自动驾驶行业报告:技术解析市场趋势并购回顾未来展望.pdf
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1、技术解析技术解析,市场趋势市场趋势,并购回顾并购回顾,未来展望未来展望2022年年11月月自动驾驶行业深度报告 2内容目录内容目录1报告概要报告概要2行业总览与定义行业总览与定义3自动驾驶行业发展回顾自动驾驶行业发展回顾4市场观察市场观察5投资与并购趋势投资与并购趋势6未来展望未来展望7RCL观点总结观点总结 报告概要报告概要 4报告概要报告概要汽汽车车产产业业的的变变革革无无疑疑是是近近几几年年科科技技行行业业最最火火热热的的话话题题之之一一。不不断断推推进进的的电电气气化化进进程程正正在在重重塑塑汽汽车车产产业业,不不仅仅使使汽汽车车的的动动力力来来源源从汽油变成了电池,更使得汽车产业由原
2、来的以机械为核心变为了以半导体为核心。从汽油变成了电池,更使得汽车产业由原来的以机械为核心变为了以半导体为核心。当当今今汽汽车车的的创创新新重重点点大大多多围围绕绕着着汽汽车车的的智智能能化化。行行业业玩玩家家正正在在投投资资和和开开发发多多种种技技术术,以以提提高高自自动动驾驾驶驶汽汽车车的的感感知知、定定位位、规规划划、决决策策和和执执行行能能力力。基基于于对对自自动动驾驾驶驶未未来来的的美美好好愿愿景景,自自动动驾驾驶驶行行业业成成为为了了过过去去几几年年最最火火热热的的融融资资板板块块之之一一。然然而而,与与前前几几年年市市场充斥着大量乐观预期和大型交易不同的是,最近更多的是场充斥着大
3、量乐观预期和大型交易不同的是,最近更多的是IPO的推迟、的推迟、缩减业务规模缩减业务规模等较为悲观的信息。等较为悲观的信息。这这一一转转变变一一方方面面是是因因为为在在具具体体实实现现自自动动驾驾驶驶过过程程中中所所面面临临的的巨巨大大挑挑战战,另另一一方方是是由由于于美美联联储储的的持持续续加加息息使使得得资资金金成成本本攀攀升升迫迫使使投投资资者者去去寻寻找找更更稳稳健健的的财财务务回回报报。在在当当前前的的市市场场情情况况下下,不不可可避避免免的的是是一一些些公公司司将将无无法法保保持持资资金金偿偿付付和和产产品品交交付付能能力力,即即公公司司在在实实现现一一定定程程度度的的商商业业化化
4、之之前前就就已已经经面面临临破破产产。尽尽管管加加息息在在短短期期内内会会对对该该行行业业的的投投资资活活动动有有影影响响,但但这这同同样样迫迫使使自自动动驾驾驶驶初初创创公司和资本市场回归理性。我们相信从长远看这将有利于自动驾驶行业的健康发展。公司和资本市场回归理性。我们相信从长远看这将有利于自动驾驶行业的健康发展。在在这这份份自自动动驾驾驶驶报报告告中中,我我们们旨旨在在为为读读者者提提供供一一幅幅针针对对自自动动驾驾驶驶行行业业从从政政策策、技技术术发发展展、主主要要厂厂商商到到投投资资及及并并购购活活动动的的整整体体介介绍,并针对投资和并购活动进行了不同维度的分析,分享绍,并针对投资和
5、并购活动进行了不同维度的分析,分享RCLRCL对该行业未来发展轨迹的看法。对该行业未来发展轨迹的看法。自自动动驾驾驶驶产产业业仍仍然然需需要要对对硬硬件件和和软软件件进进行行系系统统层层面面的的创创新新。在在我我们们对对初初创创企企业业的的分分析析中中,我我们们主主要要关关注注那那些些具具备备提提供供人人工工智智能能、机机器器学学习习和和软软件件等等关关键键系系统统能能力力的的初初创创企企业业,该该数数据据涉涉及及超超过过170170家家20002000年年后后成成立立的的相相关关初初创创企企业业、汽汽车车一一级级供供应应商商、二二级级供供应商、整车厂和其他科技巨头。应商、整车厂和其他科技巨头
6、。需要说明的是,在报告中我们没有包括单纯定位于传感器或需要说明的是,在报告中我们没有包括单纯定位于传感器或ASIC的初创企业。的初创企业。行业总览行业总览与定义与定义 6引擎定义时代到智能定义时代引擎定义时代到智能定义时代1886年1月,卡尔本茨为他的“汽油动力汽车”申请专利,同时这也被视作是现代汽车的基础此后,全球各大汽车制造商都在努力设计并制造拥有自己专利的汽车引擎来为出行提供更好的机动性。因此,是否有能力独自生产出性能优越的引擎被视为传统汽车制造商的核心竞争力引擎定义时代引擎定义时代智能定义时代智能定义时代当前当前核心部件核心部件 关键指标关键指标2019年9月:梅赛德斯-奔驰宣布将停止
7、开发生产了133年的内燃机产品汽车行业的电气化变革不仅仅使汽车具备了更高效的机动性,同时也为之后的汽车智能化铺平了道路功能本质功能本质未来未来内燃机马力/扭矩/气缸数一种把乘客从A地送到B地的交通工具减少司机的注意力,节省更多的时间来享受旅程智能域单元算力/人机交互/传感器数量地点地点A地点地点B功能本质功能本质核心部件核心部件 关键指标关键指标 7自动驾驶感知阶段的技术路径对比自动驾驶感知阶段的技术路径对比VS计算机视觉路径计算机视觉路径多传感器融合路径多传感器融合路径由于路径规划阶段都是在车辆所在的3D世界中进行的,因此自动驾驶感知阶段的最终目的是形成BEV坐标系(即鸟瞰俯视图坐标系)。目
8、前,主要有两种技术路径来实现,一种是计算机视觉,另一种是通过多传感器融合神经网络基础架构神经网络基础架构:特特斯斯拉拉的的感感知知系系统统是是通通过过使使用用多多个个摄摄像像头头来来捕捕捉捉外外部部环环境境并并且且利利用用自自身身独独有有的的神神经经网网络络模模型型来来进进行行3D空空间间坐坐标的构建标的构建Transformer神神经经网网络络:是一种基于注注意意力力机机制制的深度学习模型。目的是使地面坡度、曲率等几何形状的变化可以直接内化到神经网络的训练参数中进进行行BEV建建模模,实现对物体深度信息的精确感知和预测纯计算机视觉系统由8个摄像头组成,不需要激光雷达。特斯拉认为,从经济角度,
9、激光雷达非常昂贵;同时从技术角度,激光雷达并没有使性能有实质的提升。Waymo的的感感知知系系统统通通过过多多个个传传感感器器(摄摄像像头头,激激光光雷雷达达,毫毫米米波波雷雷达达)来来获获取取对对外外界界环环境境的的捕捕捉捉,进进而而与与数据库数据进行融合,实现对外部环境的精准描述数据库数据进行融合,实现对外部环境的精准描述多传感器融合技术:多传感器融合技术:鉴于各传感器的特性,目前多传感器融合路线的思路是各取所长。一般是通过“后融合”方式将不同传感器的感知结果进行融合,即每个传感器独立处理生成目标数据,当所有传感器完成目标数据生成后,再由主处理进行融合数据集及模型数据集及模型主主动动学学习
10、习:对于未标记的数据,将其发送给模型进行预测。如果模型对其预测非常确定,其将获得一个自动标签。如果不确定,则将数据发送给人工标注员。这样,人工标注员只标注疑难数据,其余都是自动标注FSD(Full Self-Driving)感知的空间理解能力各取所长各取所长+后融合后融合HydraNet-共享特征的多任务网络共享特征的多任务网络 8自动驾驶自动驾驶L0-L5L0-L5级别划分级别划分L0L1L2L3L4L5无辅助驾驶无辅助驾驶驾驶员将执行所有的驾驶任务部分辅助驾驶部分辅助驾驶高级辅助驾驶(ADAS)开始引入系统,如转向,停车和加速等,但驾驶员仍需主动驾驶部分自动驾驶部分自动驾驶通过传感系统监测
11、环境,在特定的场景下,驾驶员可以选择一定条件的自动驾驶高度自动驾驶高度自动驾驶车辆可以在一定条件下完成所有的驾驶功能全自动驾驶全自动驾驶实现所有条件下的车辆自动驾驶现在L2级别的相关功能已经较为成熟,目前正在进行大规模的商业化L3的要求明显高于L2。技术的边际提升仍不足以让我们从L2级别的部分辅助驾驶过渡到L3级别的部分自动驾驶为了实现L3级别及以上的自动驾驶目标,我们需要对底层架构进行重构数据来源:SAE,Forbes简单简单辅助驾驶辅助驾驶简单的辅助驾驶系统,如巡航控制 9三个关键指标三个关键指标运营设计域运营设计域(ODD)特定驾驶自动化系统或其功能专门设计的运行条件,包括但不限于环境、
12、地理和时间限制,和/或某些交通或道路特征的存在或缺失。简单来说,ODD就是要定义好在哪些工况下是能够自动驾驶的,脱离了这些工况,自动驾驶就不能保证工作目标和事件检测与反应目标和事件检测与反应(OEDR)是DDT的子任务,包括监控驾驶环境(检测,识别和分类对象和事件,并准备按需要做出响应),并对这些对象和事件执行适当的响应(即根据需要完成DDT和/或DDT接管)信息来源:NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration)备注:术语表请参考第十一页有三个关键指标可以区分自动化驾驶水平。OEDR:由自动驾驶系统或驾驶员负责检测和响应;ODD:规
13、定自动驾驶系统在何种条件下工作;DDT:由自动驾驶系统或驾驶员负责执行驾驶任务动态驾驶任务动态驾驶任务(DDT)是在道路交通中运行车辆所需的所有实时运行和策略功能,不包括行程安排、目的地和航路点选择等战略功能 10自动驾驶级别定义自动驾驶级别定义L0L1L2L3L4L5DSS定义定义DDT行动控制行动控制ODDADSOEDR驾驶员执行全部的DDT驾驶任务个别的DDT子任务由ADS完成,驾驶员完成剩余DDT驾驶任务个别的DDT子任务由ADS完成,驾驶员完成剩余OEDR驾驶任务整个DDT由ADS执行;驾驶员作为DDT的后备执行人,完成ADS所发出的干预请求ADS执行全部的DDT驾驶任务Hands
14、offFeet offEyes offMind offPassenger Driver驾驶员驾驶员+系统系统系统系统/有限制有限制功能案例功能案例LCAAEBFCWTSRDOWBSDL2+ACCLCCLKAICATJAPASAPAHPAAVPFCTAHWANOA信息来源:NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration)备注:术语表请参考第十一页驾驶员驾驶员驾驶员驾驶员驾驶员驾驶员系统系统驾驶员驾驶员系统系统有限制有限制有限制有限制有限制有限制系统系统系统系统系统系统系统系统无限制无限制整个DDT由ADS执行;ADS作为DDT的后备执行人
15、去完成干预请求 11术语表术语表数据来源:J.D Power 12市场需求会跳过市场需求会跳过L3吗?吗?Level2Level3Level4HandsoffEyesoffMindoffLevel2.5Level2.9L3L3是一个没有吸引力的解决方案吗是一个没有吸引力的解决方案吗?L3可以被简单的定义为释放双眼,但仍需保持注意力。司机仍然需要集中注意力,因为他可能在任何时候接手对车辆的控制。因此,如果司机专注于任何其他任务(工作、打电话、阅读等),他会把自己和他人置于危险之中“释放双眼,但仍需保持注意力”为消费者提供的附加价值有限。相应的,消费者不愿意为有限的附加体验花费太多。这与为实现L3
16、级别功能所付出的高成本是不一致的L3的释放双眼与的释放双眼与L4的释放专的释放专注力在一定程度上存在矛盾注力在一定程度上存在矛盾VSVSLevel?对于目前的L2汽车制造商来说,L2级别功能的汽车制造复杂性和底层架构与L3完全不同。为了实现L3级别的功能,不仅需要装备更昂贵的硬件来满足更高算力和更精确传感的需求,而且还需要更复杂的软件算法对于当前L3级别的定义,驾驶主体仍是由人和系统共同组成。在驾驶过程中,驾驶主体的来回变换会导致责任的不清晰以及欠佳的驾驶体验-在自动驾驶领域的“恐怖谷理论”让我们过分相信还未成熟的自动驾驶系统L3L3级级别别汽汽车车的的定定位位是是模模糊糊的的。从从汽汽车车制
17、制造造商商的的角角度度来来看看,制制造造L2L2级级别别汽汽车车的的底底层层架架构构与与L3L3级级别别汽汽车车的的底底层层架架构构和和要要求求完完全全不不同同。从从客客户户的的角角度度来来看看,L3L3的的功功能能定定义义是是模模糊糊的的,因因为为L3L3仍仍要要求求驾驾驶驶员员保保持持与与L2L2相相同同的的专专注注度度。由由于于技技术术和和监监管管上上的的困困难难,很很多多人人认认为为应应该跳过该跳过L3L3。然而,从。然而,从L3L3到到L4L4的挑战也是极大的。的挑战也是极大的。自动驾驶行业自动驾驶行业发展回顾发展回顾 14市场图谱分类介绍市场图谱分类介绍除了解决方案提供商,我们的市
18、场图谱还包括那些提供更通用但单一堆栈的初创企业。这些单一堆栈厂商,不是针对特定的场景,而是针对特定的功能,主要功能包括:算法算法 -纯软件公司为自动驾驶行业提供行业通用级算法,如人类感知算法车队及操作系统车队及操作系统 -为车队管理公司提供自动驾驶软件服务,以及操作系统远程操作远程操作 从远程操作中心操作车辆车联网车联网 从车辆到另一个实体的信息交换,反之亦然其他其他 主要包括高分辨率地图和网络安全自驾出自驾出租车租车自驾卡车自驾卡车自驾巴士自驾巴士短途配送短途配送应用级应用级厂商厂商赋能赋能厂商厂商单一堆栈厂商单一堆栈厂商(算法、车队及操作系统、远程操作、车联网、其他)报告中的大多数初创企业
19、都是一种或几种特定场景的解决方案提供商:自驾出租车、自驾卡车、自驾巴士、短途配送等。由于自驾出租车覆盖了最广泛的ODD(具体定义请回顾第9页),如果一家创业公司的主营业务覆盖了自驾出租车和其他业务场景,我们在报告中将其归类为自驾出租车根据公司的主营业务模式,解决方案提供商进一步分为应用级厂商和赋能厂商:应用级厂商指的是直接向终端消费者出售产品并提供解决方案的初创企业。他们可能有内部制造能力,或在未来将制造外包给整车厂赋能厂商指的是通过向整车厂提供系统级自动驾驶解决方案,主要从整车厂获得收入的初创企业。据观察,一些最初定位成为应用级厂商的初创企业也开始为整车厂提供解决方案,这些采用双管齐下模式的
20、创业公司在分析中被归类为赋能厂商应用级应用级厂商厂商应用级应用级厂商厂商应用级应用级厂商厂商赋能赋能厂商厂商赋能赋能厂商厂商赋能赋能厂商厂商 15厂商概览厂商概览(1/2)按应用场景及商业模式分类按应用场景及商业模式分类自驾出租车自驾出租车自驾卡车自驾卡车自驾巴士自驾巴士短途配送短途配送应用级厂商应用级厂商赋能厂商赋能厂商备注:此处按公司名称首字母排列 16厂商概览厂商概览(2/2)单一堆栈厂商单一堆栈厂商算法算法远程控制远程控制车联网车联网其他应用其他应用车队及操作系统车队及操作系统针对一般的外界目标针对其他特定的目标或活动备注:此处按公司名称首字母排列 17自动驾驶行业发展重要节点自动驾驶
21、行业发展重要节点2000200120022003200420052006200720082009201020112012第一次技术革命第一次技术革命:通过GPS和IMU实现车辆的全球定位2004:第一次DARPA挑战赛 2005:第二次DARPA挑战赛第二次技术革命第二次技术革命:激光雷达在汽车行业的应用2007:第三次DAPRA城市挑战赛2009:Google发起了Project Chauffeur(即自动驾驶汽车项目)2009:Google第一款无人驾驶测试车,丰田Prius第三次技术革命第三次技术革命:深度学习和大数据的应用2013:Google 发布第一款自动驾驶系统2014:Mobi
22、leye EyeQ3芯片的出现使L2级别的自动驾驶成为了可能2015:Steve Mahan成为世界上第一个在公共道路上乘坐完全无人驾驶汽车的乘客2015:AlphaGo击败了世界上最好的围棋手2016至今:传统汽车厂商开始进入自动驾驶领域2019至今:科技巨头的入局使得自动驾驶领域出现了更多的资金和并购活动2021:Aurora,Tusimple,Embark在美国纳斯达克通过SPAC上市2022:自动驾驶行业下一个转折点的前夕?1121111235544141930342014830201620172015201820142013201920202021数据来源:Capital IQ,Cr
23、unchbase,公司官网2022 18近十年部分初创公司成立时间线近十年部分初创公司成立时间线20122013201420152016201720182019数据来源:Capital IQ,Crunchbase,公司官网备注:此处按公司名称首字母排列 市场观察市场观察 20自动驾驶系统市场概览自动驾驶系统市场概览年度汽车总出货量,按自动化程度划分预计未来5年复合年增长率为29%,其增长主要依靠L2级别功能车型渗透率的增加尽管L1级别汽车年出货量正在上升,但由于其ADAS只能提供较低附加值的限制,L1级别功能汽车未来的市场增长潜力有限L2级别汽车目前通过其ADAS体验在市场占主导地位L3/L3
24、+目前只是一个新兴市场,但如果它能在价格、性能和监管方面获得认可,那它将成为增长最快的产品类别,并在2026/2027年占据主导地位384853617079885273879611013016230731081622026E2025E20212024E2023E202010150891211872523174122022E自动驾驶市场预测自动驾驶市场预测,2020-2026(单位单位:十亿美金十亿美金)29.0%CAGR各个自动驾驶级别的年汽车出货量各个自动驾驶级别的年汽车出货量,2021-2026(单位:百万辆单位:百万辆)4439352820524273035404412151618222
25、71369142023E2022E202102024E2025E2026E市场渗透率预测市场渗透率预测,2021-2026(%)Level 3及以上Level 2Level 1Level 2Level 0Level 1Level 3及以上数据来源:IDC,IHS Markit,Precedence Research据据预预测测,2026年年L1到到L3+的的市市场场渗渗透透率率将将大大致致相相当当于于2021年年L0到到L2的市场渗透率的市场渗透率 21商业化及合作案例商业化及合作案例从7-11开始,Nuro首次将商业化的自动配送服务带到加州与Ryder达成协议,使其自动驾驶卡车车队随时准备上
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