一、激光雷達技術(shù)原理與工作方式

激光雷達(Light Detection and Ranging，LiDAR)，本質(zhì)上是一種先進的主動式光學遙感技術(shù)。其工作原理基于光的飛行時間(Time of Flight，ToF)測量。設(shè)備發(fā)射出激光束，當激光束遇到目標物體后會發(fā)生反射，反射光被激光雷達接收。通過精確測量激光發(fā)射與接收的時間差，結(jié)合光速這一常量，便能計算出目標物體與激光雷達之間的距離。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫的《2024-2029年中國激光雷達行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展趨勢預測報告》顯示：

為了獲取目標物體的完整三維信息，激光雷達通常采用機械旋轉(zhuǎn)、電子掃描或兩者結(jié)合的掃描方式。機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達通過電機帶動激光發(fā)射與接收裝置進行 360 度旋轉(zhuǎn)掃描，能夠快速獲取周圍環(huán)境的全景信息，早期在自動駕駛領(lǐng)域應(yīng)用廣泛;電子掃描式激光雷達則借助光學相控陣(OPA)等技術(shù)，通過控制激光束的相位來實現(xiàn)掃描方向的改變，具有體積小、可靠性高、掃描速度快等優(yōu)勢，是當前研究和發(fā)展的重點方向之一。

二、激光雷達行業(yè)發(fā)展歷程

激光雷達的發(fā)展可追溯到上世紀 60 年代，最初主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，用于地形測繪、目標探測與跟蹤等。隨著技術(shù)的不斷成熟和成本的逐漸降低，其應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓展到民用市場。

在 20 世紀末至 21 世紀初，激光雷達開始在地理信息采集、林業(yè)資源監(jiān)測等領(lǐng)域嶄露頭角。高精度的激光雷達能夠快速獲取地形地貌的三維數(shù)據(jù)，為地圖繪制、城市規(guī)劃等提供了重要的數(shù)據(jù)支持。

進入 21 世紀，隨著自動駕駛技術(shù)的興起，激光雷達迎來了爆發(fā)式增長。自動駕駛汽車需要精確感知周圍環(huán)境信息，激光雷達以其高精度、高分辨率和實時性強的特點，成為自動駕駛感知系統(tǒng)的核心傳感器之一。各大汽車制造商和科技公司紛紛加大對激光雷達技術(shù)的研發(fā)投入，推動了激光雷達技術(shù)的快速迭代和產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新。

三、激光雷達行業(yè)市場現(xiàn)狀

當前，激光雷達市場呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。在自動駕駛領(lǐng)域，無論是傳統(tǒng)汽車制造商還是新興的造車新勢力，都將激光雷達視為實現(xiàn)高級別自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)。例如，特斯拉在其部分車型上搭載了激光雷達，以提升自動駕駛輔助系統(tǒng)的性能;小鵬汽車也宣布將在未來的車型中引入激光雷達，增強車輛的智能駕駛能力。

除了自動駕駛汽車，激光雷達在智能交通系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要作用。通過在道路基礎(chǔ)設(shè)施上安裝激光雷達，能夠?qū)崟r監(jiān)測交通流量、車輛速度和行駛軌跡等信息，為交通管理部門提供精準的數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)智能交通調(diào)度和優(yōu)化。

在機器人領(lǐng)域，激光雷達同樣不可或缺。服務(wù)機器人如掃地機器人、物流機器人等利用激光雷達進行環(huán)境感知和路徑規(guī)劃，能夠?qū)崿F(xiàn)自主導航和避障功能，提高工作效率和智能化水平。

數(shù)據(jù)顯示，2022年為車載激光雷達量產(chǎn)元年、當年裝車量達11.8萬臺;2023年激光雷達裝車量接近55萬臺，同比增速超300%;24H1激光雷達裝車量已達到58.44萬臺，超過2023年全年裝機量。價格方面，一方面，搭載方案從以往的機械式激光雷達轉(zhuǎn)向固態(tài)/半固態(tài)激光雷達，固態(tài)及半固態(tài)激光雷達的制造成本相對低廉;另一方面，伴隨智能駕駛快速發(fā)展帶動激光雷達進入規(guī)模化生產(chǎn)，產(chǎn)品價格水平持續(xù)下探，速騰聚創(chuàng)2024Q1最新產(chǎn)品價格已降至約2600元。

圖表：激光雷達裝車量

數(shù)據(jù)來源：蓋世汽車，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

四、激光雷達行業(yè)競爭格局

全球激光雷達市場競爭激烈，呈現(xiàn)出多元化的競爭格局。在國際市場上，Velodyne、Luminar、Innoviz 等企業(yè)憑借其先進的技術(shù)和豐富的行業(yè)經(jīng)驗，在高端市場占據(jù)領(lǐng)先地位。Velodyne 作為激光雷達行業(yè)的先驅(qū)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于自動駕駛汽車測試和示范運營項目;Luminar 則專注于高性能激光雷達的研發(fā)，與多家汽車制造商建立了合作關(guān)系，致力于推動自動駕駛技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。

國內(nèi)激光雷達企業(yè)也在迅速崛起，禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、大疆覽沃等企業(yè)在技術(shù)研發(fā)和市場拓展方面取得了顯著進展。禾賽科技的產(chǎn)品在性能和可靠性方面達到了國際先進水平，其 Pandar 系列激光雷達已廣泛應(yīng)用于自動駕駛、智能交通等領(lǐng)域;速騰聚創(chuàng)通過持續(xù)創(chuàng)新，推出了多款具有競爭力的產(chǎn)品，并與多家車企達成合作，積極推動激光雷達在國內(nèi)的普及應(yīng)用;大疆覽沃依托大疆在無人機領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，將激光雷達技術(shù)應(yīng)用于多個行業(yè)，展現(xiàn)出強大的市場競爭力。

此外，傳統(tǒng)汽車零部件供應(yīng)商如博世、大陸集團等也紛紛布局激光雷達領(lǐng)域，憑借其在汽車行業(yè)的深厚積累和廣泛的客戶資源，有望在激光雷達市場中分得一杯羹。同時，科技巨頭如華為、百度等也憑借其強大的研發(fā)實力和技術(shù)優(yōu)勢，積極參與激光雷達市場的競爭，通過與車企合作或自主研發(fā)，推動激光雷達技術(shù)在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

五、激光雷達行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與機遇

盡管激光雷達行業(yè)前景廣闊，但仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先，成本問題是制約激光雷達大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。目前，高性能激光雷達的價格仍然較高，這在一定程度上限制了其在消費級市場的普及。其次，激光雷達的性能和可靠性仍需進一步提升。在復雜的環(huán)境條件下，如惡劣天氣、強光干擾等，激光雷達的性能可能會受到影響，導致數(shù)據(jù)準確性下降。此外，激光雷達行業(yè)缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范，這也給產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用帶來了一定的困難。

然而，挑戰(zhàn)與機遇并存。隨著技術(shù)的不斷進步，激光雷達的成本有望逐步降低。新型材料和制造工藝的應(yīng)用，以及大規(guī)模生產(chǎn)帶來的規(guī)模效應(yīng)，將有助于推動激光雷達價格的下降。同時，隨著人工智能和機器學習技術(shù)的發(fā)展，激光雷達與其他傳感器的融合應(yīng)用將成為未來的發(fā)展趨勢。通過多傳感器融合，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢互補，提高系統(tǒng)的可靠性和準確性，為自動駕駛和智能機器人等領(lǐng)域的發(fā)展提供更強大的技術(shù)支持。

此外，隨著 5G 技術(shù)的普及，激光雷達在智能交通、智慧城市等領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。5G 技術(shù)的高速率、低延遲特性，能夠?qū)崿F(xiàn)激光雷達數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理，為城市交通管理、環(huán)境監(jiān)測等提供更加精準和高效的解決方案。

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