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設(shè)備與工具
在人工智能大行其道的時(shí)代，機(jī)器人、無人機(jī)、無人車已經(jīng)是科技界的常見品。相對(duì)應(yīng)的，一些相關(guān)技術(shù)、核心部件也逐漸受到關(guān)注，激光雷達(dá)正是其中之一。
激光雷達(dá)，英文全稱為 Light Detection And Ranging，簡(jiǎn)稱LiDAR，即光探測(cè)與測(cè)量，是一種利用主動(dòng)光學(xué)探測(cè)周圍環(huán)境，返回外部環(huán)境物體的輪廓，形狀和距離信息的傳感器。通過它能夠建立完整而精密的三維立體地圖。
科技巨頭們正在關(guān)注激光雷達(dá)領(lǐng)域。據(jù)媒體報(bào)道，蘋果公司的科學(xué)家研究了如何讓自動(dòng)駕駛汽車在少用傳感器的情況下，更好地識(shí)別騎行者和行人。蘋果稱，借助新軟件，在只使用激光雷達(dá)數(shù)據(jù)偵測(cè)騎行者和行人方面，能夠獲得“十分令人鼓舞的結(jié)果”。
2016年中國(guó)汽車工程學(xué)年會(huì)發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，對(duì)于自動(dòng)駕駛的規(guī)劃目標(biāo)為：2020年，輔助與部分自動(dòng)駕駛市占率50%，2025年高度自動(dòng)駕駛市占率15%，2030年完全自動(dòng)駕駛市占率10%。作為視線自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵部分，激光雷達(dá)開始顯得舉足輕重。
“激光雷達(dá)是機(jī)器人的眼睛”，北醒CEO李遠(yuǎn)博士告訴我。
北醒創(chuàng)始人、CEO 李遠(yuǎn)博士
北醒（北京）光子科技有限公司成立于2015年，是一家公司專注于固態(tài)激光雷達(dá)的研發(fā)和制造的企業(yè)，2016年秋，北醒完成了來自順為，IDG資本和科沃斯的A+輪融資。在前不久的硬蛋&英特爾機(jī)器人生態(tài)大會(huì)上，北醒CTO疏達(dá)稱，北醒公司的激光雷達(dá)產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)，產(chǎn)品出貨量累計(jì)已達(dá)萬臺(tái)。明年有望突破十萬臺(tái)門檻。
機(jī)器人之眼和智能硬件的三個(gè)時(shí)期
機(jī)器人之眼，是北醒對(duì)于激光雷達(dá)的定義，很貼切。
說到機(jī)器人之眼，不得不提及激光雷達(dá)得以發(fā)展的背景。因?yàn)榧す饫走_(dá)雖然是一個(gè)獨(dú)立的智能硬件，但更多時(shí)候是和無人機(jī)、機(jī)器人有著依附關(guān)系。在人工智能時(shí)代沒到來之前，人們是不需要激光雷達(dá)的，或者說，機(jī)器人不需要眼睛。
北醒CEO李遠(yuǎn)博士把智能硬件的發(fā)展分為三個(gè)時(shí)期。
第一個(gè)時(shí)期，是80年代的PC時(shí)期。那個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是硬件是完全不動(dòng)的，大的臺(tái)式機(jī)不可能動(dòng)起來，也不需要?jiǎng)?，所以根本不需要眼睛。臺(tái)式機(jī)作為一個(gè)不動(dòng)的設(shè)備，只需要人工輸入程序，然后PC給程序一個(gè)反饋，幫助人們?nèi)ヌ幚硪恍┤粘Ｊ聞?wù)?！捌鋵?shí)它還是有智能的，不能說它沒有智能，不需要眼睛，是因?yàn)樗恍枰獎(jiǎng)印薄?
第二個(gè)時(shí)期，是以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)設(shè)備，或稱為移動(dòng)時(shí)代。李遠(yuǎn)表示，移動(dòng)時(shí)代在過去十二、十五年之中風(fēng)起云涌，其實(shí)iPhone 1到今天剛剛十年零五個(gè)月，這意味著智能移動(dòng)時(shí)代也只有十幾年的時(shí)間?！斑@個(gè)時(shí)代是什么特點(diǎn)呢？是人帶著它動(dòng)，就是我要行動(dòng)我會(huì)帶著它動(dòng)”。
但是，李遠(yuǎn)表示，在第二個(gè)時(shí)期人帶著設(shè)備動(dòng)，其實(shí)攝像頭就足夠，因?yàn)樵O(shè)備本身其實(shí)是靠人眼來去判斷走路，攝像頭只是輔助。比如我走到這里拍照，或是坐到這里視頻會(huì)議，只能設(shè)備并不承擔(dān)行動(dòng)的責(zé)任，它只承擔(dān)輔助的照相、視頻等功能，直到第三個(gè)時(shí)期。
第三個(gè)時(shí)期，是硬件的智能時(shí)代。李遠(yuǎn)說，在這個(gè)時(shí)期，設(shè)備本身開始行動(dòng)了，比如無人機(jī)、機(jī)器人，比如無人駕駛。也就是說，只有到硬件智能時(shí)代的時(shí)候，機(jī)器才有對(duì)于眼睛的需要，才需要一個(gè)類似于人眼一樣的機(jī)器眼來輔佐行動(dòng)?！斑@個(gè)時(shí)候大家發(fā)現(xiàn)好像激光雷達(dá)有作用了，在前兩個(gè)時(shí)代，你說你拿個(gè)PC，裝個(gè)激光雷達(dá)干嘛用”。
新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2017年激光雷達(dá)行業(yè)研究報(bào)告》顯示，2014-2016年，中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模由1.31億元增長(zhǎng)到了1.79億元。
為什么激光雷達(dá)能成為眼睛？
視覺相關(guān)的設(shè)備有不少。據(jù)了解，市場(chǎng)目前主流的“眼睛”有四類——毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、攝像頭。為什么激光雷達(dá)被當(dāng)做機(jī)器人的眼睛呢？
以超聲波雷達(dá)為例，超聲波發(fā)射器向外面某一個(gè)方向發(fā)射出超聲波信號(hào)，在發(fā)射超聲波時(shí)刻的同時(shí)開始進(jìn)行計(jì)時(shí)，超聲波通過空氣進(jìn)行傳播，傳播途中遇到障礙物就會(huì)立即返射傳播回來，超聲波接收器在收到反射波的時(shí)刻就立即停止計(jì)時(shí)，通過計(jì)算聲波的飛行時(shí)間來獲得障礙物的距離。
超聲波測(cè)距傳感器最大的優(yōu)勢(shì)是便宜，因此也是一個(gè)被特別廣泛應(yīng)用的傳感器，但是它的作用距離很近，并且角分辨率很低，這使得它得到的障礙物位置信息非常模糊。李遠(yuǎn)舉例：“比如你在倒車時(shí)，它能告訴這個(gè)區(qū)域，比如說40度60度有沒有障礙物它可以告訴你，但再具體在哪里沒實(shí)現(xiàn)，只能是一個(gè)警報(bào)，怎么識(shí)別不知道，怎么做導(dǎo)航不知道“。
毫米波雷達(dá)呢？毫米波實(shí)質(zhì)上就是電磁波。毫米波的頻段比較特殊，其頻率高于無線電，低于可見光和紅外線，頻率大致范圍是10GHz—200GHz。一般來說，主要用于緊急制動(dòng)、自動(dòng)跟車等安全駕駛領(lǐng)域的職能。但是毫米波雷達(dá)不具備成像的功能，因此對(duì)于一些障礙物的方位，輪廓容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷，產(chǎn)生虛假的報(bào)警信號(hào)。
再來看攝像頭。車載攝像頭的大致原理如下：1)圖像處理，將圖片轉(zhuǎn)換為二維數(shù)據(jù)；2)模式識(shí)別，通過圖像匹配進(jìn)行識(shí)別，如車輛、行人、車道線、交通標(biāo)志等；3)利用物體的運(yùn)動(dòng)模式，或雙目定位，估算目標(biāo)物體與本車的相對(duì)距離和相對(duì)速度。
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，攝像頭有很多天然的問題，李遠(yuǎn)指出。比如說同色物體，如何分遠(yuǎn)近，特斯拉當(dāng)時(shí)就是類似的原因?qū)е碌氖鹿省?/strong>
李遠(yuǎn)認(rèn)為，攝像頭并不是一個(gè)物理的主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)，而更依賴于圖片本身的顏色和樣式。相比之下，激光雷達(dá)通過收發(fā)信號(hào)計(jì)算時(shí)間差，是物理性的非接觸主動(dòng)探測(cè)。自動(dòng)駕駛其實(shí)需要一個(gè)非常精準(zhǔn)的對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行探測(cè)的東西，因此激光雷達(dá)走入了我們的視野。
北醒的激光雷達(dá)產(chǎn)品：TF02單點(diǎn)測(cè)距激光雷達(dá)
毫無疑問，激光雷達(dá)是一款合適的眼睛，而高成本則是激光雷達(dá)當(dāng)下面臨的主要問題。而北醒生產(chǎn)的激光雷達(dá)產(chǎn)品，不僅性能優(yōu)越而且具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)。這是北醒的特別之處，也是北醒暢銷的原因。李遠(yuǎn)告訴硬蛋網(wǎng)，價(jià)格低的原因主要有兩個(gè)：“一是因?yàn)榧夹g(shù)路線，二是因?yàn)橛辛慨a(chǎn)支撐“。
北醒的技術(shù)、市場(chǎng)路線
“我們不是一個(gè)做玩具的公司”。李遠(yuǎn)之所以這么說，是源于對(duì)自家產(chǎn)品的自信。
目前，市場(chǎng)上的激光雷達(dá)主要有四類：機(jī)械旋轉(zhuǎn)式、MEMS mirror、OPA與Flash路線，其中，機(jī)械式激光雷達(dá)雖然發(fā)展較成熟，但構(gòu)造過于精密，復(fù)雜的光路調(diào)試、裝配過程導(dǎo)致成本居高不下，而且機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件也難以符合車規(guī)，因此固態(tài)雷達(dá)作為后起之秀正在逐漸受到市場(chǎng)青睞。
北醒生產(chǎn)的激光雷達(dá)，正是固態(tài)激光雷達(dá)中的Flash路線。目前公司產(chǎn)品主要分為無人機(jī)定高雷達(dá) 、小型避障雷達(dá)、固態(tài)面陣?yán)走_(dá)。
北醒激光雷達(dá)產(chǎn)品
固態(tài)雷達(dá)有哪些好處？按照李遠(yuǎn)的話說，純固態(tài)路線最大的優(yōu)勢(shì)在于可量產(chǎn)性強(qiáng)。相比于機(jī)械雷達(dá)的精密調(diào)試，固態(tài)雷達(dá)的成本主要集中在前期的開模研發(fā)，后續(xù)的產(chǎn)品比較容易達(dá)成一致性設(shè)計(jì)，而且沒有旋轉(zhuǎn)裝置，更容易過車規(guī)。
量產(chǎn)才是王道。
李遠(yuǎn)告訴硬蛋網(wǎng)，雖然北醒生產(chǎn)的Flash路線的激光雷達(dá)在前期成本很高，但量產(chǎn)可以解決這一問題，通過量產(chǎn)能不斷控制成本，提高利潤(rùn)。多少算量產(chǎn)？李遠(yuǎn)表示，至少應(yīng)該賣出去一萬臺(tái)吧。他還表示，激光雷達(dá)行業(yè)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的公司并不多，北醒的對(duì)手主要是國(guó)外的一些公司。
北醒產(chǎn)品市場(chǎng)分布
說到量產(chǎn)，通常人們會(huì)覺得，技術(shù)性產(chǎn)品在追求科研與量產(chǎn)之間需要做一個(gè)取舍，比如快速量產(chǎn)，是否會(huì)降低產(chǎn)品的技術(shù)難度。對(duì)此，李遠(yuǎn)給出的答案是，產(chǎn)品的創(chuàng)新必須以量產(chǎn)為前提。
首先，李遠(yuǎn)說，北醒并不是一家不注重研發(fā)的公司，不注重研發(fā)就無法持續(xù)。在2016奧迪創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室大賽中，李遠(yuǎn)曾憑借“北醒激光雷達(dá)”項(xiàng)目摘得桂冠，獲得“人工智能的應(yīng)用”總冠軍（獎(jiǎng)品是一項(xiàng)最新款的奧迪A3），證明了自己的技術(shù)實(shí)力。但李遠(yuǎn)更加強(qiáng)調(diào)的是，技術(shù)型公司絕不能高高在上，比尊重技術(shù)更重要的是尊重市場(chǎng)。
北醒和海外公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)比 數(shù)據(jù)由北醒提供
李遠(yuǎn)認(rèn)為，產(chǎn)品的技術(shù)性必須與實(shí)用性相結(jié)合，最先進(jìn)的技術(shù)不如最實(shí)用的技術(shù)。“如果客戶只需要10萬的像素，你非要研發(fā)100萬，多出的性能當(dāng)前客戶不會(huì)買單？”或者說，你一臺(tái)產(chǎn)品研發(fā)出來，指標(biāo)很好看，但如果無法量產(chǎn)，又有什么用呢？”
在產(chǎn)品層面，李遠(yuǎn)同樣認(rèn)為量產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新有很大的促進(jìn)作用。”產(chǎn)品有兩個(gè)客戶在用，或者是有一萬個(gè)客戶在用，直接影響了產(chǎn)品的迭代速度，只有用的人多，才會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的問題，才會(huì)有技術(shù)積累，千萬別閉門造車“，李遠(yuǎn)表示。
“為什么美國(guó)的飛機(jī)做得好？只是因?yàn)樗麄兟斆鲉?？還有一個(gè)原因就是經(jīng)歷了這么多戰(zhàn)爭(zhēng)”。
激光雷達(dá)的行業(yè)趨勢(shì)
從北醒的產(chǎn)品理念其實(shí)已經(jīng)可以看出，其CEO李遠(yuǎn)對(duì)于激光雷達(dá)市場(chǎng)未來的判斷。
李遠(yuǎn)認(rèn)為，激光雷達(dá)行業(yè)未來將會(huì)有三大趨勢(shì)。
第一是無限制型，就是雷達(dá)系統(tǒng)不要有額外的需求限制，比如說只能在夜間、或是只能在白天工作，只能看非單色的物體等?！白鳛檠劬碚f，覺得好用就行了“。
第二，最好淡化載體，簡(jiǎn)單來說就是會(huì)越做越小。李遠(yuǎn)表示，這意味著可以不用做一個(gè)大花盆或者做一個(gè)大鐵球，它本身是個(gè)功能鍵，載體將變得不重要。
第三個(gè)也是最核心的，就是價(jià)格降低。李遠(yuǎn)表示，這是所有人在努力的，就是把它做便宜，低成本才能讓行業(yè)發(fā)展壯大。
李遠(yuǎn)口中的幾大行業(yè)趨勢(shì)，正在被行業(yè)不斷作證。前不久，通用汽車公司已經(jīng)收購了激光雷達(dá)(lidar)制造公司Strob，并對(duì)媒體稱激光雷達(dá)的部件成本有望降低99%，此舉讓業(yè)內(nèi)大為震驚。同月，福特旗下Argo AI上個(gè)月收購激光雷達(dá)初創(chuàng)公司Princeton Lightwave，用以解決激光雷達(dá)的成本和量產(chǎn)難題。
無限制、淡載體、降價(jià)格，也是北醒一直在做的事情。北醒的新一代激光雷達(dá)產(chǎn)品CE30目前已經(jīng)發(fā)布，主要面向無人駕駛和自動(dòng)導(dǎo)航車AGV領(lǐng)域。據(jù)悉，CE30可以同時(shí)輸出132°水平視場(chǎng)、9°垂直視場(chǎng)范圍內(nèi)的深度和灰度信息，具有垂直方向等同于24線的探測(cè)，可自由設(shè)定避障的興趣區(qū)域（ROI），也內(nèi)嵌而且具備20Hz的刷新速率，以及厘米級(jí)的精度，內(nèi)置避障算法，針對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景做了完全定制化的開發(fā)。北醒市場(chǎng)總監(jiān)祁俊云曾對(duì)媒體表示，全球多家AGV廠商已批量采購CE30，并應(yīng)用在了雙十一期間的電商倉庫中。
CE30
在前不久的機(jī)器人生態(tài)大會(huì)上，北醒CTO疏達(dá)稱，“CE30-A”在測(cè)試的產(chǎn)品的總工作時(shí)長(zhǎng)加起來，已經(jīng)接近了100萬小時(shí)。他用這樣的數(shù)字，證明北醒產(chǎn)品的可靠性。
CE30目前已經(jīng)是世界上較為成熟的激光雷達(dá)產(chǎn)品，除了產(chǎn)品本身的優(yōu)越性。李遠(yuǎn)再次強(qiáng)調(diào)，該產(chǎn)品目前已在全球多個(gè)地區(qū)發(fā)售，能做到穩(wěn)定量產(chǎn)，產(chǎn)品專利有九十幾個(gè)，不會(huì)涉及到法律問題。
北醒CEO李遠(yuǎn)博士從師于中國(guó)發(fā)光學(xué)奠基人之一的徐敘瑢院士，共發(fā)表過國(guó)際學(xué)術(shù)論文（SCI）40余篇。他對(duì)硬蛋網(wǎng)說：“北醒是一個(gè)真的有志于把激光雷達(dá)做百萬千萬臺(tái)的公司”。
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