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人形机器人系列专题(一):感知系统:多传感融合构建具身智能信息端口
平安证券·2025-03-13 10:12

报告行业投资评级 - 电子行业评级为强于大市(维持) [1] 报告的核心观点 - 人形机器人潜力巨大,感知系统是核心子系统之一,多种传感器融合协作,为机器人与环境交互提供信息和反馈 [3] - 3D视觉、六维力/力矩传感、MEMS IMU、电子皮肤等是感知系统核心价值所在,随着人形机器人落地,这些传感器将迎来巨大增量市场 [3] - 推荐芯动联科,建议关注奥比中光、柯力传感、汉威科技、福莱新材、奥普特 [3] 根据相关目录分别进行总结 一、人形机器人潜力巨大,感知层是核心子系统之一 - 人形机器人处于行业早期,未大规模应用,但因拟人属性,有望变革人类生产生活,未来市场潜力可观 [9] - 全球人形机器人市场预计2025 - 2030年销量从2.6万台增至60.6万台,CAGR约87.6%,市场规模CAGR约56.1%;国内市场同期销量从0.9万台增至27.1万台,CAGR约99.4%,市场规模CAGR约61.7% [9] - 感知层是核心子系统和信息入口,通过传感器实现环境感知并提供反馈,成本占比15% [11] - 感知系统由视觉、力觉、触觉、听觉等组成,多传感器协调融合构成完整系统 [12] - 国务院、发改委、工信部等部门出台多项政策支持智能传感器发展 [14] 二、3D视觉:人形机器人最主要的环境信息输入口 - 3D视觉负责环境三维实时建模,是主要信息入口,国内市场规模预计2016 - 2028年从1.15亿元增至79.98亿元,CAGR约42.4% [19] - 3D视觉解决方案技术路线包括双目/多目视觉、结构光、ToF等,激光雷达可直接测深度信息,主流是混合固态式 [22][25] - 3D视觉传感器还包括毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等,多传感融合是发展方向 [29] - 人形机器人3D视觉方案多是相机搭配激光雷达,部分厂商用纯视觉方案,如Tesla [30] - 消费级领域海外巨头有先发优势,工业级领域德国GOM等竞争力强,国内奥比中光构建了完善技术体系,竞争力强 [37] 三、力觉:力传感+惯性传感助力完成精细动作 - 力传感和惯性传感协作,力传感感知力和力矩信息,惯性传感采集加速度和角速度,维持平衡和提供定位导航 [39] - 六维力传感提供全面力信息,但技术难度大,需攻克结构设计、标定系统和解耦与补偿算法等核心技术 [43] - 六维力/力矩传感器分应变片式、光学式、压电/电容式,应变片式是主流,未来将多元化发展 [45] - 人形机器人驱动六维力传感快速增长,2024 - 2030年全球市场规模预计从1.79亿元增至328.06亿元,CAGR高达138% [48] - 2023年中国六维力传感市场集中度高,Top10市占率近70%,国内宇立仪器等三家厂商合计市占率21.7%,多家上市公司有成果 [51] - IMU是躯体平衡核心传感器,MEMS方案因体积小、质量轻,是人形机器人最佳选择 [54] - 全球MEMS惯性传感器出货量和市场规模稳定增长,2018 - 2027年出货量CAGR约6.8%,金额CAGR约6.2% [60] - MEMS惯性传感器市场被国外厂商占据,集中度高,国内芯动联科等上市公司产品实力增强 [63] 四、触觉:类人交互之必备,电子皮肤有望大放异彩 - 触觉传感主要用于灵巧手,获取物体物理信息和接触力,协助完成精细操作,感知分规划级、控制级、学习级三层 [68] - 触觉传感发展方向是多模态,全球市场规模预计2022 - 2029年从2.1亿美元增至4.3亿美元,CAGR 10.8% [71] - 电子皮肤是仿生柔性触觉传感系统,提高灵敏度和柔性可从新材料选择和结构创新两方向入手 [74] - 多模态感知是电子皮肤长期发展方向,但实现多模态性能并提升关键参数面临挑战 [77] - 人形机器人驱动电子皮肤市场快速增长,全球市场2024 - 2030年CAGR约23.0%,国内市场同期CAGR约64.3% [78] - 电子皮肤行业早期海外公司领先,国内申昊科技等企业有涉猎,但产品指标与国外有差距 [84] 五、重点关注3D视觉+六维力传感+MEMS IMU+电子皮肤 - 奥比中光专注3D视觉感知技术,构建了完整技术体系,2024年收入5.62亿元,同比增长56.2%,Q4归母净利润扭亏为盈 [90] - 芯动联科主营高性能MEMS惯性传感器,产品达国际先进水平,2020 - 2023年收入CAGR 42.9%,利润CAGR 47.2% [95] - 柯力传感是智能传感领军企业,六维力传感有突破,2019 - 2023年收入CAGR 9.7%,利润CAGR 14.3% [98] - 昊志机电六维力矩传感器应用于按摩机器人并批量销售,2024年预计归母净利润扭亏为盈 [103] - 汉威科技传感器产业链完整,电子皮肤向机器人整机厂出货,毛利率稳定在30%左右 [106] 六、投资建议与风险提示 - 推荐芯动联科,建议关注奥比中光、柯力传感、汉威科技、福莱新材、奥普特 [109]