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数字交通重磅指引出台,卫惯导航发展提速,4股成大赢家(名单)

21-12-25 10:20 510次浏览
著鹿
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本期目录

1.事件背景
2.认识卫惯导航
3.行业现状及前景
4.产业链
5.相关上市公司
6.独家核心提示
PS:重点内容加粗显示,方便加快阅读。
一,事件背景
12月22日,交通运输部印发《数字交通“十四五”发展规划》。《规划》提出发展目标,到2025年,数字交通体系深入推进,“一脑、五网、两体系”的发展格局基本建成,交通新基 建取得重要进展,行业数字化、网络化、智能化水平显著提升。
“一脑”是指推进综合交通大数据中心体系建设,打造综合交通运输“数据大脑”;“五网”中则重点提及了部署北斗、5G等信息基础设施应用网络。《规划》要求,构建基于北斗、5G的应用场景和产业生态,在交通运输领域开展创新示范应用。在铁路、公路、水运、民航、邮政等领域推广北斗三号终端;深化北斗高精度导航与位置服务应用。同时以应用为导向,稳步推进5G等通信设施与交通基础设施融合发展。
其中强调的基于北斗卫星的导航及位置信息服务 ,实际涉及到的是一个冷门却有着千亿市场的产业:卫惯导航服务,这样是未来智能驾驶的核心单元。
卫惯导航作为卫星定位 和惯性定位的结合,在汽车自动驾驶导航方面的优势日趋显现。

二,认识卫惯导航
卫惯导航即卫星导航系统与惯性导航系统相互组合的导航方式,卫惯组合系统的优势主要表现在IMU对GNSS定位结果的修正和信号丢失情况下的定位保证。
卫星导航系统,即“全球卫星导航系统”。主要采用最新GPS技术在导航通讯领域的最新应用系统。
惯性导航系统也称作惯性参考系统,是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航系统.
惯性导航的核心部件是IMU,IMU全称inertial measurement unit,即惯性测量单元,一般可装备于运载体(如飞机、传播、汽车、无人机等)并用于实现导航定位,其原理为系统通过连续测得运载体角速度和线速度并进行积分运算即可连续、实时预测运载体的当前位置。
三,行业现状及前景
1.现状
1)产品形态以终端形式为主
从产品形态的角度,目前车载高精度卫惯组合系统主要以定位终端——定位盒子(P-Box, Positioning Box)的形式为主,其在自动驾驶中的电气架构位置如图所示,作为负责高精度定位的小ECU,将定位数据提供给域控制器中的地图模块,实现与高精度地图的匹配。

深耦合:深耦合算法在紧耦合算法的基础上,利用IMU原始数据辅助GNSS信号捕获跟踪,通过IMU准确的相对多普勒变化信息辅助载波跟踪环路,提高恶劣环境下多普勒估计准确度,可以有效提高组合导航精度和可靠性。另外,利用深耦合算法还可以有效检测出欺骗信号,保护组合导航设备不受干扰。
2)卫惯导航有三种实现方式
从组合的实现方式上,卫惯组合系统主要分为如下几种——松耦合组合、紧耦合组合和深耦合组合,算法难度依次递增:
松耦合:松耦合采用的是RTK定位结果+IMU原始数据来实现融合,在隧道、地下车库等完全无卫星信号的场景下与紧耦合、深耦合相当,但在有卫星信号但是信号被遮挡的场景下,如城市峡谷等,定位效果不如紧耦合、深耦合。
紧耦合:紧耦合采用RTK定位结果+GNSS的原始数据+IMU原始数据。可以有效利用信号遮挡环境下的卫星观测数据,提升定位效果。缺点是在林荫、楼宇遮挡等恶劣环境下,GNSS容易出现频繁失锁、观测量跳变等异常现象,容易引发定位异常。

3)新兴供应商相对领先
从传统供应商与新兴供应商的竞争来看,双方都有各自的优劣势,因此总体来说,传统供应商具备较为稳定的供应链关系,在弥补当前算法等方面的相对劣势后,市场机遇仍然充足;而新兴供应商由于当前算法能力较为领先,尤其表现在适配车厂需要方面,目前具有一定优势,叠加新能源车国内车厂话语权提升,目前相较传统供应商具有一定的领先优势。

4)产品能力和芯片能力影响新兴供应商竞争格局
短期内,卫惯组合系统产品的核心竞争力主要包括:第一,厂商核心技术能力;第二,整套技术方案的协同性;第三,与车企的沟通能力。各个厂商的产品核心能力差异决定了当前的市场卡位,而由于车载产品要求较高,一般情况下确定供应商后,供应关系将较为稳定,有望赢得更多市场份额。
而长期来看,由于产品终局形态有望走向芯片集成,产业链芯片能力或是国内卫惯组合系统供应商竞争的关键所在。一方面,芯片能力如设计、集成等成为关键,另一方面,惯导芯片影响系统精度,因此卫导芯片能力领先企业将占得先机。
2.前景
1)自动驾驶助力卫惯导航发展
置信 息是自动驾驶车辆路径规划和车辆控制的基础,是自动驾驶实现的关键要素,卫星导航与惯性导航各具优缺点,卫导+惯导组合具有明显优点——惯导可以在卫星信号丢失时发挥关键作用,通过组合系统,卫导和惯导能够实现优势互补,在定位精度和稳定性上都有较好保证。
基于卫惯组合导航的优势互补特征,其重要性已经逐渐凸显并得到产业界的认可,目前已有应用开始商业化落地,例如乘用车方面,如小鹏P5搭载有高精度定位组合系统(GNSS+IMU);又如百度 Apollo系统也搭载有GNSS+IMU的组合定位方案。长远来看,卫惯组合导航有望成为自动驾驶的标配产品,随着自动驾驶的不断发展,未来卫惯导航也有巨大发展前景。

2)集成化趋势是未来发展趋势
长期来看,卫星芯片和惯性导航会逐渐走向融合,集成化趋势或成终局产品形态,例如集成为车辆的一个域控制器(DCU),集成化趋势会带来两方面的优势。其一是技术方面的优势,走向集成化会使数据延时更低,提高定位精度;第二个是对成本的降低,随着集成化程度越来越高,成本将更具竞争力。
目前卫惯组合导航终端的价格在1500-2000元左右,而要应用组合系统,车企还需采购 1) 卫星系统天线,目前单价在100元到数百元之间;2) 目前多数组合系统供应商一般尚未单独针对高精度定位服务收费,随着应用规模不断扩大,收取服务费或成一种商业模式。因此整体来看,应用组合导航的成本虽有下降,但仍有继续下探的空间,集成化程度提高有望降低成本。
3)卫惯组合导航市场空间广阔
从出货和渗透率来看,据IDC报告,2020年拥有自动驾驶(辅助)功能的汽车数量共2773.2万辆,其中L1为1874万辆,L2为896万辆,L3+为3.2万辆,渗透空间广阔,预计至2025年L3+渗透率可超14%,估计中国市场渗透率领先全球水平,可达20%。
从增速看,据CIC数据,2020年国内自动驾驶市场规模预计在106亿元,2025年市场可达3994亿元,20-25年CAGR达到107%。
从乘用车销量来看,据OICA数据,2020年,全球乘用车销量达到5360万辆,同比-16.7%;中国乘用车销量为2018万辆,同比-5.9%。考虑到新冠疫情影响衰退以及国内汽车需求增长,预计未来全球/国内乘用车销量将恢复增长,估计2025年全球乘用车销量将恢复至6800万辆,国内乘用车销量接近2700万辆。
结合上文中的自动驾驶渗透率估计,预计2025年全球L3+级自动驾驶乘用车出货量可超970万辆,国内L3+级自动驾驶乘用车出货量约380万辆。考虑到目前组合导航ASP约1500-2000元以及长期价格下降趋势,取1500元计算,2025年组合导航自动驾驶领域全球及国内市场规模可分别达146/80亿元。
远期场景下,随着组合导航系统进一步普及以及高阶自动驾驶实现实现完全推广,市场前景广阔。

四,产业链
卫惯组合系统产业链上游主要为各类元器件,如惯导的陀螺仪、加速度计等传感器以及卫导的芯片、板卡、天线等;中游主要为惯导/卫导系统模块供应商以及卫惯组合导航系统集成商;下游则面向军用及民用等市场,其中自动驾驶是民用领域的蓝海市场,未来市场空间广阔。

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