傳感器行業(yè)深度：制造之基石充分受益于機(jī)器人自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)趨勢

證券研究報(bào)告?zhèn)鞲衅餍袠I(yè)深度：制造之基石，充分受益于機(jī)器人自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)趨勢證券分析師：周爾雙執(zhí)業(yè)證書編號(hào)：S0600515110002zhouersh@證券分析師：羅悅執(zhí)業(yè)證書編號(hào)：S0600522090004luoyue@2024年2月20日1核心觀點(diǎn)：制造業(yè)基石，長期受益于人形機(jī)器人大趨勢2投資要點(diǎn)：1、傳感器：數(shù)據(jù)采集源頭，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域：傳感器的工作原理是通過敏感元件及轉(zhuǎn)換元件把特定的被測信號(hào)，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種“可用信號(hào)”并輸出，以滿足信息的傳輸、處理、記錄和控制等要求，并可被分為壓力、慣性、磁和光學(xué)等各種類。目前汽車電子、工業(yè)制造、網(wǎng)絡(luò)通訊等為傳感器主要應(yīng)用下游，我們判斷機(jī)器人有望成為傳感器未來重要應(yīng)用場景。2、力傳感器：機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密操作的關(guān)鍵部件，人形機(jī)器人有望帶來全新增量：力傳感器能夠幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)打磨、焊接等精密操作，拓寬機(jī)器人應(yīng)用場景，優(yōu)化國產(chǎn)廠商于搬運(yùn)、碼垛等傳統(tǒng)環(huán)節(jié)的激烈競爭格局。此外力傳感器在人形機(jī)器人中亦有廣泛應(yīng)用，為模仿人類，人形機(jī)器人需精準(zhǔn)測量關(guān)節(jié)受力情況，因此在手腕和腳踝處需搭載六維力傳感器。相較于一維和三維，六維力傳感器優(yōu)勢突出，主要體現(xiàn)在：1）精度顯著提升；2）結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)狹窄空間；3）協(xié)調(diào)同步性好。但在性能突出的同時(shí)，六維力傳感器制作難度也較高，其從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、解耦算法的復(fù)雜性等多方面難度均高于一維和三維傳感器。目前六維力傳感器處于起步階段，市場規(guī)模較小，但未來隨著六維力傳感器在機(jī)器人行業(yè)的逐步放量，市場規(guī)模有望迅速增長。根據(jù)我們測算，中性假設(shè)下預(yù)計(jì)至2030年人形機(jī)器人用力傳感器市場有望達(dá)125億元，其中六維力傳感器市場空間有望達(dá)80億元，將為傳感器行業(yè)帶來全新增量市場。3、慣導(dǎo)+視覺傳感器：實(shí)現(xiàn)機(jī)器人高精度定位和導(dǎo)航：慣性傳感器是一種用于測量物體的加速度、角速度和傾斜角度等參數(shù)的電子傳感器，包括加速度計(jì)、陀螺儀和慣性測量單元（IMU）三種，其中IMU是市場份額最大的品類。根據(jù)芯謀研究，2022年國內(nèi)IMU市場規(guī)模達(dá)到43.1億元，預(yù)計(jì)2027年達(dá)到75.5億元，年均復(fù)合增長率達(dá)11.9%。視覺傳感器是利用光學(xué)元件和成像裝置獲取外部環(huán)境圖像信息的一類傳感器。從輸出維度的角度來看，基于視覺傳感器的感知方法可以分為2D視覺和3D視覺兩種。在人形機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等高精度要求領(lǐng)域，3D視覺是目前的主要方向。IMU和視覺傳感器具有互補(bǔ)性，能夠有效實(shí)現(xiàn)SLAM方案（同步定位與建圖）

，完成機(jī)器人定位和導(dǎo)航，未來均有望受益于人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)趨勢。投資建議：力傳感器環(huán)節(jié)重點(diǎn)推薦【東華測試】，建議關(guān)注【柯力傳感】【漢威科技】【昊志機(jī)電】等；慣導(dǎo)和視覺傳感器環(huán)節(jié)建議關(guān)注【奧比中光-UW】【舜宇光學(xué)】【華依科技】【敏芯股份】【芯動(dòng)聯(lián)科】等。風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化不及預(yù)期，傳感器于機(jī)器人應(yīng)用進(jìn)程不及預(yù)期，零部件降價(jià)導(dǎo)致盈利能力下滑。目錄一、傳感器：數(shù)據(jù)采集源頭，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域二、力傳感器：機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密操作的關(guān)鍵部件三、慣導(dǎo)+視覺傳感器：實(shí)現(xiàn)機(jī)器人高精度定位和導(dǎo)航四、投資建議&風(fēng)險(xiǎn)提示3圖：傳感器的三大發(fā)展階段資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，東吳證券研究所整理傳感器被譽(yù)為“萬物互聯(lián)之眼”，可以精確地測量出壓力、溫度、濃度等，是數(shù)據(jù)采集的源頭。傳感器自誕生以來，大致經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)型、物性型和智能型三個(gè)發(fā)展階段。傳感器的工作原理是通過敏感元件及轉(zhuǎn)換元件把特定的被測信號(hào)，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種“可用信號(hào)”并輸出，以滿足信息的傳輸、處理、記錄、顯示和控制等要求。1.1.

傳感器是數(shù)據(jù)采集的源頭，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)場景圖：傳感器的工作原理資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，東吳證券研究所451.2.

傳感器可分為壓力、慣性、磁和光學(xué)傳感器等種類類別壓力傳感器慣性壓力傳感器定義壓力傳感器是能感受壓力信號(hào)，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號(hào)的器件或裝置。慣性傳感器是一種運(yùn)動(dòng)傳感器，主要用于測量物體在慣性空間中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(加速度、傾斜、沖擊、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和多自由度)，是解決導(dǎo)航、定向和運(yùn)動(dòng)載體控制的重要部件。細(xì)分應(yīng)變式壓力傳感

壓阻式壓力傳

電容式壓力傳壓電式壓力

電磁壓力傳感器 感器 感器 傳感器 器振弦式壓力傳感器加速度計(jì)陀螺儀傳感器展示類別磁傳感器光學(xué)傳感器定義磁傳感器是通過感測磁場強(qiáng)度、磁場分布、磁場擾動(dòng)等來精確測量電流、位置、方向、角度等物理參數(shù)。利用光的特性和與物質(zhì)的相互作用，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行處理和分析。細(xì)分指南針磁場感應(yīng)器位置傳感器光電傳感器光纖傳感器圖像傳感器激光傳感器光譜傳感器傳感器展示傳感器根據(jù)壓力信號(hào)、物體在慣性空間的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、磁場以及光合物質(zhì)的相互作用可分為壓力傳感器、慣性傳感器、磁傳感器、光學(xué)傳感器等。表：傳感器種類和簡介數(shù)據(jù)來源：百度百科，東吳證券研究所整理1.3.

市場規(guī)模：

2025年全球傳感器市場規(guī)模預(yù)計(jì)超

3000

億美元預(yù)計(jì)2025

年全球傳感器市場規(guī)模將超過3000

億美元。隨著近年來人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等前沿科技的不斷發(fā)展，傳感器市場需求逐步增長。根據(jù)Statista

數(shù)據(jù)，2022年全球傳感器市場規(guī)模達(dá)2512.9億美元，2022-2025年CAGR預(yù)計(jì)達(dá)8.04%。國內(nèi)傳感器市場規(guī)模增速高于全球增速。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020年國內(nèi)傳感器市場規(guī)模達(dá)2494億人民幣，2020-2025年CAGR預(yù)計(jì)達(dá)20.0%。圖：2020-2025年傳感器中國市場規(guī)模資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，東吳證券研究所圖：2020-2025年傳感器世界市場規(guī)模資料來源：Statista，東吳證券研究所24942968353242035001595213.9017.6018.9518.9518.9505101519.19

202501,0002,0003,0004,0005,0006,0007,00020202021E2022E2023E2024E2025E中國市場規(guī)模（億元）yoy（%）1419.82294.32512.92737.622945.543170.79-13.0061.689.709.018.320-10-207.62

1070605040302005001,0001,5002,0002,5003,0003,5002020202120222023E2024E2025E世界市場規(guī)模（億美元）yoy（%）61.4.

傳感器競爭格局：由外資主導(dǎo)，國內(nèi)逐步向高端進(jìn)軍當(dāng)前，我國傳感器市場仍舊由外資主導(dǎo)，國內(nèi)逐步向高端市場進(jìn)軍。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020年全球龍頭企業(yè)如愛默生、西門子、博世、意法半導(dǎo)體、霍尼韋爾等跨國公司占據(jù)約60%的國內(nèi)市場份額，尤其在高端市場，約80%的傳感器芯片依賴海外企業(yè)。從國內(nèi)格局看，市場較為集中（2020年），我國傳感器行業(yè)TOP5企業(yè)占據(jù)了國內(nèi)傳感器市場約40%以上的份額，其余約60%為中小企業(yè)，產(chǎn)品或主要集中在中低端，或未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。圖：2020年中國傳感器行業(yè)市場份額資料來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，東吳證券研究所國內(nèi)企業(yè),40%7國外企業(yè),60%81.5.

傳感器下游應(yīng)用廣泛，人形機(jī)器人為未來重要應(yīng)用場景傳感器下游應(yīng)用廣泛。目前我國傳感器在汽車電子、工業(yè)制造、網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子及醫(yī)療電子中應(yīng)用較為廣泛。其中傳感器在汽車電子領(lǐng)域中占比最高，2020年占比達(dá)24.2%。機(jī)器人為傳感器未來重要應(yīng)用場景。傳感器相當(dāng)于機(jī)器人的手、眼、耳、鼻和神經(jīng)，有助于識(shí)別自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和環(huán)境狀況，控制器可以發(fā)出相應(yīng)的指令，使機(jī)器人完成所需的動(dòng)作。根據(jù)檢測對象的不同，機(jī)器人用傳感器可以分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器。內(nèi)部傳感器一般用于檢測機(jī)器人本身狀態(tài)，包括位置、速度、力傳感器等；外部傳感器一般用來檢測機(jī)器人外部環(huán)境狀況，包括距離、觸覺、聽覺、視覺傳感器等。圖：機(jī)器人各傳感器應(yīng)用部位圖資料來源：Yole，東吳證券研究所整理圖：傳感器下游應(yīng)用領(lǐng)域分布情況（2020年）資料來源：中國傳感器行業(yè)發(fā)展趨勢調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告(2023-2030)，東吳證券研究所整理工業(yè)制造,21.10%網(wǎng)絡(luò)通信,21.00%消費(fèi)電子,14.70%醫(yī)療電子,7.20%其他,11.80%汽車電子,24.20%目錄一、傳感器：數(shù)據(jù)采集源頭，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域二、力傳感器：機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密操作的關(guān)鍵部件三、慣導(dǎo)+視覺傳感器：實(shí)現(xiàn)機(jī)器人高精度定位和導(dǎo)航四、投資建議&風(fēng)險(xiǎn)提示92.1.

力傳感器為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密操作的關(guān)鍵部件資料來源：ROBOTIQ官網(wǎng)，東吳證券研究所力傳感器憑借感知技術(shù)，通過獲取和分析機(jī)器人末端執(zhí)行器操作工件時(shí)所產(chǎn)生的三維力和接觸信息，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對于外部環(huán)境和狀態(tài)的理解，為人機(jī)的智能交互和柔性作業(yè)提供決策依據(jù)。力傳感器為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密操作的關(guān)鍵部件：在復(fù)雜應(yīng)用場景中，僅使用傳統(tǒng)位置控制無法滿足任務(wù)需求，需要力傳感器使機(jī)器人變得更柔性、更智能。例如，擰螺絲環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的機(jī)器人需要預(yù)設(shè)算法，使得機(jī)械臂抓住螺絲對準(zhǔn)螺絲孔，將螺絲垂直擰入，這種單純依靠算法實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作對機(jī)器人精度要求極高。而通過力傳感器，機(jī)器人可以像人一樣手眼交互，通過對力的感知慢慢將螺絲對準(zhǔn)螺帽，找準(zhǔn)位置擰入。圖：應(yīng)用于機(jī)器人的六維力傳感器 圖：搭載力傳感器的擰螺絲機(jī)器人資料來源：庫卡機(jī)器人官網(wǎng)，東吳證券研究所102.1.

力傳感器能夠拓寬機(jī)器人應(yīng)用場景，優(yōu)化競爭格局力傳感器的應(yīng)用可以拓寬工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景，優(yōu)化競爭格局：目前國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)競爭激烈，大多數(shù)廠商集中在搬運(yùn)、碼垛等傳統(tǒng)環(huán)節(jié)競爭，而鮮有涉足附加值更高的打磨、焊接等場景，主要原因系機(jī)器人智能化程度較低，無法完成高效加工。而應(yīng)用力傳感器后，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場景大大拓寬。例如，配備力傳感器的按摩機(jī)器人可以用在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，在精密組裝、質(zhì)量測試和機(jī)器人輔助手術(shù)等領(lǐng)域也都有工業(yè)機(jī)器人力傳感器的應(yīng)用案例。力傳感器在人形機(jī)器人中亦有廣泛應(yīng)用。為模仿人類行動(dòng)，人形機(jī)器人需要精準(zhǔn)測量關(guān)節(jié)受力情況，因此在手腕和腳踝處需搭載六維力傳感器（2*2=4），此外在機(jī)器人的手部和執(zhí)行器等部位還需使用數(shù)量不等的一維力傳感器。圖：應(yīng)用于人形機(jī)器人的六維力傳感器 圖：搭載力傳感器的按摩機(jī)器人手腕腳踝腳踝資料來源：特斯拉官網(wǎng)，東吳證券研究所資料來源：工業(yè)機(jī)器人公眾號(hào)，東吳證券研究所11手腕分類方式種類力的方向力的作用點(diǎn)示意圖產(chǎn)品圖示按測力維數(shù)分類一維力傳感器與標(biāo)定坐標(biāo)軸重合位于標(biāo)定參考點(diǎn)三維力傳感器無限制位于標(biāo)定參考點(diǎn)六維力傳感器無限制無限制122.2

根據(jù)測力的維數(shù)，力傳感器通常分為一維、三維和六維力傳感器簡單來說，任何力在空間坐標(biāo)系中都可被拆分為三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力（力的大?。┖土兀▏@坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)矩），即六個(gè)維度。一維力傳感器：測定一個(gè)方向的力，要求待測力的方向能完全與標(biāo)定坐標(biāo)軸重合。常見的壓力傳感器、稱重傳感器都屬于一維力傳感器。三維力傳感器：測定三個(gè)正交方向的力。如果待測力的方向變化，但力的作用點(diǎn)保持不變，

與傳感器的標(biāo)定參考點(diǎn)重合，那么用三維力傳感器就能完成測量任務(wù)，但如果待測力的作用點(diǎn)不在標(biāo)定參考點(diǎn)，由于三維力傳感器無法測量力矩，則會(huì)產(chǎn)生測量偏差。六維力傳感器：測量三個(gè)正交方向的力和三個(gè)正交方向的力矩。即使待測力的方向任意變化，作用點(diǎn)不在標(biāo)定參考點(diǎn)，六維力傳感器也能完成測量任務(wù)。表：根據(jù)測力維數(shù)的力傳感器分類132.2

根據(jù)測力原理，力傳感器可分為應(yīng)變、壓電、電容、光學(xué)式等分類方式種類原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)產(chǎn)品圖示將力轉(zhuǎn)化為電阻變化，

精度高、技術(shù)成熟、測

存在非線性誤差、信號(hào)應(yīng)變式 除力/力矩外，還可以 量范圍廣、頻響特性好

輸出微弱測量加速度、位移將力轉(zhuǎn)化為電荷變化，

動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、精確性好

存在電荷泄露、靜態(tài)力壓電式 使用壓電材料，通過電

分辨率高、結(jié)構(gòu)緊湊、

測量困難、分辨率不高信號(hào)推算力的大小 尺寸小、剛度強(qiáng)按測力原理分類 將力轉(zhuǎn)化為電容變化，將電容量變化轉(zhuǎn)化成電

高靈敏度和高分辨率、

調(diào)理電路復(fù)雜、寄生電電容式 信號(hào)，從而推算力的大

頻率范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單

容影響大小 環(huán)境適用性強(qiáng)將力轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)變化，待測力作用在傳感器彈

可靠性高、測量范圍廣

價(jià)格昂貴、對測試環(huán)境光學(xué)式 性體上，彈性體形變使

動(dòng)態(tài)響應(yīng)好 要求高光纖彎曲，通過光強(qiáng)變化推算力的大小根據(jù)測量原理，力傳感器可分為：應(yīng)變式：將力轉(zhuǎn)化為電阻變化，除力/力矩外，還可以測量加速度、位移壓電式：將力轉(zhuǎn)化為電荷變化，使用壓電材料，通過電信號(hào)推算力的大小電容式：將力轉(zhuǎn)化為電容變化，將電容量變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，從而推算力的大小光學(xué)式：將力轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)變化，待測力作用在傳感器彈性體上，彈性體形變使光纖彎曲，通過光強(qiáng)變化推算力的大小表：根據(jù)測量原理的力傳感器分類資料來源：坤維科技官網(wǎng)，東吳證券研究所2.3

力傳感器核心指標(biāo)辨析資料來源：藍(lán)點(diǎn)觸控官網(wǎng)，東吳證券研究所14指標(biāo)名稱衡量維度計(jì)算方式備注量程衡量傳感器能測量的力/ / /力矩的范圍過載能力衡量傳感器能承受多大 在實(shí)際應(yīng)用場景中，六維力傳感器過載的的力/力矩而不發(fā)生規(guī)定 / 主要原因是傳感器受到的力矩超出量程范性能指標(biāo)的永久性改變。 圍分辨率衡量傳感器可以感知的最小可能變化/ /重復(fù)精度衡量傳感器重復(fù)測量同一值時(shí)的重復(fù)性在相同環(huán)境條件下，在額定載荷范圍內(nèi)，對傳感器進(jìn)行多次重復(fù)聯(lián)合加載相同一組載荷后，

在大多數(shù)情況下，重復(fù)精度比分辨率更為計(jì)算得到的傳感器測量值的標(biāo)準(zhǔn)差，并除以量

重要程串?dāng)_衡量傳感器不同方向的力/力矩間的耦合干擾分別對六維力傳感器的六個(gè)測量方向精確加載

是反映六維力傳感器制造、標(biāo)定水平的核至各自的額定載荷，記錄六個(gè)方向的測量結(jié)果

心指標(biāo)之一并除以量程，取其中最大值定為串?dāng)_指標(biāo)準(zhǔn)度衡量傳感器測定值與實(shí)際值的差異對傳感器進(jìn)行多組多維聯(lián)合加載，計(jì)算得到的

準(zhǔn)度是滯后、線性、蠕變等誤差因素綜合傳感器測量值與所加載荷理論真值之間的標(biāo)準(zhǔn)

影響的結(jié)果，更能體現(xiàn)產(chǎn)品的綜合性能，偏差，并除以量程 是多維力傳感器最為核心的技術(shù)指標(biāo)之一力傳感器的主要性能參數(shù)包括：量程、過載能力、分辨率、重復(fù)精度、串?dāng)_、準(zhǔn)度等。其中量程和過載能力決定力傳感器的測量范圍，而分辨率、重復(fù)精度、串?dāng)_和準(zhǔn)度等影響傳感器的使用性能。表：六維力傳感器的核心性能指標(biāo)2.3

六維力傳感器具有精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、協(xié)調(diào)同步等突出優(yōu)勢相比一維和三維力傳感器，六維力傳感器優(yōu)勢明顯，主要體現(xiàn)在：精度顯著提升：高精度的六維力傳感器耦合誤差可以做到0.5%以內(nèi)，常規(guī)產(chǎn)品也可以做到2%-5%，但是如果使用多個(gè)一維力傳感器組合解耦，一般的耦合誤差高達(dá)20%以上，嚴(yán)重影響測量精度。結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)狹窄空間：六維力傳感器體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，一個(gè)六維力傳感器所需的空間小于六個(gè)一維力傳感器。小體積的六維力傳感器可適配機(jī)器人關(guān)節(jié)等狹小空間，降低機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度。六維力傳感器不涉及傳感器間相互作用，協(xié)調(diào)同步好：使用多個(gè)一維力傳感器可能出現(xiàn)傳感器間信號(hào)不同步的問題，而六維力傳感器可同時(shí)解算出三個(gè)方向的力和力矩，同步性大大提高。圖：六維力傳感器擁有更高的力控精度資料來源：藍(lán)點(diǎn)觸控官網(wǎng)，東吳證券研究所15資料來源：坤維科技公眾號(hào)，東吳證券研究所2.3

六維力傳感器在性能優(yōu)異的同時(shí)，制作難度較高原理難點(diǎn)：從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，六維力傳感器難度高于一維和三維：首先介紹傳感器的制作原理：假設(shè)用一根棍子去做一個(gè)一維力傳感器，先把一端固定住當(dāng)做支點(diǎn)，然后對另一端施加力，則整個(gè)棍子都會(huì)產(chǎn)生形變。一維力傳感器只需要在沿著棍子的方向布9個(gè)檢測點(diǎn)，檢測出這9個(gè)點(diǎn)的受力形變情況，得到這9個(gè)點(diǎn)的受力組合（V），隨后通過解耦算法將這9個(gè)點(diǎn)的受力組合與原始受力的關(guān)系（即標(biāo)定矩陣C）解出，最后再用檢測設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，便可以實(shí)現(xiàn)一維力傳感器的功能。類似地，六維力傳感器的每一個(gè)力對應(yīng)一個(gè)矢量，它們既有大小又有方向，基于同樣的數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)。但六維力傳感器要測出這六個(gè)力對應(yīng)的C，需要96=531441個(gè)樣本點(diǎn)，樣本點(diǎn)數(shù)量呈幾何級(jí)數(shù)增加，技術(shù)難度大。圖：一維力傳感器與六維力傳感器樣本點(diǎn)比較162.3

六維力傳感器在性能優(yōu)異的同時(shí)，制作難度較高設(shè)計(jì)&實(shí)操難點(diǎn)：高精度數(shù)據(jù)采集：要做到高精度、高帶寬，六維力傳感器的信號(hào)要求達(dá)到微伏/m級(jí)別（與射頻望遠(yuǎn)鏡的信號(hào)強(qiáng)度基本等同）。此外，如果需要獲得高精度的壓力數(shù)據(jù)，采樣頻率應(yīng)較高，一般在1kHz以上。解耦算法的復(fù)雜性：建立電信號(hào)與待測力、力矩間的正確映射對解耦算法要求很高。此外，不同維度的力傳感器的解耦算法受到維間相互作用影響有本質(zhì)不同。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料使用：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集，上述例子中條形的力傳感器結(jié)構(gòu)較差。一般來說，力傳感器都是環(huán)形或者十字梁結(jié)構(gòu)。此外，力傳感器的材料選用需要靈敏，但同時(shí)又希望其抗沖擊，有高過載，這兩個(gè)要求互相矛盾，因此就要綜合材料和設(shè)計(jì)，做到平衡。圖：六維力傳感器設(shè)計(jì)&實(shí)操難點(diǎn)17資料來源：藍(lán)點(diǎn)觸控官網(wǎng)，東吳證券研究所數(shù)據(jù)來源：Modor

Intelligence，東吳證券研究所182.4

未來全球傳感器市場空間逐步增大，六維力傳感器有望持續(xù)放量全球傳感器市場穩(wěn)步增長，未來市場空間較大：根據(jù)Modor

Intelligence數(shù)據(jù)，2020年全球力傳感器市場價(jià)值為151.21億人民幣，2026年全球力傳感器市場價(jià)值將達(dá)到198.49億人民幣，2021-2026年預(yù)測期間的復(fù)合年增長率為4.63%。目前六維力傳感器處于起步階段，市場規(guī)模較?。焊鶕?jù)高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù)顯示，2022年中國市場六維力傳感器銷量為8360套，同比增長57.97%，機(jī)器人行業(yè)銷量達(dá)4840套。若假設(shè)六維力傳感器銷售均價(jià)為1-2萬元，則2022年中國六維力傳感器市場規(guī)模約為0.8-1.7億元。六維力傳感器是未來趨勢，成長性較強(qiáng)：雖然目前六維力傳感器市場規(guī)模尚小，但可預(yù)料未來成長性較強(qiáng)?？紤]到六維力傳感器的高技術(shù)壁壘及高價(jià)值量，當(dāng)前應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域需求較小，但伴隨著協(xié)作、人形機(jī)器人等市場對多維高精度力傳感器需求的不斷提升，看好六維力傳感器長期市場規(guī)模的持續(xù)放量。圖：2020-2026

年全球力傳感器市場規(guī)模及預(yù)測（億人民幣）151.21158.28165.7173.45181.57190.07198.4920018016014012010080604020020202021E2022E2023E2024E2025E2026E數(shù)據(jù)來源：東華測試官網(wǎng)，東吳證券研究所測算192.4中性假設(shè)下，預(yù)計(jì)至2030年人形機(jī)器人用力傳感器市場有望達(dá)125億元悲觀/中性/樂觀假設(shè)下，我們預(yù)計(jì)至2030年人形機(jī)器人用力傳感器市場空間分別為70/125/219億元，其中中性假設(shè)下六維力傳感器空間可達(dá)80億元，測算假設(shè)如下：人形機(jī)器人產(chǎn)量：悲觀/中性/樂觀假設(shè)下2030年人形機(jī)器人產(chǎn)量分別為50/100/300萬臺(tái)。人形機(jī)器人力傳感器用量：六維力傳感器主要用于手腕和腳腕關(guān)節(jié)處，因此我們假設(shè)三種情形下用量均為4個(gè)；三維力傳感器主要用于全身關(guān)節(jié)，用量視機(jī)器人靈活度需求，因此悲觀/中性/樂觀假設(shè)下我們預(yù)計(jì)用量分別為2/4/6個(gè)；一維力傳感器主要用于全身關(guān)節(jié)和手部電子皮膚，用量取決于機(jī)器人靈活度需求，因此悲觀/中性/樂觀假設(shè)下我們預(yù)計(jì)用量分別為8/10/15個(gè)。力傳感器價(jià)值量：悲觀假設(shè)下六維/三維/一維力傳感器的價(jià)值量分別為2500/800/300元/臺(tái)，中性假設(shè)下六維/三維/一維力傳感器的價(jià)值量分別為2000/500/250元/臺(tái)，樂觀假設(shè)下六維/三維/一維力傳感器的價(jià)值量分別為1000/300/100元/臺(tái)。圖：中性假設(shè)下，我們預(yù)計(jì)至2030年人形機(jī)器人用力傳感器市場空間有望達(dá)125億人民幣悲觀中性樂觀2030年人形機(jī)器人產(chǎn)量（萬臺(tái)）①50100300單臺(tái)人形機(jī)器人六維力傳感器用量（臺(tái)/套）②444六維力傳感器價(jià)值量（元/臺(tái)）③250020001000人形機(jī)器人用六維力傳感器市場空間（億元）④=①*②*③5080120單臺(tái)人形機(jī)器人三維力傳感器用量（臺(tái)/套）⑤246三維力傳感器價(jià)值量（元/臺(tái)）⑥800500300人形機(jī)器人用三維力傳感器市場空間（億元）⑦=①*⑤*⑥82054單臺(tái)人形機(jī)器人一維力傳感器用量（臺(tái)/套）⑧81015一維力傳感器價(jià)值量（元/臺(tái)）⑨300250100人形機(jī)器人用一維力傳感器市場空間（億元）⑩=①*⑧*⑨122545單臺(tái)人形機(jī)器人用力傳感器價(jià)值量（元/臺(tái)）14000125007300人形機(jī)器人用力傳感器市場空間（億元）A=④+⑦+⑩70125219數(shù)據(jù)來源：各公司官網(wǎng)，東吳證券研究所測算202.5

多維力傳感器技術(shù)壁壘高，海外廠商占據(jù)主導(dǎo)海外供應(yīng)商：國外成熟的多維力傳感器廠商主要有美國的AMTI、ATI、JR3、FUTEK，瑞士的BOTA，德國的HBM等公司，已開發(fā)出多種商用六維力/扭矩傳感器。國產(chǎn)供應(yīng)商：一維度力傳感器技術(shù)門檻不高，國內(nèi)生產(chǎn)商眾多；三/六維度力傳感器受到技術(shù)限制，目前國內(nèi)主要玩家包括坤維科技、藍(lán)點(diǎn)觸控、宇立儀器等，上市公司玩家中東華測試、柯力傳感等具備一定技術(shù)基礎(chǔ)，逐步開展多維力傳感器的研發(fā)生產(chǎn)。圖：力傳感器國內(nèi)外主流玩家公司國家技術(shù)&產(chǎn)品海外廠商AMTI美國AMTI專注于六軸力和扭矩傳感器，在其設(shè)計(jì)和制造方面擁有超過45年的經(jīng)驗(yàn)ATI成立于1989年，是世界領(lǐng)先的機(jī)器人配件和機(jī)器人手臂工具的工程開發(fā)商，產(chǎn)品優(yōu)化了機(jī)器人、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、汽車、電子、應(yīng)用研究、學(xué)術(shù)、核能和政府等領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用，ATI擁有多款成熟的多軸力/扭矩傳感器產(chǎn)品。JR3成立于1983年，公司已牢固確立為多軸力扭矩傳感器市場的領(lǐng)導(dǎo)者地位，JR3為世界各地的客戶提供了數(shù)千個(gè)傳感器和持續(xù)的支持。FUTEK成立于1985年，主營產(chǎn)品傳感和測試測量儀器，主要應(yīng)用于航空航天、國防、自動(dòng)化、制造業(yè)等領(lǐng)域。HBM德國1950年在德國成立，65年來，HBM測試和測量市場和技術(shù)一直深受客戶信賴，從虛擬測試到真實(shí)的物理測量，HBM可為多種行業(yè)測量應(yīng)用提供產(chǎn)品和服務(wù)，HBM產(chǎn)品范圍涵蓋傳感器、應(yīng)變片、放大器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及用于結(jié)構(gòu)耐久性測試和分析的軟件。Bota瑞士源自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，為多軸力扭矩傳感器、扭矩傳感器和定制傳感器的開發(fā)商和制造商。國產(chǎn)廠商坤維科技中國坤維科技已經(jīng)形成了從直徑36毫米到直接200毫米的傳感器，傳感器輸出的測量結(jié)果與理論真值的偏差不大于1%藍(lán)點(diǎn)觸控中國藍(lán)點(diǎn)觸控長期專注力傳感器的硬件和算法開發(fā)，是國內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè)之一，主要產(chǎn)品為ST系列、EQ系列、Joint系列、力控軟件算法包。目前公司產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)力控精度可控制在0.1N（牛頓力），階躍響應(yīng)優(yōu)于1ms，產(chǎn)品分辨率優(yōu)于0.05N。宇立儀器中國宇立儀器產(chǎn)品精度較高，其中六軸力傳感器的精度一般在0.5%F.S以內(nèi)，其中M38系列六軸力傳感器精度高達(dá)0.2%F.S，分辨率約為滿量程的1/5000，能夠滿足各種應(yīng)用需求柯力傳感中國國產(chǎn)應(yīng)變式傳感器龍頭，參照基恩士、TE等公司的模式，通過并購或者參股的方式進(jìn)入傳感器全流程，目標(biāo)未來5-10年內(nèi)要能為客戶提供全品類傳感器東華測試中國公司從應(yīng)變放大器起家，信噪比性能優(yōu)異，系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力強(qiáng)，可以將傳感器和數(shù)采結(jié)合在一起作為一個(gè)產(chǎn)品，有效解決信號(hào)采集難點(diǎn)。目前公司生產(chǎn)的六維力傳感器主要應(yīng)用于測試領(lǐng)域，未來將開拓人形機(jī)器人場景212.5.1東華測試：專注結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試分析，力傳感器技術(shù)先進(jìn)資料來源：Wind，公司官網(wǎng)，東吳證券研究所國內(nèi)結(jié)構(gòu)力學(xué)測試行業(yè)龍頭企業(yè)。公司成立于1993年，專注結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試儀器及配套軟件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，主要服務(wù)于軍工類客戶，在技術(shù)上達(dá)到國際先進(jìn)水平。業(yè)績持續(xù)增長，盈利能力穩(wěn)步提升。2017-2022年公司收入及利潤規(guī)模快速增長，營收/歸母凈利潤年復(fù)合增速分別為23.46%/89.44%，凈利潤增速快于收入主要系公司盈利能力提升。結(jié)構(gòu)力學(xué)測試分析是公司核心業(yè)務(wù)，并開展多元化布局。公司進(jìn)一步拓展業(yè)務(wù)，形成結(jié)構(gòu)力學(xué)分析測試、PHM系統(tǒng)、智能維保管理平臺(tái)、電化學(xué)工作站四大類業(yè)務(wù)，面向下游提供一體化整包解決方案，整合傳感器、測試系統(tǒng)硬件和軟件平臺(tái)。圖：2017-2022年公司營收CAGR為23.46% 圖：2017-2022年公司歸母凈利潤C(jī)AGR為89.44％圖：分業(yè)務(wù)收入占比情況圖：2017-2022年公司盈利能力持續(xù)提升1.291.341.782.052.573.6750%40%30%20%10%0%-10%43.532.521.510.502017 2018 2019 2020 2021 2022營業(yè)收入（億元） YOY(%)0.050.180.30.50.8300%250%200%150%100%50%0%1.41.210.80.60.40.202017 2018 2019 2020 2021 2022歸母凈利潤（億元）YOY(%)1.220%20%40%60%80%100%20172018201920202021

2022配件及其他靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信號(hào)測試分析系統(tǒng)開發(fā)服務(wù)基于PHM的設(shè)備智能維保管理平臺(tái)電化學(xué)工作站結(jié)構(gòu)安全在線監(jiān)測及防務(wù)裝備PHM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試分析系統(tǒng)75%60%45%30%15%0%201720182019202020212022銷售毛利率（%） 銷售凈利率（%）2.5.1東華測試：專注結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試分析，力傳感器技術(shù)先進(jìn)依托技術(shù)與場景積累，推動(dòng)先進(jìn)力傳感器研發(fā)公司在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)積累，原有傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)可以參與到力傳感器的研發(fā)之中，人員投入較少。同時(shí)，場景方面，公司為軍用艦船、航空航天提供自定義測試分析系統(tǒng)業(yè)務(wù)，其中就有力學(xué)傳感器的需求。延此需求，公司將逐步推進(jìn)一維、多維力傳感器的研發(fā)。瞄準(zhǔn)六維力傳感器，致力高精度產(chǎn)品公司對力傳感器產(chǎn)品的定位是精度優(yōu)先，打通技術(shù)難點(diǎn)再降本增效。技術(shù)方面，公司從應(yīng)變放大器起家，信噪比性能優(yōu)異，系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力強(qiáng)，可以將傳感器和數(shù)采結(jié)合在一起作為一個(gè)產(chǎn)品，有效解決信號(hào)采集難點(diǎn)。目前公司生產(chǎn)的六維力傳感器主要應(yīng)用于測試領(lǐng)域，未來將開拓人形機(jī)器人場景。風(fēng)險(xiǎn)提示：力傳感器產(chǎn)品研發(fā)&推廣不及預(yù)期，下游需求不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)。圖：力傳感器是結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試分析系統(tǒng)的重要部分?jǐn)?shù)據(jù)來源：東華測試官網(wǎng)、東吳證券研究所產(chǎn)品類別概況應(yīng)用行業(yè)細(xì)分產(chǎn)品產(chǎn)品概況結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)特性分析等領(lǐng)域，檢測環(huán)境變化對結(jié)構(gòu)的影響航天航空、車輛船舶、土木建筑、工程機(jī)械、能源電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括分布式、集中式、堅(jiān)固型、便攜式及無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件平臺(tái)主要有數(shù)據(jù)采案與信號(hào)處理分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、結(jié)構(gòu)壽命評估、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析等各種模塊傳感器包括加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、應(yīng)變傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器及各類緩變量傳感器232.5.2柯力傳感：深耕應(yīng)變式傳感器，探索多物理量傳感器新增長資料來源：Wind，公司官網(wǎng)，東吳證券研究所深耕傳感器領(lǐng)域20余年，國內(nèi)傳感器領(lǐng)軍企業(yè)。柯力傳感成立于1995年，成立以來專注于各種物理量傳感器的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，從力學(xué)起步融合多物理技術(shù)發(fā)展多品種傳感，展開多維度產(chǎn)業(yè)布局和經(jīng)營，成為全球大型鋼制傳感器制造企業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用拓展引領(lǐng)者之一。業(yè)績快速增長，盈利能力持續(xù)提升。2017-2022年公司收入與利潤規(guī)模保持增長，營收/歸母凈利潤年復(fù)合增速分別為11.06%/18.99%。盈利能力得到改善，凈利潤增速快于營收。應(yīng)變式傳感器是公司基石業(yè)務(wù)，2017-2022年?duì)I收占比始終高于50%。主要系公司產(chǎn)品經(jīng)過長期研發(fā)迭代，性能領(lǐng)先、市場認(rèn)可度高。在維持應(yīng)變式傳感器的基礎(chǔ)上，公司積極拓展產(chǎn)品品類到其他物理量傳感器，轉(zhuǎn)型升級(jí)為物聯(lián)網(wǎng)解決方案供應(yīng)商。圖：2017-2022年公司營收CAGR為11.06% 圖：2017-2022年公司歸母凈利潤C(jī)AGR為18.99%圖：分業(yè)務(wù)收入占比情況，傳感器為基石業(yè)務(wù)圖：2017-2022年公司盈利能力穩(wěn)定提升6.287.097.48.3510.3110.610%5%10%15%20%25%1210864202017 2018 2019 2020 2021 2022營業(yè)收入（億元） YOY(%)1.091.411.832.22.512.660%50%40%30%20%10%0%32.521.510.502017 2018 2019 2020 2021 2022歸母凈利潤（億元） YOY(%)20%40%60%80%100%0%2017

2018

2019

2020

2021

2022干粉砂漿第三方系統(tǒng)服務(wù)其他業(yè)務(wù)儀表附件及其他系統(tǒng)集成產(chǎn)品應(yīng)變式傳感器50%40%30%20%10%0%201720182019202020212022銷售毛利率（%）銷售凈利率（%）數(shù)據(jù)來源：公司官網(wǎng)、東吳證券研究所242.5.2柯力傳感：深耕應(yīng)變式傳感器，探索多物理量傳感器新增長公司成立20余年，經(jīng)歷三次戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型：遷移生產(chǎn)基地，降本增效。為了降低成本，公司將生產(chǎn)體系從寧波遷移到安徽青陽縣，并作為主要生產(chǎn)基地。目前320萬個(gè)傳感器里面250萬都在青陽縣生產(chǎn)，同時(shí)負(fù)責(zé)國際業(yè)務(wù)和非標(biāo)業(yè)務(wù)。原寧波基地定位為高端制造、研發(fā)中心。轉(zhuǎn)型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成商。2019年公司上市，傳統(tǒng)主業(yè)應(yīng)變式傳感器增速有限，整體市場天花板明顯。為打造持續(xù)增長動(dòng)能，公司調(diào)整戰(zhàn)略，將公司定位成國際一流的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成商，目前已經(jīng)為高速公路、畜牧業(yè)等場景提供完整物聯(lián)網(wǎng)集成方案。探索多物理量傳感器新增長點(diǎn)。傳感器種類多、行業(yè)高度分散的特點(diǎn)決定了可以用外延式并購和集團(tuán)化管理的方式提高整個(gè)企業(yè)的收入規(guī)模。公司參照基恩士、TE等公司的模式，通過并購或者參股的方式進(jìn)入傳感器全流程，目標(biāo)未來5-10年內(nèi)要能為客戶提供全品類傳感器。風(fēng)險(xiǎn)提示：宏觀基本面風(fēng)險(xiǎn)、多維力傳感器研制進(jìn)展不及預(yù)期、對外投資不及預(yù)期。圖：公司經(jīng)歷三次戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，不斷開拓增長新空間青陽基地寧波基地鄭州基地深圳基地積累階段物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)多元化、全流程海關(guān)物流監(jiān)管方案中歐班列運(yùn)輸動(dòng)態(tài)監(jiān)控方案福清核電站攔網(wǎng)檢測系統(tǒng)成都?？迫A虹科技德科自動(dòng)化目錄25一、傳感器：數(shù)據(jù)采集源頭，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域二、力傳感器：機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精密操作的關(guān)鍵部件三、慣導(dǎo)+視覺傳感器：實(shí)現(xiàn)機(jī)器人高精度定位和導(dǎo)航四、投資建議&風(fēng)險(xiǎn)提示3.1.1

慣導(dǎo)傳感器：人形機(jī)器人姿態(tài)控制的核心部件慣性傳感器是一種用于測量物體的加速度、角速度和傾斜角度等參數(shù)的電子傳感器。從類別上看，包括加速度計(jì)、陀螺儀和慣性測量單元（IMU）三種，其中IMU是由陀螺儀、加速度計(jì)組成，具有高集成的特點(diǎn)。其將三軸陀螺儀和三軸加速度計(jì)集成在一起，能夠同時(shí)測量三個(gè)自由度的角速率和線加速度：通過對角速率和線加速度按時(shí)間積分以及疊加運(yùn)算，可以動(dòng)態(tài)確定自身位置變化，從而確定自身移動(dòng)軌跡以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。得益于優(yōu)良的性能，目前IMU是慣性傳感器中市場占有率最高的品種。IMU

可以簡單分為低、中、高三種精度，分別對應(yīng)消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車類產(chǎn)品和宇航級(jí)產(chǎn)品：1）消費(fèi)電子類IMU

，通常應(yīng)用于手機(jī)、智能穿戴中，精度要求較低，價(jià)值千元以下；2）

汽車類IMU，考慮到自動(dòng)駕駛對高精度的要求，其價(jià)格在千元到萬元級(jí)別；3）宇航級(jí)

IMU，常用在導(dǎo)彈、航天等對精度要求極高的領(lǐng)域，價(jià)格在幾十萬不等。圖：IMU由加速度計(jì)和陀螺儀組成數(shù)據(jù)來源：東吳證券研究所整理圖：IMU產(chǎn)品精度與價(jià)格劃分精度低精度IMU

中精度IMU

高精度IMU數(shù)據(jù)來源：傳感器專家網(wǎng)，東吳證券研究所價(jià)格/元800,0001,0000800405消費(fèi)電子產(chǎn)品汽車類產(chǎn)品宇航級(jí)產(chǎn)品26圖：國內(nèi)IMU市場規(guī)模（億元）及YOY（%）數(shù)據(jù)來源：芯謀研究，東吳證券研究所圖：全球IMU市場規(guī)模（億元）及YOY（%）數(shù)據(jù)來源：Yole

intelligence，東吳證券研究所（按1美元=7人民幣固定匯率換算）3.1.2

IMU市場持續(xù)拓展，國內(nèi)市場增長顯著MEMS

IMU逐漸取代獨(dú)立的MEMS加速計(jì)和陀螺儀，市場規(guī)模繼續(xù)拓展。隨著成本控制改善和綜合技術(shù)成熟，在高端消費(fèi)電子、汽車電子領(lǐng)域，IMU的使用比例持續(xù)提高。未來在人形機(jī)器人等新興領(lǐng)域，IMU也將成為主要的慣性傳感器類別。另一方面，隨著新能源汽車、機(jī)器人等下游行業(yè)進(jìn)一步釋放增量需求，整個(gè)慣性傳感器市場也將持續(xù)擴(kuò)張。市場規(guī)模上，中國市場增速快于全球，占比有望繼續(xù)提升。根據(jù)Yole

intelligence數(shù)據(jù)，2021年全球IMU

市場空間約為

18.3億美元，IMU

行業(yè)

2022-2027

年年均復(fù)合增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到7.03%，到2027年規(guī)模達(dá)到28億美元左右；根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，2022年國內(nèi)IMU市場規(guī)模達(dá)到43.1億元，預(yù)計(jì)2027年達(dá)到75.5億元，年均復(fù)合增長率達(dá)11.9%。971021051281391481581691821950%5%10%15%20%25%050100150200250全球市場規(guī)模（億元）YOY（%）22.725.4283543.148.856.561.868.875.50%5%10%15%20%25%30%01020304050607080國內(nèi)市場規(guī)模（億元）YOY（%）27數(shù)據(jù)來源：Tesla、Google公司官網(wǎng)、東吳證券研究所3.2.1

視覺傳感器：3D視覺助力實(shí)現(xiàn)高精度功能視覺傳感器是利用光學(xué)元件和成像裝置獲取外部環(huán)境圖像信息的一類傳感器。從輸出維度的角度來看，基于視覺傳感器的感知方法可以分為2D視覺和3D視覺兩種。在人形機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等高精度要求領(lǐng)域，3D視覺是目前的主要方向。3D視覺主要有激光雷達(dá)和3D相機(jī)兩種實(shí)現(xiàn)方案。激光雷達(dá)（LiDAR）通過向目標(biāo)發(fā)送激光束、接收目標(biāo)回波并將兩者進(jìn)行比較、運(yùn)算處理，得到目標(biāo)的位置、速度等信息；3D相機(jī)通過對目標(biāo)與攝像頭距離的識(shí)別，能夠拍攝出空間景深距離，得到目標(biāo)的三維空間坐標(biāo)。3D相機(jī)方案更適配人形機(jī)器人場景。激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是成像速度快，因此在需要迅速識(shí)別實(shí)時(shí)地形和路況的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域更常用；而人形機(jī)器人由于需要進(jìn)行“表情識(shí)別”、“人體識(shí)別”等復(fù)雜視覺識(shí)別作業(yè)，對數(shù)據(jù)精度的要求更高，更適配3D相機(jī)方案。圖：3D視覺可通過LiDAR和3D相機(jī)實(shí)現(xiàn)LiDAR谷歌Project

X無人駕駛，配備機(jī)械LiDAR，實(shí)時(shí)生成360°點(diǎn)云模型3D相機(jī)特斯拉人形機(jī)器人OptimusGen2，頭部配備8個(gè)攝像頭作為視覺傳感器28數(shù)據(jù)來源：東吳證券研究所整理3.2.2

IMU+視覺：實(shí)現(xiàn)SLAM方案，完成機(jī)器人定位和導(dǎo)航識(shí)別復(fù)雜工作環(huán)境是機(jī)器人在作業(yè)中需要首先解決的問題。

SLAM（同步定位與建圖）是一種實(shí)時(shí)觀測、實(shí)時(shí)繪制、實(shí)時(shí)規(guī)劃的方案，為定位、導(dǎo)航提供基礎(chǔ)。IMU和視覺傳感器具有互補(bǔ)性，成為實(shí)現(xiàn)SLAM的普遍配置：1）單純使用視覺傳感器SLAM在應(yīng)用中會(huì)有一定的局限性，在部分場景中會(huì)失效，例如：玻璃、空白墻壁等特征較少的場景或黑暗環(huán)境；2）IMU

在長時(shí)間使用下的累積誤差較大，但是短時(shí)間內(nèi)相對位移數(shù)據(jù)的精度有很高。因此，當(dāng)視覺傳感器失效時(shí)，融合IMU

數(shù)據(jù)，能夠提高其定位的精度，保證SLAM方案的穩(wěn)健性。總之，視覺SLAM和IMU的融合可以彌補(bǔ)視覺SLAM的缺陷，很大程度地提高單目SLAM算法性能，是一種低成本高性能的導(dǎo)航方案，能夠有效完成機(jī)器人定位和導(dǎo)航。圖：SLAM流程示意傳感器數(shù)據(jù)前端（里程視覺計(jì)）后端優(yōu)化地圖構(gòu)建非線性優(yōu)化（圖優(yōu)化）基于濾波理論的優(yōu)化特征處理數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)3D相機(jī)IMU29表：IMU和視覺傳感器行業(yè)上市公司情況30數(shù)據(jù)來源：Wind，東吳證券研究所整理3.3

慣導(dǎo)&視覺傳感器上市公司標(biāo)的行業(yè)公司簡稱股票代碼主營業(yè)務(wù)情況芯動(dòng)聯(lián)科688582.SH國內(nèi)MEMS陀螺儀龍頭，主要產(chǎn)品包括MEMS陀螺儀/加速度計(jì)/IMU等慣導(dǎo)傳感器（IMU）敏芯股份688286.SH國內(nèi)唯一掌握多品類MEMS芯片設(shè)計(jì)和制造工藝能力的上市公司，產(chǎn)品包括聲學(xué)、壓力、慣性三大傳感器華依科技688071.SH傳統(tǒng)主營業(yè)務(wù)為測試服務(wù)（動(dòng)力總成測試設(shè)備）,同時(shí)IMU產(chǎn)品精度保持行業(yè)領(lǐng)先視覺傳感器奧比