似乎機(jī)器人無人機(jī)和自動駕駛車的共同點(diǎn)都是輪子會轉(zhuǎn)，但對于北醒來說，他們的共同點(diǎn)是，都會用到激光雷達(dá)。
日前，車東西來到激光雷達(dá)公司北醒，和北醒CEO李遠(yuǎn)聊了聊北醒的激光雷達(dá)方法論，特別是針對車載激光雷達(dá)的開發(fā)計(jì)劃。
一、騎破車上班的光學(xué)博士
李遠(yuǎn)大概是車東西見過的最“隨便”的一個(gè)CEO了，穿著一件衛(wèi)衣，踩著拖鞋就把車東西記者往會議室里帶。從交流中我們還得知，李遠(yuǎn)平時(shí)上班時(shí)，放著一輛奧迪A3不開，平時(shí)都是騎著一輛很破的自行車來上班。
▲被用作測試車的奧迪a3，也是奧迪創(chuàng)新大賽的獎(jiǎng)品
這種隨性似乎也傳染到了北醒內(nèi)部，在辦公室中，隨便走兩步可能就會看到一個(gè)檢測裝置正在運(yùn)行， 對空間的利用可謂到了極致。
▲激光雷達(dá)的溫度實(shí)驗(yàn)裝置
其實(shí)這算是一種接地氣的實(shí)用主義，正如本應(yīng)高大上的博士李遠(yuǎn)沒有什么派頭一樣，北醒在發(fā)展道路中，也是一種追求“先實(shí)用再說”的路徑。
就是像李遠(yuǎn)這么隨便的一個(gè)人，帶領(lǐng)北醒從用于無人機(jī)的激光定高器開拓至機(jī)器人乃至車載激光雷達(dá)領(lǐng)域，先后被IDG、科沃斯、順為投資。
從李遠(yuǎn)口中我們了解到，他接觸光學(xué)已經(jīng)超過十年。李遠(yuǎn)本科就讀與北京交通大學(xué)，碩士師從中國發(fā)光學(xué)奠基人之一的徐敘瑢院士，博士則前往美國維克森林大學(xué)拜于美國物理學(xué)會會士Dr. Carroll門下。在求學(xué)期間，李遠(yuǎn)一共發(fā)表了40多篇SCI，畢業(yè)論文入選了《自然》的子刊物《Nature Phontonics》。
▲李遠(yuǎn)博士
在學(xué)界刷過了成就的李遠(yuǎn)2014年看到了技術(shù)產(chǎn)出商業(yè)價(jià)值的機(jī)會，回到國內(nèi)，創(chuàng)立了北醒。從深耕光學(xué)的教育背景出發(fā)，一開始，李遠(yuǎn)選擇了幾乎所有激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)者都會想到的方向——“機(jī)器人之眼”。的確，那個(gè)時(shí)候機(jī)器人漸漸升溫，無人機(jī)正值火熱，這是踩在歷史行程上的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。
二、從無人機(jī)定高雷達(dá)到車載激光雷達(dá)
很快，北醒做出了第一代產(chǎn)品DE-LiDAR1.0，用于無人機(jī)避障。在研發(fā)DE-LiDAR的過程中，北醒還炫了個(gè)技，DE-LiDAR的光源使用了紅外LED，LED光源的能量集中性遠(yuǎn)不如激光，要將其匯聚起來，需要復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)。不過深厚光學(xué)背景幫助解決了這個(gè)問題。同年，北醒收獲了來自IDG、科沃斯的A輪融資。
到2016年8月，在DE-LiDAR的基礎(chǔ)上，北醒量產(chǎn)了定高激光雷達(dá)TF01，收獲了大量植保無人機(jī)訂單。也是在這一年，10月，北醒開發(fā)的固態(tài)激光雷達(dá)，獲得了奧迪創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室大賽“人工智能的應(yīng)用”總冠軍，獎(jiǎng)品是一臺奧迪A3。
獎(jiǎng)品是團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果，李遠(yuǎn)也沒想著自已一人使用，便拿出來作為公司用車。北醒的員工出外時(shí)，可以開這臺A3；車不用時(shí)，則是北醒的產(chǎn)品測試平臺。而李遠(yuǎn)本人，如上文所說，平時(shí)都是騎一輛“很破的自行車上班”。
隨后，北醒獲得了順為資本的注意，A+輪由順為領(lǐng)投，IDG、科沃斯跟投。獲得小米系加持的北醒在2017年勢頭更猛， 先是入駐了博世的加速器，隨后又連續(xù)新推出了植保無人機(jī)和停車的第二代定高雷達(dá)TF02，以及只有一枚硬幣大小的微型激光雷達(dá)模組TFmini。
不過，最讓北醒上心的，還是今年10月量產(chǎn)的3D Flash固態(tài)激光雷達(dá)——CE30。獲得來自奧迪認(rèn)可的激光雷達(dá)，正是CE30的原型。
三、北醒的激光雷達(dá)方法論：直接量產(chǎn)固態(tài)
CE30是目前激光雷達(dá)市面上體積最小的那一批，重量僅有219g，相比于各類要用“捧”的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)，它可以說是非常袖珍了。李遠(yuǎn)稱，其中出貨量最大的CE30-A主要用于自動導(dǎo)航車（AGV，Autonomous Guided Vehicle），而另一款CE30-D則主要用于自動駕駛。
▲CE30-A參數(shù)
在參數(shù)上，CE30-A等效24線的掃描式激光雷達(dá)，擁有132度的水平視場角，探測精度可以達(dá)到厘米級，分辨率為320x24，刷新率則達(dá)到了20Hz。CE30如果要換算點(diǎn)云數(shù)這一指標(biāo)，CE30-A每秒的出點(diǎn)數(shù)為320x24X20，15萬。從這些數(shù)據(jù)看，北醒的CE30-A是一款性能居中的產(chǎn)品。
不過在兩項(xiàng)參數(shù)上，CE30-A并不高，其垂直視場角為9度，探測距離最遠(yuǎn)則只有4m，這樣的參數(shù)完全是為了針對工業(yè)AGV市場的需求，為AGV客戶量身定做的產(chǎn)品。李遠(yuǎn)也表示，今年雙11各種無人物流、無人倉儲大戰(zhàn)中，就有CE30-A智能物流倉儲的小車的參與。
▲此前在網(wǎng)上大火的倉儲機(jī)器人，就是agv的一種
那些不那么高大上的倉儲小車，反倒是北醒在激光雷達(dá)卡位戰(zhàn)中的重要目標(biāo)。它們運(yùn)行的情境簡單、對傳感器性能要求不高并且規(guī)模龐大。它們對激光雷達(dá)的龐大需求帶給了北醒大量的訂單——李遠(yuǎn)透露的數(shù)據(jù)是，超過一萬臺。而在淘寶上，CE30-A的價(jià)格是5000元一臺。
這也是北醒有趣的一點(diǎn)——他們的激光雷達(dá)可以直接在淘寶上買到。而在北醒公司內(nèi)，壘在工作臺上的產(chǎn)品盒子會讓人產(chǎn)生來到了電商公司的錯(cuò)覺。
對于李遠(yuǎn)來說，有貨賣才是王道。“如何尋求產(chǎn)品量產(chǎn)”，在李遠(yuǎn)的考慮中，是比“高性能”更加靠前的標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉f，北醒的路徑選擇、CE30的誕生，基本都是這條標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)的結(jié)果。
事實(shí)上，從2015年建立公司開始，用于自動駕駛的激光雷達(dá)就在北醒的研發(fā)中立項(xiàng)。并且，出于可靠性、成本等方面考慮，北醒也沒有從旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)過渡到固態(tài)激光雷達(dá)的想法，而是直接研發(fā)后者。
而在固態(tài)激光雷達(dá)的三大主流方向MEMS（李遠(yuǎn)認(rèn)為，依靠微振鏡驅(qū)動的MEMS方案不算純粹的固態(tài)）、OPA（光學(xué)相控陣）、Flash選擇上，北醒選擇了Flash的技術(shù)方向。這背后的邏輯是，F(xiàn)lash式激光雷達(dá)在光源發(fā)射端的產(chǎn)業(yè)鏈最成熟，有現(xiàn)成方案可用；而在接收端，也可以使用高速CMOS而不是復(fù)雜度更高的APD雪崩光電二極管。
大量半導(dǎo)體工藝元件的應(yīng)用，使得固態(tài)激光雷達(dá)的裝配調(diào)試可以實(shí)現(xiàn)自動化，不必耗費(fèi)巨量的人工校準(zhǔn)時(shí)間。在量產(chǎn)成本與量產(chǎn)時(shí)間上，都有巨大的優(yōu)化。不過走Flash的技術(shù)路線，意味著在探測距離方面，有更大的技術(shù)難度（因?yàn)榘l(fā)射的光線是面陣而不是線束），這也是即使是為自動駕駛客戶使用的CE30-D，探測距離只有30米的原因。
所以北醒走的途徑是化簡——面對全新的固態(tài)激光雷達(dá)品類，用盡可能成熟、簡單的工藝、材料，去實(shí)現(xiàn)新技術(shù)，先把產(chǎn)品拿出來。李遠(yuǎn)向車東西透露，北醒的CE30，已經(jīng)收到了超過1萬份訂單。
四、循序漸進(jìn)瞄向自動駕駛
在CE30-A的基礎(chǔ)之上，北醒光子還有面向自動駕駛客戶的升級版——CE30-D，它由于探測距離較短，并不能用于高速的自動駕駛，但是它已經(jīng)具備了30m范圍內(nèi)比較精準(zhǔn)的環(huán)境感知能力。車輛應(yīng)用它，可以實(shí)現(xiàn)包括擁堵狀態(tài)下的自動啟停、盲區(qū)檢測等相對簡單的ADAS功能。
其實(shí)北醒的CE30與法雷奧與Ibeo合作生產(chǎn)的4線激光雷達(dá)ScaLa有些相似，僅有4線探測光線看似并不強(qiáng)大，但貴在能夠量產(chǎn)。當(dāng)然，ScaLa更強(qiáng)大之處在于，已經(jīng)用在了奧迪新A8上，幫助后者實(shí)現(xiàn)L3級自動駕駛。
讓產(chǎn)品早日投入應(yīng)用，也是北醒要先量產(chǎn)一款性能不那么強(qiáng)大的激光雷達(dá)的主要考慮。
李遠(yuǎn)稱，在面向客戶尤其是面向車廠、Tier-1的時(shí)候，只有能夠提供量產(chǎn)的產(chǎn)品才有吸引力。而與車廠這樣的對象建立合作關(guān)系有重要的意義——一方面他們代表的是未來穩(wěn)定的訂單；另一方面，他們提出的需求，將最終定義激光雷達(dá)的功能與形態(tài)。事實(shí)上，如今的激光雷達(dá)走向小型化、固態(tài)化，正是車廠意志乃至汽車工業(yè)要求的體現(xiàn)。
而CE30目前雖然不支持高速自動駕駛的環(huán)境感知，但在某些參數(shù)上其實(shí)是針對這樣的自動駕駛場景進(jìn)行了優(yōu)化——CE30的采樣刷新率達(dá)到20Hz，平均0.05秒就會對環(huán)境進(jìn)行一次建模，可以很好地應(yīng)對高速自動駕駛的需求。李遠(yuǎn)舉了個(gè)例子，時(shí)速100公里時(shí)，車輛每一秒將行進(jìn)27米，此時(shí)如果激光雷達(dá)刷新率太低，例如只有10Hz，機(jī)器將每0.1秒采樣一次。每捕捉一次環(huán)境數(shù)據(jù)，車輛就將開出將近三米。如果道路是非封閉的、對向有來車的話，兩車相對距離的縮減速度還會翻倍。此時(shí)，只有更加高頻率的數(shù)據(jù)刷新速度，才能更準(zhǔn)確地感知環(huán)境、保障自動駕駛安全。
除了靠量產(chǎn)能力、硬件參數(shù)來說服、吸引客戶，針對自動駕駛的計(jì)算力問題，北醒還進(jìn)行了軟件層面的優(yōu)化。當(dāng)前，大量傳感器數(shù)據(jù)的堆疊，決策、控制算法的復(fù)雜，對自動駕駛系統(tǒng)的計(jì)算力提出了極高的要求，而由于缺乏可量產(chǎn)、高性能的低成本車載主處理器，自動駕駛暫時(shí)陷入了計(jì)算力瓶頸（就可量產(chǎn)的自動駕駛而言）。
含有深度信息的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的解算、融合，也是處理器計(jì)算負(fù)荷的一個(gè)大頭。為了給自動駕駛的計(jì)算減負(fù)，北醒在CE30中內(nèi)置了一套化簡算法——可以設(shè)置環(huán)境數(shù)據(jù)的“興趣區(qū)”，興趣區(qū)之外，激光雷達(dá)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)將會被屏蔽，從而大大減少計(jì)算需求。
▲圖中紅色區(qū)域所在方框，即設(shè)定的“興趣區(qū)”
這樣的靈活算法，在配置多個(gè)激光雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)耦合、達(dá)到360度探測效果時(shí)，也能夠防止多個(gè)激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)過度重合。
這一點(diǎn)，其實(shí)也是北醒量產(chǎn)思維的體現(xiàn)，不過這一點(diǎn)考慮到的，是其客戶產(chǎn)品的量產(chǎn)。
目前，除了已經(jīng)量產(chǎn)的CE30，北醒還在測試探測距離達(dá)到100米的新一代Flash固態(tài)激光雷達(dá)，它所對應(yīng)的，則是真正高速的自動駕駛需求。
從北醒的產(chǎn)品規(guī)劃中，我們可以發(fā)現(xiàn)很明顯的分階段迭代思維。這背后是李遠(yuǎn)對自動駕駛發(fā)展階段的判斷。
李遠(yuǎn)認(rèn)為，自動駕駛的落地場景會是“先封閉，再開放；先低速，再高速；先運(yùn)貨，再運(yùn)人”?；谶@種判斷，李遠(yuǎn)定下了北醒的產(chǎn)品開發(fā)節(jié)奏：先面向商用車，再面向乘用。
在這種判斷下誕生的CE30，使北醒目前的主要客戶仍然是低速無人駕駛和AGV廠商，但已經(jīng)一條腿邁入了自動駕駛產(chǎn)業(yè)。并且，如果后續(xù)高性能產(chǎn)品能夠突破技術(shù)考驗(yàn)，由于其固態(tài)的形態(tài)以及北醒在軟硬件上作出的優(yōu)化，另外一條腿也會邁得較快。
結(jié)語：“量產(chǎn)”與市場將成國產(chǎn)激光雷達(dá)突破口
從李遠(yuǎn)的創(chuàng)業(yè)歷程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，面向車載激光雷達(dá)，北醒的發(fā)展邏輯看似是一步到位，直接越過了機(jī)械式激光雷達(dá)的發(fā)展階段。但在具體產(chǎn)品上，北醒從為無人機(jī)提供定高雷達(dá)一步步走過來，完成技術(shù)與市場積累，再切入AGV、汽車市場，又是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。
這種在大方向選擇上毫不猶豫、在具體經(jīng)營時(shí)以產(chǎn)品為中心分階段操作的發(fā)展邏輯，讓北醒頗有一些剛?cè)岵?jì)的意味。
誠然，當(dāng)前激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)中，國內(nèi)外已有數(shù)十家公司，其中不乏拿到上億美元融資的國外明星公司。但李遠(yuǎn)認(rèn)為，在量產(chǎn)思維的指導(dǎo)下，以及國內(nèi)巨大市場的支持下，國內(nèi)的激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)將很有機(jī)會。“你看無人機(jī)和電商之前都是國外強(qiáng)，最后也是這么過來的。”
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
