深耕高精度导航定位市场,管理文化优异 深耕高精度导航定位,测绘领域技术优势显著 8 m0 O1 w; R0 M& W
公司自 2003 年成立以来,持续聚焦高精度导航定位应用相关的技术及产品研发, 是国内导航定位领域的龙头厂商。 ! r, }3 e/ X7 s* a8 [3 A
公司以 GNSS 高精度算法核心技术为基础,提 供 GNSS 设备等产品,往上游延伸到基础服务平台和芯片、天线、模组、板卡等 基础器件,往下游为地理信息、位移监测、工程建设、电网巡检、交通管理等行 业提供一站式解决方案。
" i0 X/ m' a* I9 i 2020 年,公司 P5 北斗接收机作为国产 GNSS 接收机的 代表机型完成珠峰登顶测量任务,这是国产北斗定位装备第一次登顶珠峰,彰显 领先技术实力。 + G- S# m! _# A( m: ^& o
通过长期的研发投入,公司在基础器件领域实现技术突破,研发出高精度 GNSS 基带芯片“璇玑”、多款高精度 GNSS 板卡、模组、天线等基础器件,实现了核心 技术自主可控。
3 p$ T2 ^: Q* I3 ` 2009 年,公司研制出具有自主知识产权的测量型 GNSS OEM 主 板。2015 年,公司自主研发了实时厘米级高精度北斗卫星导航接收机板卡,并已 实现量产。
/ h* ^+ D- C* J& z+ ]& K 2018 年,公司的产品板卡自给率约为 30%。2020 年,公司成功量产 55 纳米制程的“璇玑”基带芯片,能够支持北斗、GPS、GLONASS、Galileo 等全球卫 星导航系统的全部卫星星座。
5 Y0 Z# G# S9 F# d “璇玑”量产后,将大大降低公司 GNSS 产品、模块、 板卡的成本,改变其形态,扩宽公司产品在测绘测量、导航应用、自动驾驶等领 域的应用场景。 ; I, b$ p# ^* D. d, |" x
公司的 RTK/GIS 等 GNSS 设备和解决方案从传统测量测绘,逐渐向各行业应用 拓展。公司的营业收入来自数据采集设备和数据应用及系统解决方案。
7 G* n2 @) y. E! J0 c 目前,公 司产品的三大应用领域为测绘与地理信息(测量测绘、位移监测、实景三维)、封 闭和半封闭场景的无人驾驶(无人机航测、海洋测绘、农机自动驾驶、工程机械 高精度智能导航控制)、导航定位授时。
2 `! [# |; }; k; [) e" J& d 公司经营稳健,成长速度显著好于同业
; V6 s$ A! p0 X: j- e# D 相比同业,公司营收及业绩高增长稳健、持续。公司专注于高精度卫星导航定位 产业,通过在产品技术上的不断研发,公司产品的应用领域持续拓展,打开了中 长期成长空间。
, _; a% L% H( D 2014-2020 年,公司营业收入 CAGR 为 29.76%,归母净利润 CAGR 为 36.03%。2021 年,数据采集设备需求高增,高精度行业应用百花齐放,公司持 续扩大市场份额和竞争优势。
7 _& r4 }3 B* J& Z+ \+ J6 f& k 营业收入预计同比增长约 36.2%至 19.2 亿元,归母 净利润同比增长 48.2%至 2.92 亿元,超额完成公司于 2020 年年度报告披露的 2021 年经营目标(营收 18.5 亿元,净利润 2.7 亿元)。
3 v/ m4 f. `, D, R- C% O; m, a 数据采集设备占比高,RTK 产品贡献主要业绩 X% \0 ]$ K* Z
分产品看,公司的数据采集设备应用于大地测量、工程测量、地籍测量等测量测 绘领域,帮助客户完成全方位的高精度数据采集任务,近年来营收占比约为 70%。 , h& h, {( _2 ?, @( ] @6 @
数据应用及解决方案(包括位移监测系统、农机自动导航系统、商业导航等)毛 利率更高,随着乘用车自动驾驶业务的放量,该业务占比或持续提升。
. J+ u; ?; W2 L) m' i" u! G. Z0 ~& H7 I 海外营收稳步提升。疫情影响海外需求,天宝 2020 年营收增速同比减少 3.57%至 205.38 亿元,2021 年上半年营收同比增长 20.04%至 118.53 亿元。
" h) Y1 M/ w& O! _1 }! l 凭借产品的高 性价比,华测导航海外收入稳步提升,毛利率维持在高位。2020 年国外收入同比 增长 10.49%至 1.98 亿元; & @; w+ c+ U9 `* p. U
根据公司新闻,2021 年,尽管国际疫情影响团队出差, 公司在国际市场仍然实现了 60%以上的业绩增长,进一步提升了在海外的品牌影 响力。 ' k4 W+ @4 E, N' X7 n9 w- S, K
期间费用率管控良好
2 T' H% z; m6 _. k 近年来公司销售费用率、管理费用率管控良好,研发费用率逐年稳步提升。由于下 游客户较为分散,数据应用及解决方案类业务的施工安装及技术支持费用较高, 因此公司的销售费用率相对较高。
& K1 T, Z y% c4 o5 c 2021 年前三季度,公司研发费用同比提升 52.56% 至 2.34 亿元,研发费用率为 18.45%。公司在国内建立上海、武汉、南京三个研发 基地,在海外建立英国研发基地,已经申请了 800 余项知识产权。
: j* e' z) \7 o S% L 股权集中,注重人才激励
, M: |, X0 g! w2 b2 p 公司股权结构集中,上裕投资、尚坤投资均为公司管理层与核心员工持股的合 伙企业。公司实际控制人为董事长赵延平,直接持有公司 21.66%的股份,并持 有太禾行 97%的股份、上裕投资 51.99%的权益比例。 * L- _/ @- K! W1 H+ l9 j
尚坤投资为王向忠、朴东 国拥有主要权益的有限合伙企业,其中公司副总经理王向忠持有 47.41%的权益 比例,公司总经理朴东国持有 33.33%的权益比例。 ! {& [* T8 G$ v9 G5 {- E/ W; p
公司坚持“分享”的文化,多次对核心骨干执行股权激励。公司“以奋斗者为 本”,团队领导以身作则,带动整个团队自上而下,持续艰苦奋斗,也让每个奋 斗者都能充分发挥价值、得到合理回报。 . M* ?! u! \$ o" g- O8 Q! T0 J! o3 b
2017-2022 年间,公司共实施五次股权 激励,分别占当时股本比例的 3.51%、3.98%、0.63%、2.38%和 0.98%。其中, 2021 年股权激励覆盖了 719 名公司董事、高级管理人员和核心骨干。 ' V6 G6 _7 x/ S7 q8 o/ t" t! D
按公司 2020 年底在职员工数量计算,覆盖比例高达 59%。公司以“分享”机制充分调 动公司核心团队的积极性,为公司长远发展保驾护航。 高精度应用“百花齐放”,市占率持续提升高精度定位应用领域广泛,市场规模庞大
6 H Y9 A% x* c- L1 r 卫星导航定位技术是指利用卫星导航系统提供位置、速度及时间等信息来完成各 种目标的定位、导航、监督和管理。 - \, h3 I, Z; A# N
世界上成熟的全球卫星导航系统主要有美国 的全球定位系统(GPS)、中国的北斗系统(BDS)、欧洲的伽利略卫星导航系统 (Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)。 6 B# i0 ?- u* M
2020 年 7 月 31 日北 斗三号正式开通,北斗三号基本导航服务可向全球提供精度优于 5 米的定位服务, 最高精度定位动态可达到分米级,静态可达到厘米级。
) D7 j) T% v4 n6 n0 { BDS 和 GPS 已服务全球,性能相当:功能方面,BDS 较 GPS 多了区域短报文和 全球短报文功能。GLONASS 虽已服役全球,但性能相比 BDS 和 GPS 稍逊。 ' Y0 Q: K: r# P( p% z$ Y: L! p
GLONASS 轨道倾角较大,导致其在低纬度地区性能较差。Galileo 的观测量质量 较好,但星载钟稳定性稍差,导致系统可靠性较差。 % `! V- g2 p6 G% ^8 @0 X7 c
我国卫星导航与位置服务产业链大体可以分为:上游、中游和下游。上游基础产 品研制、生产及销售环节,是产业自主可控的关键,主要包括基础器件、基础软 件、基础数据等;
4 _* [. e0 G. |+ | 中游是当前产业发展的重点环节,主要包括各类终端集成产品 和系统集成产品研制、生产及销售等;下游是基于各种技术和产品的应用及运营 服务环节。 ) r2 b' H# f- [6 v
随着“北斗+”和“+北斗”生态范畴的日益扩大,业内外企业对卫 星导航器件、终端、软件、数据的采购进一步增加,2020 年产业链上游产值实现 384 亿元,同比增长 12.1%;产业链中游产值实现 1770 亿元,同比增长 11.9%。 6 s. f9 H5 P) u1 t0 B5 T
行业上游基础构件主要包括芯片、核心算法软件、天线和板卡等,其中芯片集成 在 GNSS 板卡上,主要功能包括接收北斗卫星信号后进行模数转换,对卫星数据 信息完成运算后输出高精度位置信息。
: t( b+ @& |: E) D- k* ^# _- _. x 芯片和板卡性能决定了整机的性能,也是 终端最核心的元器件和占比最高的成本部分。根据前瞻产业研究院数据,在测绘 等高精度专业应用领域。 ! d6 k! A' P1 l& I
GNSS 芯片及板卡占据北斗接收机价值的 65%左右,对 于汽车导航等民用消费领域,GNSS 芯片及板卡也能占据北斗接收机价值的 50% 左右。
) c% z# S! T3 g6 f 市场上的卫星导航高精度应用产品主要由终端及解决方案两大类构成,其中终端 主要包括应用于测绘领域的 GNSS 测绘仪器及地理信息系统应用的 GIS 数据采集 器;解决方案主要包括位移监测系统等应用。
' A& I' u8 }' }+ A x! u# R 根据公司招股说明书,2011 年中国 卫星导航高精度应用领域市场规模仅为 29.12 亿元,2020 年将增长至 215.30 亿 元,CAGR 为 24.9%。
) @; ]6 z1 O$ C6 a5 H6 G1 M; j1 g 高精度行业迎拐点,2020 年增长提速。高精度相关产品销售收入从 2010 年的 11 亿元人民币增长到 2019 年的 74.8 亿元,复合增长率达 23.7%。 2 L7 B( b( `( _7 Z) U
2020 年,高精度 应用泛在化和规模化加速,高精度相关产品销售收入同比增长 47.6%至 110.4 亿 元,国内厘米级应用高精度芯片、模块和板卡的总出货量突破 100 万片。
; Z' B' R/ G( S' }; w8 ^8 D3 e 2021-2022 年,高精度行业进入高速增长阶段。随着高精定位应用场景不断增多, 智慧出行等领域渐成熟。
) m, [. t" X5 n4 A0 Z9 R 艾媒咨询预计 2021-2022 年国内高精度相关产品销售收 入增长率将超过 60%,2023 年之后预计国内高精定位市场格局趋于稳定,市场产 值进入平稳增长阶段。 3 t6 Y* O. T# Q& P; o1 Q
美国天宝是高精度定位行业的龙头,为各行业的企业提供集成技术和软件供应。 公司成立于 1978 年,持续积累定位与导航技术,深入挖掘下游应用领域。 4 [& w) i- g& E. s: N. h
2021 年, 建筑和基础设施、地理空间、资源和公用事业、交通运输营收分别为 14.23 亿美 元(同比增长 15.6%)、8.29 亿美元(同比增长 27.4%)、7.71 亿美元(同比增长 22.4%)、6.37 亿美元(同比减少 0.6%)。 : q& M3 f8 U/ p* ~' i: n
公司产品性价比突出,数据集采设备加速出海
$ f$ W. K+ y, L( n4 {/ U3 R4 V 我国卫星导航测绘仪器市场经历了“进口-国产替代-产品出口”的发展过程。早年 市场份额被国外厂商所垄断,主流厂商包括天宝、拓普康、徕卡等。 4 I+ P% H% I( W$ w
2000 年前后 国内企业开始涉足卫星导航测绘仪器的研发和生产,2017-2019 年,华测导航高精 度 GNSS 接收机境外营业收入年复合增速为 40.92%。
* w* y6 l) i' S, v6 W2 [ 2019 年,国内各类高精度 接收机终端销量超过 20 万台/套,其中国产高精度接收机销量已占到 50%以上, 前瞻产业研究院预计,到 2025 年国产高精度接收机销量占国内出货量的比例将提 升至 70%。
0 f' Q" x8 F* |3 w! E+ p 高精度 GNSS 接收机是华测导航的核心产品,定位精度、质量、性能、操作便捷 度不断在应用案例中得到验证。 ! q/ u& d! a0 J, p
产品兼容北斗、GPS、GLONASS 和 Galileo 四大 系统卫星信号,采用差分定位技术,可提供亚米级至毫米级的定位服务,产品已 广泛应用在大地测量、工程测量等领域。 6 @& d ]( N3 `# D, A
公司产品内置无线网络通讯模块,可实 现多种作业模式的自由组合。公司数据采集设备营业收入年均复合增速高于同业,市场份额持续提升。
% k1 J4 x o3 v 按 GNSS 接收机营业收入来计算,中海达、南方测绘、华测导航和合众思壮 2017 年市场占 有率分别为 30%、30%、19%、17%。 - r5 D0 l- E( Y: T5 m
2017-2020 年华测导航高精度 GNSS 接收机 销售量的复合增长率为 27.51%,已拥有上万家直销客户、与百余家经销商形成了 广泛而稳固的合作关系,公司设备类销售收入增长快于同业,近年来华测导航市 场份额显著提升。
0 q2 ]9 k7 C m5 R, N 展望未来,在海外市场,公司凭借高性价比优势抢占天宝市场,在国内市场,新 基建带动行业需求增长;华测导航积极扩张产能,为业务增长提供支撑。 ; D3 |" `; H. t h
根据公 司公告,公司非公开发行股票募投项目的项目建设期为 2 年,运营期 10 年,预测 期为 12 年。项目预测期第 3 年预计达产率为 65%,第 4 年及以后各年预计达产 率为 100%,达产后公司高精度 GNSS 接收机年产能将新增 50,000 台(套)。
8 ~+ e& F: Z& o3 t o 位移监测市场多点开花,公司先发布局 ! t) K" m" ~' X" p% _8 [
许多灾害的发生与位移形变关系密切,卫星导航位移监测可应用于地质灾害、尾 矿、交通、水利、水电、桥梁等大型建筑。位移监测市场中,地震灾害监测点已 进入规模铺设期。
% q" g$ ~* K8 f, R 截至 2020 年底,全国已发现地质灾害隐患点达到 33 万多处。 其中特大型 1751 处,大型 4795 处,主要以滑坡泥石流为主,分布在西南、西北 和中南等区域的山地丘陵区。 # y( C j1 s2 i% P
2020 年 11 月-2021 年 5 月,山西、浙江、福建、江 西等 17 个地质灾害防治重点省份完成了 2.2 万余处地质灾害隐患点的设备安装。
" Z$ G! B; j$ x; m 我国水利监测计量设施建设管理相对滞后,监测计量仍是制约水利改革发展甚至 水治理的短板。 5 q, M5 u" n! f0 ]/ s1 s3 c
2018 年全国纳入水管体制改革范围的水管单位有 14325 个(全国 万亩以上灌区有 7881 处),共落实公益性人员基本支出和工程维修养护支出两项 经费达 301.4 亿元。
& u: P9 V2 z0 c& y; f1 z) U 即使单独计算开展水利监测计量运行维护和管理的支出也很 大,因此政府或加速推动水利监测计量服务的购买。
' N2 H$ M8 c7 b# } 华测导航在水利市场的项目 经验丰富,有望延续在地灾监测的领先地位,深度受益于政策推动带来的下游需 求爆发。
5 f) w* L% |3 U& V 精准农业市场渐成熟,华测积极抢占市场 3 i+ I* J& {; s" ^0 u& `1 o' u
“十三五”时期,我国农业机械化迈入了向全程全面高质高效转型升级的发展时 期,农业生产从主要依靠人力畜力转向主要依靠机械动力的新阶段。 , ~) K9 J7 k' k: l( M2 V
全国农机总 动力达到 10.56 亿千瓦,比“十二五”期末增长 17%,农作物耕种收综合机械化率 达到 71.25%,比“十二五”期末提高 7.4pct。 " _1 V- B& R' r1 u* l! \5 U8 S
根据《“十四五”全国农业机械化发展 规划》,到 2025 年农作物耕种收综合机械化率将达到 75%。 1 ^8 f: D$ d- B2 S
农机自动导航系统可以使拖拉机设备遵循设计好的路线由系统自行控制方向进行 田间作业。
. }' }( e _1 Z 以新疆的棉花播种为例,农业机械采用农机自动导航系统,可以提升 50%以上的农业作业效率、5%的采棉机采净率、20%以上的灾害重播作业质量、 1%的土地利用率、2%-3%的耕种施肥质量等,并降低农机操作手的劳动强度,最 终实现增产增收。 & r! ^/ K% S+ A& a3 n9 P
在国家农机自动驾驶系统补贴政策、北斗卫星三期组网成功、农机厂和科技企事 业单位“无人农场”推广项目等因素的积极推动下,中国农机自动驾驶产业已进 入快速发展期。
; s3 G/ m! s$ `8 E' p 据农业农村部发布的数据,2020 年农机自动驾驶系统销售 1.7 万 套,同比增长 188%。随着农田流转面积增加、高标准农田的建设初步完成,城镇 化水平提升加剧农村人口流失,佐思汽研预测到 2025 年中国农机自动驾驶系统 销量将达到 11.5 万套。 & u7 d0 Z+ b! ~3 Q# I! c
2013 年华测导航进入精准农业领域,开始农机自动导航系统产品的技术研发,并 于 2014 年正式实现销售。2018 年研发出基于液压阀的 NX200 农机导航系统, 2019 年研发出基于电动方向盘的 NX300 农机导航系统。 , c x) D4 S8 F: n
公司深度调研农户、经 销商,历时一年开发出新一代农机自动导航驾驶系统,在 2021 年推出“领航员 NX510”,以好用、便宜、持续领先的自动驾驶产品和解决方案获得了大量用户好 评,并与部分主机企业建立深度合作,实现了农机自动驾驶产品的快速推广和应 用。
% q: O% h5 A; y4 D$ [+ @/ A 实景三维、海洋测绘市场高速发展,公司技术领先
/ W& X4 ^& S2 `* G- p 2014 年我国无人船需求量为 80 艘,2019 年我国无人船需求量增长至 1455 艘,市 场规模同比增长 36.4%至 3.38 亿元。随着无人船市场的不断发展,军用和民用市 场规模都在不断增长,但民用领域增速更快。 / Z7 o g) n7 z. a2 T
华测导航的海洋测绘主要以无人船为载体,同时可搭载声呐、多波束、激光扫描 仪等传感器设备进行水下、水上测绘,系列产品广泛应用于全国各大水文站的流 量监测、水质监测、水上水下地形测绘等项目,在水文测验市场逐渐形成规模优 势。
8 s. e Q9 i j 2015-2019 年,中国无人机市场规模从 155.51 亿元增长到 435.12 亿元,根据 Frost & Sullivan 预测,2024 年中国民用无人机市场规模将达到 2075.59 亿元。 / {9 [! H, l' ^6 ~& y% f0 G
消费级 无人机侧重性价比和用户使用体验,主要集中于爱好航拍、摄像等娱乐活动的消 费者。 * `! P, w7 B5 a2 f; l9 `3 a
工业级无人机则主要服务企业、政府部门等用户,用以辅助人工进行重 复性高、劳力密集型工作或者直接替代人工进行危险、人工难以涉足的工作。 / c; x* J4 J t v
工 业无人机的应用场景持续扩展,到 2024 年我国工业无人机市场规模将增长至 1507.85 亿元。 % a9 Y* c! Q6 P, ?) K5 w8 j
公司的激光雷达作为采集设备,主要应用在数字城市项目、自动驾驶高精度地图 的数据获取及巡检泛测绘领域中。 % M, x9 A6 g" p! X' B1 S
公司持续加大对高精度激光雷达、组合导航、 SLAM 及摄影测量相关技术投入,掌握完全自主可控的实景三维数据采集及处理 技术。
7 f* P+ c: w& Y) g& ^+ \6 p 同时对获取的多源数据研发实现海量点云多层次信息提取、数据渲染封装、 三维空间信息提取与标准化。
4 Q' G5 H. L/ n1 O; y 华测导航 AU900 激光雷达测量系统为工程行业数字 化转型提供了三维时空数据采集的创新解决方案,它可以轻松搭载于无人机、汽 车、背包或无人船上,获取无死角数据,提供完整的三维模型。 1 q( ?: b" |' z! v$ W
前瞻布局自动驾驶高精度定位,享智能汽车大时代
! |% C8 C( R5 V& e 自动驾驶—冗余设计的必要性 & E! I# J r# e) @# c9 Y
自动驾驶感知系统用到了各种各样的传感器,包括摄像头、毫米波雷达、激光雷 达、超声波雷达、红外夜视,以及用于定位和导航的 GNSS(全球导航卫星系统)和 IMU(惯性测量单元)。
" O0 D: Y8 o9 \4 g 还有一类技术(包括高精地图、V2X 车联网等),虽然不是 主动式的探测元件,但是属于协同式的全局数据辅助,可以扩展智能车的环境感 知能力。
" ?4 [7 M6 r P# b# I$ G2 _2 a% O! ~ 每种类型的感知技术都有自己的优势和弊端,它们互相进行充分的信息 融合,最终形成全面可靠的感知数据供决策与控制系统使用。
( w$ Y3 i! B8 u( k/ S 每种类型的感知技术或多或少存在一些盲点,这使得感知技术的重叠和数据的融 合非常重要。例如,当激光雷达受到恶劣天气干扰时,雷达和红外摄像机可保证 自动驾驶系统的感知功能。
; x+ x- }4 k& i6 z* e 单传感器应用场景局限 & @) |' a Y* h6 B
激光雷达——测量精度高、成本高
- @, H: Q1 |( q, c3 d$ h; E 由于激光具有能量密度高、方向性好的特点,大多数激光雷达的探测距离达到 100m 以上。与传统雷达使用不可见的无线电波不同,激光雷达的探测介质是激光 射线,使用的波长远低于传统雷达的波长。
% u. M B; H# J$ m 因为雷达具有波长越短探测精度越高 的特点,故激光雷达可以用于测量物体距离和表面形状。
2 a- y/ n- | Y- B/ a5 ` 激光雷达可以主动探测 周围环境,属于“主动视觉”,即使在夜间仍能准确地检测障碍物。缺点在于成本 高昂、技术不成熟、影响车辆整体外观等。
' _( Q! D7 x+ \ 毫米波雷达——技术相对成熟 * j; n4 Q2 ^( t* c d+ b7 a2 q! N
车载毫米波雷达的技术成熟、鲁棒性高,可以探测车辆与目标物体之间的距离, 主要用于碰撞预警、自动巡航、制动辅助和泊车辅助等功能。
% ?% K5 n* N) o+ S 目前,车载毫米波 雷达的频率多采用 24GHz 频段和 77GHz 频段。24GHz 的技术难度和成本较低, 适用于测量中短距离物体,占据了目前毫米波雷达的主要应用市场。
+ d, S; B5 o5 Q; B# ~ 77GHz 的毫 米波雷达具有体积更小、测量距离更远、测量精度更高等优点,适用于测量长距 离物体,77GHz 等高频段毫米波雷达产品目前以国外产品为主。随着技术的成熟, 3D、高空间分辨率的毫米波雷达有望加速普及。
2 y! B0 @; K: i+ |8 M- G { 摄像头——成本较低
& z# k+ _1 ]" O& {) E+ Z% u 车载摄像头的工作原理首先是采集图像,将图像转换为二维数据;然后对采集的 图像进行模式识别,通过图像匹配算法识别行驶过程中的车辆、行人、交通标志 等; ; {; u7 E5 `6 ~% [ [4 k" Q
最后,依据目标物体的运动模式或使用双目定位技术,以估算目标物体与本 车的相对距离和相对速度。 ! X$ e7 e6 y" P; v: h) [
尽管无人车上配置的摄像头采集的数据量远大于 LiDAR 产生的数据量,可以获得 最接近人眼获取的周围环境信息,同时使用成本较低;但是摄像头作为感知工具 同样存在缺点。
1 O7 h! d4 o4 i' w* A& e4 P1 G 首先,基于视觉的感知技术受光线、天气影响较大,在恶劣天气 和类似于隧道内的昏暗环境中其性能难以得到保障;
* G5 S; a6 G s. I; N 其次,物体识别基于机器学 习资料库,训练周期长,也难以识别非标准障碍物;此外,由于广角摄像头的边 缘畸变,得到的距离准确度较低。 # M% ~. l# J" N( n" a d
基于摄像头的视觉方案应用场景局限 9 Q: v) v4 w* O- H. x
视觉定位是指用车载摄像头拍摄环境图像,跟已知的地图元素做对比或以递推方 式计算车辆位置的定位方式,可分为绝对定位和相对定位。
. Z# i* H3 R: c7 E 视觉方案中的图像传 感器能以高帧率、高分辨率获取周围复杂的环境信息,且价格便宜。但图像传感 器是一种被动式传感器,其本身并不发光,成像质量受到环境亮度影响较大,在 恶劣环境下完成感知任务的难度会大幅提升。
4 L8 v! g: _# {* D' q, A$ G2 q! Y 目前 L2 级别摄像头搭载量在 5-8 颗,L3 级别能到 8 颗以上,蔚来 ET7、极氪 001、小鹏 P5、极狐 Hi 版车身摄像 头搭载量分别为 11、12、13、13 颗,且像素以 500-800 万高像素为主。 5 E- ]8 }& y6 k; F4 M0 g* r- A
高精度定位技术持续演进,L3 及以上自动驾驶标配 ! j' b) f ?' S1 \" k2 ]8 G
高精度定位技术在汽车领域的应用由来已久:上世纪 80 年代,汽车的导航功能 就是通过单 GPS 星座定位的方式来实现的,但由于可见卫星少,定位精度在 50 米左右; - M6 I+ V" g4 H6 w
通过引入惯性导航传感器来保证定位的连续性,精度在 10 米左右,可 实现车辆轨迹追踪,以及基于轨迹做驾驶员行为的监控分析;
+ U% ?" G1 \' ? 随着可用卫星数 量增多,并且每一个卫星星座都有至少 2-3 个不同的频段,卫星定位的精度也提 升到 5 米左右;到了 L3 级别的自动驾驶之后,定位精度需要控制在厘米级。 . x& J& {+ D2 |6 I+ A2 F4 U3 z# b1 c
惯性导航系统属于推算导航方式,即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航 向角和速度推算出其下一点的位置,因而可连续测出运动体的当前位置。
4 y8 W/ ]. E; h# H2 v- ] 惯性导 航系统利用载体先前的位置、惯性传感器测量的加速度和角速度来确定其当前位 置。给定初始条件,加速度经过一次积分得到速度,经过二次积分得到位移。
7 k, q( a, R# x% {; Z1 _ 角 速度经过处理可以得出车辆的俯仰、偏航、滚转等姿态信息,利用姿态信息可以 把导航参数从载体坐标系变换到当地水平坐标系中。
s. M6 c0 k1 R* E; z- Z+ |6 Z IMU 只提供相对定位信息,即自体从某时刻开始相对于某个起始位置的运动轨迹 和姿态。然而,将 IMU 的相对定位与 GNSS 的绝对定位进行融合后,就产生了 两个无可替代的优点: 7 l9 W" Z U) f+ c! n
IMU 可以在 GNSS 信号消失之后,仍然提供持续若干秒的亚米级定位精度,为 自动驾驶汽车争取宝贵的异常处理的时间。
, t% K" d: Z0 _: T8 o: O" i: a IMU 也可以在相对定位失效时,对相 对定位的结果进行航迹推演,在一段时间内保持相对定位的精度;例如,在车道 线识别模块失效时,基于失效前感知到的道路信息和 IMU 对汽车航迹的推演,仍 然能够让汽车继续在车道内行驶。
% L; Z" b' }, Q2 d+ T; [+ Q4 Z8 a IMU 可以验证 GNSS 结果的自洽性,并对无法自洽的绝对定位数据进行滤波和修正。如果 GNSS 输出汽车的绝对位置在短时间内发生了很大的变化,这意味 着汽车有很大的加速度。 . B7 S1 K% E! U3 Y
此时 IMU 发现汽车并不具备这样的加速度,就表明 GNSS 的定位出了问题,应该由 IMU 来接管绝对定位系统。 / {5 v6 ^1 K; g- M$ T3 i% [
2021 年以来,各主机厂又相继推出了 10 多款搭载高精度定位技术的车型。2018 年,通用汽车使用 Trimble RTX 技术作为高精度 GNSS/GPS 差分数据源,为配备 通用汽车超级巡航 Super Cruise 高速公路脱手驾驶系统的车辆提供绝对定位位置。
- S% J/ I- |; g. J& j9 ~7 w 中国在法律层面尚未允许 L3 级自动驾驶车辆上路,但目前 L2+(接近 L3)的自 动驾驶车型已密集上市。
6 y$ ~8 e) G* O& X7 e6 Y# S5 O 据佐思数据库统计,2021 年中国 L2 级自动驾驶乘用车 的装配率已突破 20%,部分 L2 级车型通过搭载高精定位和高精地图实现了高速 领航自动驾驶。 ! r; v7 i4 k! I1 _! L& W! x: Q( Q. ^
如小鹏 P7,蔚来 EC6、ES6、ES8,广汽埃安 V、埃安 LX,长城 WEY 摩卡等车型可以选装高精定位模块,一汽红旗 E-HS9、高合 HiPhi X、2021 款理想 ONE 等车型标配高精定位模块。 & _$ }5 A6 e& o
导远电子交付量高,具备先发优势
) a* b! `/ v F# m$ m7 G 广州导远电子科技有限公司(简称导远电子)是行业领先为智能驾驶提供高精度 定位技术的科技公司,致力于引领智能驾驶定位技术的变革。
0 I: w8 j8 S; M4 k9 O 目前与国内的近百 家主流的自动驾驶、智能驾驶厂商建立深度合作关系,已经为包括新造车势力、 传统车企在内的行业领先的汽车品牌大批量交付高精度定位技术及产品。 $ }$ N5 Q6 p( y, B
公司目前总部位于深圳,在广州开发区、江苏海门设有制造和研发中心,在苏州 工业园区设有研发中心,并在北京设有分公司。 ' u: @+ b; _* t+ i# k, k6 i
公司完成了 A 轮和 Pre-A 轮、B 轮、C 轮融资,投资人包括国投招商(国家财政部参与基金出资)、红杉资本、经 纬创投、高瓴创投、越秀产投、广州开发区投资集团等知名机构。 " ]% b4 y: n1 B; H. ~# Z
2018 年,导远开始在乘用车上量产高精度组合定位技术。2021 年 4 月,导远电子 正式推出第一代高精度地图盒子。 6 q2 }# d g4 a5 E1 p
该产品通过融合 IMU、RTK、车速、ADAS 相 机、高精地图数据等,可实现车道级定位,并提供 2km 预见性巡航能力,为高级 辅助驾驶系统提供决策依据,助力 L2+智能驾驶功能的研发。
; ]0 |5 j2 m- w6 |" T2 A4 X# B 通过新加入的高精 地图与高精度定位的匹配,智能驾驶汽车可获得超普通车载传感器探测距离的感 知能力,拓展多种复杂功能场景 ODD。
; k" N( N2 D6 r: t' ~& V 目前,公司拥有高精度组合定位系统的 ISO 26262 ASIL-D 功能安全认证,客户 包括国内多家行业领先的知名主机厂,如上汽集团、小鹏、上汽大通(商务车、 京东仓库智能车)等,获得了超过 30 个智能汽车车型的定点。
% h) ?/ P, S- S$ t 导远电子高精度定 位系统已经应用于超过 15 万辆量产的自动驾驶汽车,累计安全行驶里程已超过 1000 万公里。
0 ?! j; x) ^' J, ^6 J' G 华测导航卫导算法领先,有望弯道超车
3 I! t: r+ z: P9 P! k* e 华测导航专注于惯导器件和组合导航定位算法的研究,能够基于普通较低成本惯 性器件,依靠自研核心算法对低成本惯性器件输出的原始数据进行标校和补偿, 使最终输出的惯导数据的精度与高成本惯导器件相似,从而极大节省成本,提升 产品毛利率。 ; q) f* _4 \: Y
公司组合导航接收机凭借完善的组合导航算法,可在隧道、高架、林荫道、高楼 边、峡谷等复杂环境下提供高精度定位与姿态信息,满足飞机、高铁、汽车等高 速运动载体和扫地机器人、巡检机器人等低速无人驾驶机器人等的使用。
6 Q5 ?7 h8 t" }) G' a# N 华测导 航的组合导航接收机利用惯性导航系统与卫星导航系统两种导航系统良好的信息 互补性,通过深层次的组合导航技术和数据融合技术可以提高导航系统的精度和 可靠性,能够有效地应对卫星信号干扰、遮挡等苛刻环境,提供稳定、连续、可 信的高精度位置与姿态信息。 5 B, E. P, m+ J9 q: }% ~
公司已经开发出高精度组合导航系统、高精度天线、卫星导航增强服务系统等组 成的比较成熟的自动驾驶高精度导航方案,高精度导航方案在商用车自动驾驶领 域已经开始小批量使用。
6 ]4 y# }* C# N, e5 o& n 公司凭借组合导航方案,与部分矿车企业合作矿车自动 驾驶项目,与部分无人港口企业合作了港口无人驾驶项目。
3 m5 N/ B3 C" u5 @1 w9 \/ T 哪吒 S 搭载由哪吒汽车自研的 TAPILOT4.0 智能驾驶系统,软件方面采用华为 MDC 平台与算法,可实现 200TOPS 高算力。
Y5 E) d. ~; }; f 配置方面搭载了 2 颗固态激光雷达、 11 颗辅助驾驶摄像头(其中 2 颗前向 8M 摄像头,4 颗环视摄像头,5 颗周视摄像 头)、5 颗毫米波雷达、12 颗超声波传感器、高精定位单元以及高精地图等。
8 F6 M4 c3 ?1 k3 }9 { 能够 在高速及城市道路实现领航辅助驾驶以及在泊车、远程召唤等部分场景下实现 L4 级智能驾驶,预计于 2022 年上市。
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