佐思汽研发布《2019-2020 年专用车无人驾驶产业研究报告》,展示环卫、机场、农业、矿山四大领域的无人作业车发展现状和趋势。 无人作业车行驶的道路相对封闭,路线相对固定,普遍不受公开道路交通法规限制,因此更有利于高级自动驾驶的快速落地。受疫情影响,机场无人驾驶发展暂时受阻,但是环卫、农业、矿山的无人化市场均处于快速发展中。

 

无人环卫车

 城市道路的环卫清扫车,国家标准规定车速必须低于 12 公里 / 小时,将自动驾驶应用到环卫领域,可以实现全天候行驶,效率更高,工作严格规范。目前全国数十个地方已开展无人清扫车的试点或运营,主要集中在公园、景点等相对封闭的场景。中国每年环卫相关的费用是 2000-3000 亿元。每年环卫车销量在 10 万台以上。若未来城市环卫车逐步替代为无人驾驶,无人环卫车销售和服务市场规模将高达数百亿元。 目前中国环卫车自动驾驶厂商技术路线主要是视觉+雷达的方案,区别主要在底层算法及传感器成本控制。随着无人环卫车逐渐在全国部分地区的试点和投运,方案商面临规模化量产后成本控制问题,因此大部分都开始转向采用国产传感器,计算平台也从 Nvidia 的方案向 ARM 等低成本方案过渡。

 

典型无人驾驶环卫车技术方案

来源:仙途智能


多数初创企业是在现成清扫车辆上改装为无人清扫车,而智行者蜗小白的车身架构及模块都专为无人驾驶设计的。蜗小白电子电器架构分为以下域:自动驾驶域、动力系统域、车身系统域、转向系统域、清扫系统域及信息系统域。

 

 

来源:智行者


全新的设计无需考虑驾驶员座位空间,因此可将原来的座位空间设计为水箱或电池空间来增加有效作业半径。 凭借扎实的研发根基和产品可靠性,2019 年 7 月,智行者获得了来自中国移动的 5G 无人车的千台订单。蜗小白累计销售已达数百台。 2020 年 2 月疫情期间,智行者还推出了无人喷洒消毒车。

 


除了蜗小白,无驾驶舱设计也出现在 Scania 推出无人驾驶概念矿车 AXL 上,它代表未来的趋势。

 

 

 

 

无人矿区车

 

无人矿区车在国外已经获得较广的应用。铁矿石巨头 FMG 集团的自动驾驶矿车已累计行驶 3350 万公里、运输超过 10 亿吨矿石物料,生产效率比传统人工运输提升了 30%。FMG 已有 137 台自动驾驶矿车在运营。 目前全国矿山每年要在矿石物料运输上支付数百亿的人力成本,而这些人工还不能很好解决运输安全和效率问题。国内在各大矿区使用的主要是公路自卸车,非宽体,且吨位较小,保有量在 20 万台左右,而宽体非公路矿用自卸车的保有量仅一万多辆,每年产销约 5000 辆。矿用车的无人化改装(前装和后装),其市场空间大概在 5000 亿以上。 从技术路线来看,由于矿卡通常价位在 80 万及以上,矿卡对于激光雷达的成本接受度较高,普遍采用激光雷达+视觉+毫米波雷达方案,三种传感器进行融合,使矿卡的感知系统在矿山的恶劣环境下全天时全天候进行感知。但由于矿车速度比较低、环境相对简单,激光雷达不是必选项,部分公司也采用视觉+毫米波方案,极大降低改造成本。 目前中国主要的无人矿卡方案商均有实际运行项目落地,但规模均不大。无人矿卡初创企业大部分公司已经完成了 1-2 次融资,表明资本开始关注这个细分赛道;目前各家技术路线差异不大,但是技术有待提升,公开披露的订单规模基本上在 1 亿左右,运行车辆较少,普遍在几十辆左右,龙头尚未形成。

 

无人矿车产业链

来源:海尔产业研究院


踏歌智行与北方股份继 2019 年 7 月 4 日签订两台新车无人驾驶合同后,于 2020 年 4 月 8 日,又签署了 10 套“无人驾驶控制系统”供货订单,将 10 台型号为 NTE200AT 的新车装配无人驾驶系统。北方股份为中国最大的矿用卡车制造商,占有国内 80%的市场份额。

 

 

 

农业无人驾驶

 

农机自动驾驶场景在专用自动驾驶中相对最为简单,更多依赖于高精度定位系统及软件层面的算法。主流的硬件配置是北斗系统+角度传感器+IMU,视觉一般视实际需求作为选装配置。从技术路线来看,前装厂商一般采用电液比例阀驱动转向轮的液压方案,而由于易改装、成本低,后装厂商主要采用电机带动方向盘模拟人工驾驶的电动方向盘方案。 从全球市场来看,大的农机厂商都有自动驾驶预装的系列机型(GPS Ready),如约翰迪尔的 8R 系列、凯斯纽荷兰的 Magnum 系列,爱科的 Auto Guide3000 标配丹佛斯液压阀。国内前装市场,基本全是液压方案。 后装市场液压自动驾驶与方向盘自动驾驶都有相当量的安装销售。单看国内市场,大部分系统商主推是方向盘解决方案;合众思壮二者都有,液压占主导;上海联适二者均有,早期主要是液压,2019 主推方向盘。整个中国市场从 2008 年至 2019 年,农机自动驾驶系统出货量电动方向盘方案占比约 20%,液压方案约 80%。 从应用角度看,目前农机自动驾驶系统价格仍偏贵(7- 8 万元 / 套)。在土地面积比较大的地区,如新疆、东北,已在批量应用。目前国内中高端拖拉机一年的销售规模约为 20 万台,如果自动驾驶系统渗透率达到 50%,国内农机自动驾驶的市场规模可达 40 到 50 亿。而在未来,无人驾驶和变量作业则会带来更大的市场规模。

 

主要农机自动驾驶厂商方案对比