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计算机行业:准L3级自动驾驶即将落地,行业加速发展

信息技术2022-05-17李沐华国泰君安证券劣***
计算机行业:准L3级自动驾驶即将落地,行业加速发展

投资建议:我国自动驾驶即将进入准L3时代,会提高对高算力域控制器、车载高精度地图及智能汽车操作系统的需求,推荐标的德赛西威、中科创达、经纬恒润,受益标的虹软科技、四维图新、光庭信息。 造车新势力蔚小理高歌猛进,率先发力高速及城区自动领航。以“蔚小理”为代表的的头部造车新势力的自动驾驶能力处于第一梯队,目前已经或马上将要实现泊车、高速和城区三大场景的准L3级别自动驾驶技术。为满足高阶自动驾驶功能的需求,三家都追求高硬件能力预埋,在感知系统上都采取了激光雷达+毫米波雷达+摄像头等多传感器冗余感知的“强感知”路线,并升级为英伟达Orin芯片平台。同时蔚小理都已经开始打造全栈自研的能力,在短中期硬件能力趋同的情况下,独立的软件算法能力或者软硬一体能力会是未来竞争的核心壁垒。 传统整车厂商强化与科技大厂的合作,加速参与高阶自动驾驶竞争。 多数传统整车厂商已经具备L1至L2级别的安全和行车能力,但随着汽车智能化的快速推进,为了在2025年前做好高阶自动驾驶功能的验证迭代,各厂商都迫切需要落地准L3级别的高阶自动驾驶功能。 因而除去长城等少数厂商能够坚持软件自研以外,多数厂商选择与可以提供完整的高阶自动驾驶解决方案的华为、阿里、百度等科技大厂达成战略合作关系,来迅速提高其自动驾驶能力。 2022年下半年到2023年将是准L3级别自动驾驶功能大规模落地的时段。从各大整车厂商的新车规划或者OTA升级规划来看,2022年下半年到2023年各厂商都将争取落地高速领航、城区领航等准L3级别的行车功能,其中城区场景的领航辅助功能是难点,部分已经提前实现落地的头部厂商则将努力实现高速、城区及泊车全场景融合的准L3级别自动驾驶。高算力且更开放的英伟达Orin芯片及华为MDC算力平台成为新旗舰车型的主流选择,高通骁龙8155则成为旗舰车型智能座舱的“标配”;在感知系统方面,绝大部分厂商都选择增加1-3颗激光雷达以及更多地摄像头来提高对外界复杂环境的感知能力,同时通过高精地图、V2X车路协同等手段提高感知效率。从2022年下半年开始,一批高算力、高感知能力、具备更高阶自动驾驶能力的智能汽车车型将集中问世。 风险提示:疫情影响整车厂复工复产、相关法规政策对高阶自动驾驶实现的约束、新品技术迭代失败的风险 1.准L3级自动驾驶即将落地,行业加速发展 1.1.自动行车和泊车功能是各车厂竞争的主战场 目前主流车厂专注于L2至准L3级别自动驾驶的建设发展。根据2022年3月1日正式开始实施的《汽车驾驶自动化分级》国家标准(以下简称国标),L0至L2级自动驾驶对于外界目标和事件的探测和响应由驾驶员及系统负责,即驾驶员仍需时刻保持对外界环境的高度注意力,动态驾驶任务后援由驾驶员负责,即出现危险情况需要驾驶员做出接管应对,并由驾驶员作为责任主体;L4及L5级别自动驾驶的外界环境监测及危险情况应对都由自动驾驶系统负责,即自动驾驶系统(或车企)作为责任主体,区别仅在于L4级及以下的自动驾驶仍限定特殊场景使用(如园区、高速公路等),L5级别除商业和法规特殊规定外不限制使用场景;各等级权责划分清晰。但是L3级别自动驾驶的外界环境监测由自动驾驶系统负责,危险情况下动态驾驶任务后援用户(可以是系统或者驾驶员)接管任务后成为责任主体,权责划分不够清晰,各车企为规避风险通常会选择提前界定驾驶员作为责任主体,承担对危险情况的接管任务,事实上应该称为准L3级别自动驾驶。目前主流车厂仍在专注于L2至准L3级别的自动驾驶技术探索。 表1:参照自动驾驶国标,目前主流车厂专注于L2至准L3级别自动驾驶的建设发展 自动行车和泊车功能是各车厂的竞争主战场。自动驾驶功能主要分为行车、泊车和安全三个体系,其中安全类功能的发展已经比较成熟,因而行车和泊车功能成为各车场的竞争主战场。在行车功能中,ACC自适应巡航、LCC车道居中控制辅助、TJA交通拥堵辅助等不涉及变道的智能驾驶功能技术实现难度较低,基本已经普及,各家厂商都推出了相关的功能;ALC自动变道辅助涉及到变道,对硬件和算法有更高要求,目前部分头部厂商实现了该功能;NOA领航驾驶辅助功能是目前已经可以量产的最高级别行车功能,目前几乎只有头部的造车新势力和科技公司实现相对较为成熟的高速场景NOA,城区场景NOA是各家厂商未来的核心关注点。在泊车功能中,APA自动泊车功能发展相对较为成熟,日渐成为车厂标配;SS召唤泊车和HPA记忆泊车作为L3级别自动泊车功能,分别由特斯拉及小鹏率先实现量产;AVP作为L4级别的智能驾驶,对软硬件、算法和安全性要求很高,目前还没有成熟的量产车型。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 表2:自动驾驶功能主要分为行车、泊车和安全三个体系,行车和泊车是各厂商竞争主战场 1.2.造车新势力蔚小理高歌猛进,率先发力高速及城区自动领航 蔚来是造车新势力智能驾驶的先行者,在国内率先落地了高速领航功能。 2017年12月,蔚来首次发布了其自动驾驶辅助系统NIOPilot,搭载于其首款量产车型ES8,从2018年10月开始陆续释放了车道偏离预警、前向碰撞预警、车辆盲点监控等8项相对基础的L0-L1级别安全功能; 2019年4月,释放了自适应巡航的L1级别行车功能。2019年6月NIO Pilot应该第一次重大OTA升级,新增包括高速自动驾驶辅助、交通拥堵辅助、自动泊车辅助等在内的7项功能,标志着NIO Pilot系统成为具备横向和纵向控制能力的L2级别自动辅助驾驶系统,提升其产品力和竞争力。到2020年10月,蔚来车机系统NIO OS升级至2.7.0版本,NIOPilot系统加入了高精地图的使用,首次释放了在高速场景下点对点的领航辅助驾驶功能,是国内首个实现高速领航功能落地的车厂,这也意味着蔚来正式迈向了准L3级别的自动驾驶阶段。2021年1月,蔚来发布了基于NT2.0平台打造的全新的NAD自动驾驶系统,全称是NIO AutonomousDriving,名称正式从辅助驾驶系统上升为自动驾驶系统,搭载NAD系统的首款量产车型ET7在2022年3月正式落地交付。根据蔚来规划,NAD系统在具备上一代NIOPilot辅助驾驶功能的基础上,将逐渐释放覆盖部分城区道路、封闭高速道路的点对点的自动驾驶功能体验,以及停车场内的全自动领航泊车入位、召唤泊车等L3级别功能。 追求高硬件冗余,新发布的NT2.0计算平台未来可以支撑L4级别自动驾驶。蔚来的初代计算平台NT 1.0在算力选择上,使用了Mobileye的EyeQ4H芯片以及恩智浦的S32V芯片两颗主控芯片,分别负责感知处理运算以及决策处理运算,算力分别为2.5TOPS以及9200DMIPS;智能座舱芯片为英伟达Tegra X1芯片;初代感知系统选择了1颗DMS摄像头、3颗前视摄像头、4颗环视摄像头、5颗毫米波雷达以及12颗超声波雷达在内共23个传感器组成,高于小鹏和理想的初代感知硬件。 而在全新的NT2.0计算平台上,蔚来选择了由4颗英伟达Orin芯片(两颗主控芯片、一颗冗余备份芯片及一颗群体智能与个性训练专用芯片)组成的超算平台NIPAdam,整体算力高达1016TOPS;智能座舱芯片升级为高通骁龙8155芯片;感知系统升级为Aquila超感系统,取消了1个前视摄像头但增加了1个后视摄像头及4个侧视摄像头,摄像头像素由180万像素升级为800万像素,同时新增1个前置激光雷达和1个高精定位单位,整体感知方案具备31颗传感器,性能十分出众。同时NAD还搭载了C-V2X通讯模组,在发力单车智能的同时已经开始布局车路协同。蔚来通过高冗余的硬件系统,使得后续可以通过软件OTA的形式不断实现更高级别的自动驾驶功能,目前NT 2.0平台足以在未来支持L4级别自动驾驶。 表3:蔚来率先落地高速领航辅助功能,新一代NAD系统算力高达1016TOPS 小鹏是造车新势力智能驾驶的领军者,优先发力泊车场景,目前初步具备泊车+高速+城区三大场景能力。2018年12月,小鹏首款量产车型G3上市,搭载了其自动驾驶辅助系统Xpilot的首个正式产品落地化版本Xpilot2.0,具备基础的ADAS功能,同时小鹏经过市场调研认为在行车、泊车和安全三大功能中,泊车系统的成熟度相对是比较低的,而客户对于自动泊车的痛点需求比较强烈,因此小鹏优先选择泊车功能作为其发力点;在2019年1月,小鹏通过OTA升级的方式释放了车辆钥匙召唤功能,并优化了自动泊车功能,使其可以在更多环境下实现自动泊车。 2019年7月,L2级别行车辅助系统Xpilot 2.5发布OTA升级,可以实现自动变道辅助、交通拥堵辅助等功能。2020年Q2,Xpilot3.0开始在小鹏第二款量产车型P7上实现搭载应用,在2021年Q1,通过OTA升级的方式更新了高速公路自动导航辅助驾驶功能,正式解锁高速场景; 在2021年6月,再次升级释放了L3级别的停车场记忆泊车功能,被官方称为是“首个量产且不依赖于停车场改造的最后一公里泊车功能”。 在2021年Q4开始交付的小鹏P5车型上搭载了新一代的Xpilot3.5系统,在2022年Q1升级释放了城区自动导航辅助驾驶功能,综合体验可以对标国内头部Robotaxi公司,并进一步升级优化了记忆泊车功能,新增跨楼层记忆泊车、泊车过程中可沿途搜寻并泊入空闲车位等能力,初步实现从“自动泊车”到“自主泊车”的跨越。目前小鹏的自动驾驶能力已经初步覆盖泊车、高速、城区三大核心场景,在造车新势力中处于领先地位,未来预计将在2023年H1发布Xpilot 4.0系统,实现高速和城市全场景的自动导航辅助驾驶功能及自主泊车功能的“无缝衔接”,提升用户体验。 算力平台不断升级,率先构建了360度环绕感知能力。在算力平台上,Xpilot2.0及2.5采用Mobileye的EyeQ4H芯片;Xpilot3.0及3.5则采用了德赛西威的域控制器,升级至英伟达Xavier芯片,算力大幅提升至30 TOPS,从而支持小鹏P7实现准L3级别记忆泊车功能和高速自动导航辅助驾驶功能;在下一代Xpilot 4.0中,其芯片将进一步升级至2颗英伟达最新的Orin芯片,合计算力将大幅提高至508TOPS,以满足全场景自动辅助驾驶的算力需求。座舱芯片上,Xpilot3.0的芯片从最早期的德州仪器J6升级到高通820A,Xpilot 3.5则升级至旗舰的高通8155芯片。在感知系统上,Xpilot3.0相较Xpilot2.5增加了三个3前视摄像头,4个侧视摄像头以及1个后视镜头,在行业内率先构建了360度环绕感知能力,同时增加了C-V2X模组,提高车路协同能力;Xpilot 3.5相较Xpilot 3.0减少了1颗前置摄像头,但增加了两颗前置激光雷达,整体传感器数量达到33颗,是造车新势力中传感器数量最多的解决方案。 表4:小鹏率先发力泊车场景,目前初步具备泊车+高速+城区三大场景能力 理想后起之秀奋力直追,在国内率先落地视觉融合的主动安全能力。相比于蔚来和小鹏,理想的自动驾驶之路起步更晚,在2019年4月才落地首款量产车型理想One,但是其首款车型的自动驾驶系统理想AD就标配了自适应巡航、车道保持辅助、自动泊车以及自动紧急制动等L1-L2级别自动驾驶功能。2021年5月,搭载高精地图以及全新算力芯片的2021款理想One上市,随后在2021年12月释放了高速领航功能以及完整的自研主动安全能力,传统的主动安全解决方案通常采用毫米波雷达进行探测,已经较为成熟,但毫米波雷达缺乏对具体物体的识别能力,容易出现误报情况,因而理想选择“毫米波雷达+视觉识别”相结合的解决方案提供主动安全能力,成为继特斯拉之后第二个落地视觉融合主动安全能力的车企。2022年3月,理想发布了全新的理想ADMAX自动驾驶系统,对主动安全能力针对中国路况进行了优化,增强了对横穿行人和两轮车的识别,可以有效降低交通事故发生概率,而且新的系统采用全栈自研的感知、决策、规划和控制软件,将帮助理想逐渐覆盖高速、泊车和城区全场景导航自动驾驶能力,缩小与蔚来和小鹏在自动导航辅