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从无人机、AGV再到低速自动驾驶,北醒光子激光雷达的产品之路

核心提示:技术方向上,据了解,目前市面上使用的车载激光雷达大多是机械式,但从长远而言,机械式激光雷达终究难以满足自动驾驶提出的大规模、低成本、车规级需求。因此,固态激光雷达顺理成章地接棒,成为了车载激光雷达的下一个发展形态。实现路径上,激光雷达厂商需要改革现有的手工装配光路设计,以及减少或取消移动部件。

一年一度的CES大展即将开启,来自全球的超过3900家企业将齐聚美国拉斯维加斯,协力献上一场科技盛宴。今年,在出行领域,有接近300家相关企业赴展,这些企业中,诸多都在从事自动驾驶相关业务。对于自动驾驶发展有强大推动作用的激光雷达厂商,当然不会缺席。据统计,今年有16家新老激光雷达厂商参展。

这众多激光雷达展商中,来自中国的北醒光子便在其列。此前,这家公司一直保持着低调,鲜有对外发声。在北醒赴展前,拜访了这家公司在北京的办公室,并对其联合创始人郑凯进行了专访。

了解到,北醒光子将在今年的CES展会上推出一款全新固态激光雷达产品线“loong”系列。郑凯透露,全新产品“龙(Loong)”系列激光雷达是等效480线的固态激光雷达,快速检测频率15-30hz,将于今年初公布价格并量产。

从无人机到车载激光雷达

2015年6月北醒推出了第一代产品DE-LiDAR1.0,用于无人机避障。在研发DE-LiDAR的过程中,北醒技术上做了一次比较大的技术创新,把昂贵的ToF模组做到了消费级可以接受的程度。

到2016年8月,在DE-LiDAR的基础上,北醒量产了定高激光雷达TF01,收获了大量植保无人机订单。同年10月,北醒开发的固态激光雷达技术,获得了奥迪创新实验室大赛“人工智能的应用”总冠军。

2017年势头更猛,北醒光子先是入驻了博世加速器项目的第一期,而后又连续新推出了可应用于植保无人机和智能停车场的第二代定高雷达TF02,以及缩小版的微型激光雷达模组TFmini。

与博世加速器的合作对北醒而言,也为深入汽车市场打了前战,拓展了与汽车制造商和低速场景下的无人驾驶企业的业务往来。

其实,从公司成立初期,用于自动驾驶的激光雷达就在北醒的战略布局中。早期北醒在无人机定高和机器人避障等方案中有不少技术积累,随着近几年自动驾驶的持续升温,北醒了解到车载激光雷达产品的强烈市场需求,开始瞄准车载领域创造新的价值。用郑凯的话,“哪里需要我们,我们就往那里去做”。

进入一个新的技术领域,交学费是人之常情,北醒交的第一笔学费是在路测时,装有货物的车辆径直撞上了带有禁止指示的货架,幸好不是真实道路行驶。说到这里,郑凯长吁一口气,出事故都是人命关天的大事,不容半点小觑。

CE30——车载固态激光雷达量产第一站

在无人机领域摸爬滚打一段时间,形成了稳定的供货市场。而后北醒从无人机转战到车载激光雷达,转折点就是2017年10月量产的3D Flash固态激光雷达——CE30。

初见第一代产品CE30-A时,首先被外观所吸引,袖珍版重量只有219g,但出货量很大,郑凯告诉说,目前CE30-A的总订单量达到几万台,保持稳定的出货量。CE30-A主要用于物流、厂区等自动导航小车(AGV,Autonomous Guided Vehicle)场景。

郑凯称,在参数上,CE30-A等效24线的扫描式激光雷达,拥有132度的水平视场角,探测精度可以达到厘米级,分辨率为320*24,刷新率则达到了20Hz,故每秒打点数达到320*24*20=15万。不过,CE30-A在参数指标上并不针对乘用车载需求,垂直视场角9度,探测距离最远只有4m,因此主要针对AGV领域的产品。

选择低成本的Flash技术路线

技术方向上,据了解,目前市面上使用的车载激光雷达大多是机械式,但从长远而言,机械式激光雷达终究难以满足自动驾驶提出的大规模、低成本、车规级需求。因此,固态激光雷达顺理成章地接棒,成为了车载激光雷达的下一个发展形态。

实现路径上,激光雷达厂商需要改革现有的手工装配光路设计,以及减少或取消移动部件。总的来说,固态激光雷达目前大致形成了三种技术路线:MEMS、OPA和Flash,而北醒选择了Flash的技术方向。

相比于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统 )的技术方案以及OPA(optical phased array,光学相控阵技术),Flash激光雷达属于非扫描式雷达,发射面阵光,是以2维或3维图像为重点输出内容的激光雷达,其特点是稳定性高、成本低,不必耗费巨量的人工校准时间。在量产成本与量产时间上,都有巨大的优化。但主要问题在于探测距离较近。基于3D Flash技术的固态激光雷达,短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器,来完成对环境周围图像的绘制。

综合上述三种技术路径的特点,不难看出北醒选择Flash背后的思考,首先Flash方案成本可控,时间上能快速实现量产,同时,基于北醒在无人机Flash方案的积累,对车载产品有借鉴作用。另一方面,Flash供应链已经成熟,足以承载激光雷达系统设计和信号设计等流程,可以把电信号和光信号的优势发挥出来。

不过,有利就有弊,选择Flash意味着发射的光线是面阵而不是线束,这就要求有更高的技术才能实现较远的探测距离。但是目前已经量产的CE30-A升级版CE30-D,探测距离只有30米,主要应用于低速场景下的自动驾驶和高速无人驾驶的侧翼和路面的探测。

*CE30-D产品实拍

CE30-D的技术参数如下:

CE30-D的探测距离较短,并不能用于高速的自动驾驶,但是它已经具备了30m范围内比较精准的环境感知能力,主要应用于封闭场景,例如厂区、小区和封闭街道等低速场景下的自动驾驶。车辆可以基于这种传感器实现包括拥堵状态下的自动启停、盲区检测等相对简单的ADAS功能。

量产上,目前CE30-D还正向车规级迈进,但郑凯透露,他们已经与许多客户完成了测试。

郑凯表示,针对车厂、Tier1客户,只有能够提供量产的产品才有吸引力,客户提出的需求,才能最终定义激光雷达的功能与形态。眼下,北醒已经与车厂建立了合作关系,郑凯表示,这对北醒战略转型的意义重大。

除了已经量产的CE30,北醒还在测试探测距离达到100米的新一代Flash固态激光雷达,它所面向的,就是高速的自动驾驶需求。

先商用后乘用的合作布局

目前在固态激光雷达产品领域,北醒的主要客户是AGV厂商,但在车规级领域的试水已经起步了。

按照北醒在车载领域的市场规划,将从封闭的低速环境逐步向开放的高速等场景实现产品落地,并首先面向商用货车,再紧跟着面向载人的乘用车。

郑凯坦言道,目前北醒还在不断摸索、学习的状态,在积极尝试的同时会寻找机会与车企促成一些开放性的开发与合作。此外,北醒于2016年获得奥迪创新冠军,2017年入驻博世加速器第一期项目,北醒与这两家厂商也将进一步展开合作。

一路走来,北醒如今团队规模85人,主要分布在研发、生产、制造和销售等领域,CE30系列产品除在国内销售,市场已经遍及北美、韩国和日本。

2016年11月,北醒获得顺为资本、IDG资本和科沃斯的A+轮投资。

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