智能装备专题系列报告之七：先进传感器是智能装备的关键硬件入口
核心内容
本报告聚焦于智能装备领域，重点分析了先进传感器在其中的核心地位及其发展趋势。传感器作为智能装备的“感官”，承担着感知外界环境、实现自主决策与行动的重要作用。其研发与应用趋势对智能装备的产业化进程具有深远影响。
主要观点
- 传感器的重要性：传感器是智能装备感知外界环境的关键硬件，决定了其与外界交互的能力，是智能化的硬件基础。
- 传感器研发阶段：传感器研发通常分为两个阶段：技术创新阶段（探索未满足的需求，开发新型传感器）和成本降低阶段（推动产业化应用，降低生产成本）。
- 传感器应用趋势：主要包括三种趋势：
- 同类传感器叠加：在单一功能上进行纵向深度结合，形成冗余结构，提升系统安全性。
- 多种传感器组合：在多种功能上进行横向广度组合，提升整体感知能力，依赖后台算法实现智能反馈。
- 新型传感器应用于传统设备：通过硬件升级赋予传统设备智能化，拓展应用场景，提高效率。
关键信息
传感器的分类与发展历程
- 传感器由敏感元件、转换元件和调理电路组成。
- 按照测量对象，可分为检测光、放射线、声信号、磁信号、力、位置信息、温度、湿度、溶液流量流速等类型。
- 传感器的发展经历了三个阶段：
- 结构型传感器（20世纪50年代）：利用结构参量变化来感受和转化信号。
- 固体型传感器（20世纪70年代）：由半导体、电介质、磁性材料等构成，利用材料特性进行检测。
- 智能型传感器（20世纪末）：结合微型计算机技术，具备人工智能特性。
传感器在国内外的市场情况
- 传感器的四大应用领域为：工业、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品。
- 国内传感器市场年均增速超过20%，2013年市场规模已超过640亿元。
- 国内传感器企业如华工科技、大立科技、歌尔声学等已掌握中低端传感器技术，逐步向高端领域拓展。
- 国外传感器企业如霍尼韦尔、意法、博世等技术实力雄厚，产品种类繁多。
智能传感器的作用
- 智能传感器使智能装备具备视觉、位置觉、速度觉、力觉、触觉等多种“感觉”。
- 以3D激光雷达为例，其在无人驾驶汽车中起主导作用，是无人驾驶系统的主要信息输入来源，但成本较高，制约产业化进程。
传感器研发趋势
- 技术向高阶延展：如3D激光雷达的出现，满足了系统对三维空间感知的需求。
- 成本随应用降低：随着技术成熟，传感器成本逐步下降，如Velodyne公司的Puck Auto和Quanergy公司的S3固态激光雷达，分别实现了成本降低和小型化。
传感器应用趋势
- 应用趋势一：同类传感器叠加：以无人驾驶汽车为例，采用3D激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器等形成“三重保障”结构，提升感知精度与安全性。
- 应用趋势二：多种传感器搭配：以Pepper机器人为例，通过视觉、听觉、触觉等多种传感器组合，实现情感交互功能，其核心技术在于人工智能算法。
- 应用趋势三：新型传感器应用于传统设备：如激光雷达与扫地机器人结合，实现路径规划功能；生物传感器与可穿戴设备结合，实现健康监测功能。
投资建议
- 关注重点：建议关注在无人驾驶汽车、服务机器人等智能装备商业化进程中扮演关键角色、具备良好技术基础的硬件设备企业。
- 技术方向：重点关注传感器技术突破、成本控制、产业化应用能力等。
风险提示
- 技术突破低于预期：先进传感器技术发展可能不及预期。
- 产业化进程缓慢：传感器在实际应用中的推广和普及可能受限。
- 成本下降空间不确定性：高成本传感器的成本下降存在不确定性。
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图表索引
- 图1：传感器的组成部分
- 图2：按测量对象分类的传感器
- 图3：全球传感器发展历程
- 图4：传感器的四大应用领域
- 图5：工业和汽车占据了传感器接近一半的需求
- 图6：国内传感器市场规模
- 图7：国内传感器主要企业
- 图8：国外传感器主要企业
- 图9：智能装备的输入系统构成
- 图10：机器感官、应用及实现其功能的代表性传感器
- 图11：激光测距仪、2D激光雷达、3D激光雷达需求升维的发展过程
- 图12：Velodyne公司激光雷达传感器产品
- 图13：Quanergy新产品S3固态3D激光雷达
- 图14：无人驾驶汽车的“三重”测距传感器及其优劣势
- 图15：无人驾驶汽车上的传感器的作用和优劣势对比
- 图16：Pepper机器人配置的智能传感器
- 图17：Big dog 机器人上的传感器
- 图18：Big dog 机器人上的传感器
- 图19：路径规划式扫地机器人应用不同传感器技术路线的对比
- 图20：Neato Botvac D
- 图21：科沃斯DR95参展CES2016
- 图22：Xrobot的inxni扫地机器人
投资评级说明
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预期未来12个月内，股价表现强于大盘10%以上 |
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预期未来12个月内，股价相对大盘的变动幅度介于-10%～+10% |
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预期未来12个月内，股价表现弱于大盘10%以上 |
公司投资评级说明
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定义 |
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预期未来12个月内，股价表现强于大盘15%以上 |
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