蛰伏 11 年,发布「史上最小 32 线激光雷达」的是一家怎样的中国公司?

摘要: 自动驾驶对于激光雷达的巨大需求,让这个领域曾经默默耕耘的老牌公司重新走到了台前。

09-27 08:10 首页 极客公园


摘要:自动驾驶对于激光雷达的巨大需求,让这个领域曾经默默耕耘的老牌公司重新走到了台前。


最近北科天绘推出了两款用于无人驾驶领域的激光雷达新产品,其中 R-Fans-32 号称「史上最小的 32 线激光雷达」,C-Rans 则是一个高线数的局部视场激光雷达。

激光雷达对于无人驾驶的意义我们就不多赘述,这双自动驾驶汽车「眼睛」发展的必然趋势是「高性能」、「轻小化」、「高可靠」和「低价格」,而背后支撑的都是技术。为什么北科天绘这家公司能够做出「史上最小的 32 线激光雷达」? 这是一款怎样的激光雷达?这又是一家怎样的公司?


「史上最小的 32 线激光雷达」?

说这款 32 线产品是「史上最小」,是从「轻小化」来考量的,它高度只有 7cm,直径 11.5cm,重量只有 726 g,相比激光雷达鼻祖 Velodyne 和国内发布的一些 32 线激光雷达体积和重量的确占优,但要在保证性能的前提下还要尽可能轻小化,这是如何做到的?

所以 R-Fans-32 之所以成为史上最小的 32 线激光雷达,是因为北科天绘采取了完全不同的总体设计和技术路线。

简单来说,其它品牌的多线激光雷达产品,有多少线扫描线就意味着内部有多少层电路板,每层还分成两块电路板,一块管激光发射,一块管激光接收。也就是说,其它品牌的 32 线产品要把 64 块电路板密密麻麻罗列起来,还要保证每一块电路板的收、发光角度和安装位置的精密性,这个装调工艺不但极其费时间,而且尺寸一定会随着线数的增多同比例增大。

而北科天绘称,R-Fans 系列产品的核心元器件都是高度集成化的芯片模块,同时北科天绘采用了大量「半导体封装工艺」,这让 R-Fans 内部看不到层层叠叠的电路板,同时也不用进行堆叠导致装调时间也降低了 90% 以上,这才实现了体积的优化。

R-Fans-32 的参数: 

  • 激光发射频率: 640 kHz

  • 垂直视场:31 o (-20 o ~+11 o)

  • 最大测距:200 m @ 20% 反射率 

  • 测距精度: 2-5 cm

  • 水平分辨率:0.05 o

  • 垂直角度间隔:1 o 

现场还发布了一款适于前装的高线激光雷达——C-Fans 64 线激光雷达,之所以说他适用于前装,是因为它并不是 360 度视场,而是一个只有中心 80 度水平视场的 64 条激光雷达产品。

右侧为C-Fans 的激光线束分布图

C-Fans 的视场为 150 o ⅹ 15 o,可以嵌入车身,比如车的前后保险杠,从而使激光雷达与车身融为一体并更加隐秘。车辆正前方是避障重点区域,C-Fans 在其 150 o水平视场的中央 80 o区域扫描线数加倍,以获取对目标的更高辨识度。最远测距在目标反射率 20% 时仍达到 200m 以上,数据更新频率最高可达 80 Hz。

同时这让它没有像大花盆或者「全家桶」一样的笨重结构,更重要的是 C-Fans 并不需要采用电机进行旋转,而之采用了「振镜」的原理,内部一个小小的镜子是其唯一会动的机械机构。

所以这相比电机减少了很多发热,用手几乎感觉不到外表的热量,而对于旋转式的产品就会很明显的感觉到发热,这对于产品今后需要达到「车规级别」有了更好的先天优势。

最后现场还展示了一台无人驾驶创业公司天隼科技利用北科天绘已经量产的 R-Fans-16 做为主要传感器的无人驾驶接驳车。


「北科天绘」是一家怎样的公司?

「三年不开张,开张吃三年。」

一位从业人员非常形象的和我比喻无人驾驶大潮来临之前的激光雷达企业,之前更多的是巨型的激光雷达用于地理测绘等行业,直到激光雷达因为精准、实时的三维探测能力成为无人驾驶的关键产品。

产业巨头逐渐对激光雷达开始有关注,资本也在激光雷达领域开始押注巨资,促使很多老牌激光雷达企业转型无人驾驶产品研发,同时也刺激了一大批初创公司诞生。

「北科天绘缩在角落里 11 年,最近突然访客如云,来的还都是有钱的主。」北科天绘 CEO 张智武曾这么打趣的说到。

成立于 2005 年的北科天绘就是这样一个老牌公司,创始团队在海外即从事激光雷达研究,在激光三维成像领域已经耕耘了近 20 年。2015 年以前,北科天绘主要为地形测绘、国土勘测、电力巡线、铁路检测等研制测绘型激光雷达,是国内唯一能生产机载、车载和地面全系列激光雷达的品牌。拥有的客户也包括了国家电网、南方电网、中国测绘科学院、中国铁科院这样的国家级机构。

但直到 2016 年 5 月北科天绘才在国内发布了多线激光雷达,将领域延伸至无人驾驶和机器人。

其实在无人驾驶之前,北科天绘在测绘型激光雷达领域就已经成为加入全球竞争中来的公司,三个主要的竞争对手 Leica,Optech 和 Riegl 都是 1970 年以前成立的,而北科天绘则是依靠拥有媲美国际同行的产品性能和为用户提供定制化服务活了下来。

当谈及蜂拥而至的激光雷达入局者和可能面临的激烈竞争,北科天绘 CEO 张智武表示:「激光三维成像的原理并不复杂,所以很多初创企业一开始都信心满满。随着产品研发的推进,会发现「坑」越来越多。激光雷达是一种新型传感器,很多元器件市场上根本买不到,需要企业自己去设计开发,经验和技术积累特别重要,还需要时间去打磨。」

张智武还在发布会上透露,北科天绘苏州工厂已于 7 月份投产,补充了北京总部的产能,已经向意大利、俄罗斯、美国、法国和新加坡等发达国家出口激光雷达产品。2017 年海外订单已占公司销量的 10% 以上,预期未来几年会持续增长。「激光雷达制造既考验企业的技术底蕴,也依赖团队的国际化视野,对新技术新材料高度敏感,还需要企业发挥「工匠精神」持续性投入,考验团队「十年磨一剑」的决心和耐心。」

被问及未来公司是否会发布线数高于 64 的激光雷达,张智武说「讨论线数本身意义不大,线数多少都可以定制,将来不会成为竞争门槛。关键是企业的技术路线是否能支撑真正意义的量产以及实现产品的极致轻小、可靠和便宜。」而关于全固态激光雷达,「北科天绘正在研发的全固态激光雷达走得是 3D Flash 路径,不久会有第一款原型样机。」张智武透露说。

如今激光雷达是无人驾驶感知的重头戏之一,未来混合固态与全固态激光雷达在汽车行业的应用场景各自为政,尚未有定论,所以激光雷达还没有形成寡头垄断的局面。由于激光雷达涉及驾驶的安全性,汽车企业对这一传感器会越来越挑剔,性能、可靠性、车规、成本、量产等等,激光雷达企业面临的挑战越来越多,这是一场要求速度的马拉松。

编辑:早优夫斯基

关于激光雷达更多的内容,可以查看极客公园此前的报道:《光雷达的「昨天」

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