一、ADAS行业定义及分类
高级驾驶辅助系统,即Advanced driver assistance systems(简称ADAS),又称主动安全系统。ADAS是以提升驾驶者安全和舒适为目的,通过雷达、摄像头等传感器感知周围环境,运用算法做出行为判断,以提醒驾驶者或直接控制车辆的方式避免碰撞。ADAS系统不是特定的单一技术,而是具备上述功能的多项技术/系统的统称。
广义上讲,只要能起到辅助驾驶者驾驶汽车的配臵/技术都属于辅助驾驶系统,高级只是相对概念。因此,诸如ABS(防抱死系统)、ESC(电子车身稳定系统)都属于驾驶辅助系统范畴。而狭义上看,高级驾驶辅助系统特指融合多类传感器信息,利用复杂算法,能实现更高级自动功能的驾驶辅助系统。目前,ADAS仍处发展阶段,可大致分为预警类和控制类两种,包括但不限于以下技术:
ADAS行业主要技术分类
主要技术 | 介绍 |
车道偏离预警(LDW) | 预警类,通过报警的方式辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。 |
前方碰撞预警(FCW) | 预警类,通过雷达或摄像头监测与前方车辆之间的距离,当距离过小存在碰撞危险时,系统提醒驾驶者采取措施。 |
自适应巡航(ACC) | 控制类,通过车距传感器持续扫描前方道路,调整速度来适应交通状况。若与前车距离过小时,ACC使车轮适当制动,以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。 |
自动紧急刹车系统(AEB) | 控制类,采用雷达测出与前车或障碍物距离,将测出的距离与警报/安全距离比较,小于警报距离时就警报提示,小于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下,AEB会启动,使汽车自动制动。 |
车道保持系统(LKA) | 控制类,在车道偏离预警系统(LDW)的基础上对刹车的控制协调装置进行控制。 |
资料来源:公开资料整理
二、ADAS行业产业链分析
ADAS系统由三个模块构成,分别是感知层、认知与判断层和执行层。感知层硬件包括雷达、摄像头等传感器。认知与判断层涉及算法、应用软件与芯片,执行部分则对应电子刹车、电子助力转向、电子车身稳定系统等。
ADAS行业中的算法公司的上游行业主要是摄像头、雷达、芯片厂商,其中单目ADAS摄像头可国产,成本低,供应企业较多;毫米波雷达成本较高,供应商主要有集中博世集团、Autoliv、大陆集团、天合等传统汽车零部件巨头;超声波雷达成本低,供应企业较多;激光雷达成本超高,主要供应商有Velodyne、Ibeo;红外传感器成本较高,主要供应商有Autoliv、保千里;芯片主要由TI、ST、NXP、ADI等外国厂商提供,这方面国内厂家目前的设计和制造竞争力仍偏弱。
下游主要为前装市场的Tier1供应商及汽车主机厂商和后装市场的代工厂、个人消费者、商用车队和保险公司等。
资料来源:华经产业研究院整理
三、ADAS行业的主要特点
1、轻资产、高知识性
与一般的汽车零部件制造业不同,以提供ADAS算法软件为核心竞争力的汽车零部件企业在本质上类似于一般软件信息服务业,具有轻资产经营的特点。从经营流程来看,行业内企业通过搭建开发平台进行软件开发,利用长期积累的汽车电子行业及软件开发业的经验和专业知识,以提供ADAS核心算法或软硬件集成设计的方式满足汽车制造业厂商或终端客户的多种汽车自动化需求,业务流程跨越汽车电子制造和信息技术两个行业,具有高知识性特征;从投入要素结构来看,行业内该类企业不需要大量购买土地、厂房、机器等长期资产,固定资产占总资产的比重一般较低,但在涉及研发等方面对知识和人才的投入力度却大大高于传统行业。
2、周期性
汽车属于中高档消费品,整体行业的市场增长速度受宏观经济周期波动的影响较大,下游整车制造业的景气程度随之影响上游的汽车电子零部件行业,即如果宏观经济处于上升通道时,汽车行业发展迅速,汽车电子消费市场活跃;反之,当宏观经济处于下行通道时,汽车行业发展放缓,汽车电子相关产品的消费需求也随之下降。
3、区域性
我国汽车产业的地域性明显,各大区域都存在具有代表性的汽车集团,例如珠三角的广汽集团、东北的一汽集团等,具有一定的区域不平衡性。围绕着整车企业的汽车零部件产业群也随着汽车集团的快速发展逐渐成型,目前我国已初步形成了长三角、珠三角、东北、京津、华中、西南六大零部件产业集群。产业集群的形成提高了物流网络化效率以及专业化分工程度,使得规模效应更容易体现,有利于零部件行业的规模化发展。
四、ADAS行业发展的有利因素和不利因素
1、有利因素
(1)国家产业政策扶持
2015年10月,工信部发布《<中国制造2025>重点领域技术路线图(2015年版)》,智能网联汽车与节能汽车、新能源汽车并列,成为中国未来重点发展的制造领域。该文件对智能网联汽车在提升交通安全、节能减排和消除拥堵上给予高度肯定,并对2020、2025年智能网联汽车的发展制定了宏伟的目标。具体为:2020年,驾驶辅助(DA,粗略对应L1),部分自动驾驶(PA,对应L2)车辆市占率达到50%。2025年,DA、PA占有率保持稳定,高度自动驾驶(对应L3)车辆占有率约10%-20%。2030年,完全自动驾驶(对应L4)市场占有率近10%。
(2)中国权威机构制定安全评级标准
C-NCAP管理规则将会把AEB(自动紧急刹车系统)纳入到评价体系。另外,随着E-NCAP、NHTSA不断增加新的安全辅助系统,C-NCAP作为规则制定的追随者,会考虑越来越多的安全辅助系统加入的评分体系,这无疑将促进我国ADAS的快速普及。
(3)应用车型由高向低逐步下探
技术的逐步成熟和产品价格的趋向下降,诸多车企开始将原来仅仅用在豪华车上的ADAS技术逐步向中档车、乃至小型车上渗透。这不仅在中国,包括欧洲、北美以及日本市场在内,都正在呈现此类趋势。
(4)消费者对汽车新兴配置功能的兴趣度在提升
随着汽车工业的发展,汽车产品间的差异逐渐缩小,尤其是汽车硬件部分差异越来越小。以ADAS为代表的新兴配置成为厂家产品差异化的主要策略。消费者在购车时,除了对汽车外观、性能等基本参数的关注外,对新兴配置的兴趣度和接受度在不断提升。
(5)人口老龄化增强对ADAS依赖
人口老龄化是我国以及主要发达国家普遍面临的问题。随着年龄增加,人们的视觉、听觉和行动能力逐渐下降,这无疑增加了驾驶车辆的危险性。另外当前城市内交通状况复杂拥堵,需要驾驶员投入更多精力,这无疑对老年人驾车提出了更高的要求。因此,ADAS系统能提升汽车自动化和安全水平,其普及是符合人口老龄化趋势需求。
2、不利因素
(1)市场需要培育,ADAS渗透率有待提升
从自动驾驶乘用车,到自动驾驶巴士、卡车,自动驾驶技术加快渗透,源于自动驾驶在安全和提升效率方面的优势正得到越来越多的认可。但ADAS相对大众而言,认知仍然不够,存在认可度提升不及预期。另外渐进自动驾驶路线也存在固有缺陷。从智能的角度看,在节省成本、易于推广的同时,传感器系统做了一些节略,以摄像头为主,没有加装精确度可以达到厘米级的多线激光雷达,没有使用精确度可以达到厘米级别的高精度地图。从网联的角度看,没有做到车与车互联、车与基础设施互联,类比于飞机的自动驾驶、自动降落中飞机与飞机的互联、飞机与跑道的互联。因此大众认知、成本高昂和车联网普及均会影响ADAS渗透率。
(2)专业人才匮乏
ADAS是一个多学科知识结合的行业,对人才素质要求非常高。一方面需要对汽车领域应用的信息技术、网络技术、自动控制技术有深入研究,另一方面还要适时了解汽车制造商、车主的各种需求进行定制化的服务。由于ADAS行业在国内发展起步较晚,目前国内具备ADAS图像、视频分析处理的算法设计、研究和开发的人才或技术团队匮乏。
五、ADAS行业的主要进入障碍
1、技术和人才壁垒
ADAS市场具有典型的技术和知识密集型特点,具有较高的技术壁垒。企业为维持竞争优势,需要持续地加强技术研发的投入力度,诸如人力、物力、财力等。当前的ADAS系统集成商不仅需要研发设计出系统产品,更需要结合汽车制造商的具体需求、车主习惯等,帮助其设计出个性化的专业系统,提供持续的后续服务,支持客户的日常应用。因此,ADAS行业中对图像、视频算法方面的专业人才的要求较高,具有较强的技术和人才壁垒。
2、市场壁垒
优秀的ADAS系统集成商特别是其中的算法与应用软件公司必须是长期深入地为汽车制造商服务,才能充分理解其个性化需求以及其面对的终端车主客户的习惯,完善相应的产品和服务。反之,当汽车制造商需要长时间积累对ADAS系统集成商的业务流程进行熟悉、对其提供的系统集成培养使用习惯。因此,汽车制造商更换ADAS系统集成商或算法软件可能付出高昂成本,一般不轻易更换ADAS系统集成商或算法软件。
3、资金壁垒
如前所述,新产品从研发到形成扩展性强,灵活、成熟、先进的产品,并最终获得客户认可,需要较长的周期,因此客观上对企业的资金实力提出了较高要求。若无雄厚资金支持,则难以承担较长投资回报期的投资风险,无法和已取得一定市场份额的优势企业进行有力的竞争。
六、ADAS市场的发展趋势
(1)ADAS正经历从单一功能向多功能集成的趋势
驾驶辅助系统发源于两个技术基础:一是底盘控制技术,在刹车控制、转向控制和牵引力控制技术上发展出ABS、ESC、EPS等,二是基于雷达等传感器的各类预警功能,如车道偏离预警、前方碰撞预警。高级驾驶辅助系统则是利用两个技术的融合,先形成单一功能的辅助系统,如ACC、LKA和自动泊车。随着传感器融合和计算能力的提升,ADAS功能将进一步集成,形成城市交通AEB、城镇交通AEB等。之后将达到特定环境下的自动驾驶,如高速公路自动驾驶,最终实现全自动驾驶。
(2)各国ADAS渗透率逐年提升
全球第二大汽车零部件供应商大陆集团依据其新产品推广经验,总结出产品生命周期特征,分析了从引入到最终的饱和阶段时对应的市场份额、增长速度等变化,ADAS系统在主要汽车大国已度过初期引入阶段,步入快速成长期。
(3)各国政府和权威机构促进ADAS普及率
据世界卫生组织统计,每年约有125万人死于交通事故,各国家与此相关的经济损更大。汽车安全性能经历了从被动安全到主动安全,再到智能安全的过程,ADAS在主动安全和智能安全领域扮演了重要角色,其在提升汽车安全性的功能逐渐得到政府部门的认可。根据欧盟的公开统计,主动刹车系统(AEB)的使用减少了接近20%的事故率。
一方面通过政府层面立法。强制汽车装备ABS、ESC等ADAS系统,这种方法将快速提升ADAS系统的渗透率。这方面欧盟、美国政府更为积极,推动力最大,欧盟在2013年就强制新车安装LDW和ABE,美国于2016强制新车安装后视摄像头。欧美对其他国家具备示范效应。
另一方面通过权威机构制定安全评级标准。对新车安全性能进行公开评级,引导消费者购买安全等级更高的车,以督促整车厂提升车辆安全。欧洲、美国、日本、中国等汽车保有大国都有新车安全评级机构,即New Car Assessment Program(简称NCAP),采用星级评分的方式对将上市和已上市车型进行评级,其中星级越高代表车型安全性能越好。从进程看,未来将有更多的ADAS加入到评分体系中,无疑将督促厂商装配更多的ADAS系统。中国的评级标准——C-NCAP将于2018年把AEB纳入评分体系。C-NCAP由中国汽车研究中心于2006年正式建立,从建立初期,C-NCAP就以欧州的E-NCAP和美国NHTSA的评分体系为参照,构建适合中国的安全评级体系。