìn)入放量發(fā)展元年。隨著L3級乘用車落地，與激光雷達(dá)在乘用車市場滲透率持續(xù)上升，激光雷達(dá)將進(jìn)入快速發(fā)展期。2022年中國車載領(lǐng)域激光雷達(dá)出現(xiàn)爆發(fā)式增長，全年需求規(guī)模達(dá)到1.54萬套。

三、激光雷達(dá)行業(yè)市場未來前景分析

隨著汽車電動化、智能化持續(xù)推進(jìn)，ADAS市場快速發(fā)展下激光雷達(dá)市場有望迎來增長。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年至2025年中國ADAS市場出貨量CAGR可達(dá)15.44%;到2025年，L1-L5級ADAS汽車出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)到約1362萬輛。預(yù)計(jì)至2025年和2030年中國乘用車激光雷達(dá)市場規(guī)模分別為22.6億美元、69.4億美元。

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  2022-2027年激光雷達(dá)行業(yè)市場深度分析及發(fā)展規(guī)劃咨詢綜合研究報(bào)告

  激光雷達(dá)行業(yè)研究報(bào)告主要分析了激光雷達(dá)行業(yè)的市場規(guī)模、激光雷達(dá)市場供需求狀況、激光雷達(dá)市場競爭狀況和激光雷達(dá)主要企業(yè)經(jīng)營情況、激光雷達(dá)市場主要企業(yè)的市場占有率，同時(shí)對激光雷達(dá)行業(yè)的...

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