北科天绘:当无人驾驶将导航避障带上风口后,它带着水杯大小的激光雷达起飞了 | 创业

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忽如一夜春风来,激光雷达成了无人驾驶行业的香饽饽。

自从谷歌将 Velodyne 的 64 线激光雷达(HDL-64E)用于无人驾驶汽车后,越来越多的无人驾驶企业都开始将激光雷达运用于自己的无人驾驶方案中。比如,我们之前就已经报道过 思岚科技禾赛科技速腾聚创镭神智能 等一大批被资本追逐的 激光雷达 企业。今天,笔者还要为大家介绍另一家激光雷达企业—— 北科天绘 。虽然很多人对这家公司并不熟悉,但其在激光领域的研发和应用却有着深厚的经验。

北科天绘成立于 2005 年,其最早研发的产品主要是激光测绘类产品,它在 2016 年还成功研发了一款 16 线的导航避障型激光雷达——R-Fans-16,而近日,其更是进一步推出了 32 线以及布局 64 线的导航避障型激光雷达 R-Fans-32 和 C-Fans。

R-Fans-32

R-Fans-32

  • R-Fans-32 采用固态激光+旋转的混合设计,可实现 360 度扫描,扫描线间隔为 1 度,垂直视场角达 31 度(-20.5 度到+10.5 度),功耗小于 12W,尺寸为 115*70.5mm。
  • C-Fans 则通过两个 32 线雷达的叠加实现了 64 线效果。视场角为 150 度*15 度,其中中间大概 80 度视角可实现 64 线效果,两边 30 度左右实现 32 线效果。水平角分辨率为 0.05 度,垂直角分辨率为 0.5&1 度,功耗小于 15W。可镶嵌入车身,比如前后保险杠等。

北科天绘 CEO 张智武告诉动点科技,两款雷达最重要的一个特点便是测距距离长,目标反射率 20%时可达 200 米。 同时强调 R-Fans-32 是目前世界上体积最小的 32 线激光雷达。

C-Fans-32

C-Fans-32

测距达 200 米,跨越了什么门槛?

激光雷达硬件拆开来看其实并不复杂,激光雷达的原理也比较简单,即飞行时间。但,知易行难。

张智武表示,即使知道原理,想做好产品也要经历很多坑,“好的激光雷达一般好就好在信号处理等算法上。激光雷达首先是要发射出激光信号,经过物体的反射被接收器接收到,然而物体越远,信号衰减越严重,如何接收并识别出这些微弱信号?如何对这些微弱信号放大和微调?如何防止其他杂光的干扰?如何精确地计量与记录时间?”

张智武告诉记者,北科天绘之所以能在别人的激光雷达有效测距大多只有 100 米左右的时候做到 200 米,并不是因为激光发射器的功率更高了,而是因为北科天绘在背景噪声的消除等信号处理方面有着技术优势。北科天绘通过优化光学机构,并做各种滤波处理,实现了较好的背景噪声消除效果。具体而言,这些优势在如下两方面:

  1. 技术团队有着 17 年的激光雷达研发经验,也有着 8 年以上的半导体工艺研发经验(作用将在后面提及);
  2. 北科天绘开发出了具有自主知识产权的关键光学/电子元器件和 IC 芯片,这也为企业筑起了护城河。

 

如何做到最小?

张智武表示,R-Fans-32 之所以能够做到全球最小,主要原因在于其在内部电路板方面做了很多的工艺上的优化。“传统激光雷达有多少线就意味着内部要有两倍数的电路板,比如说 32 线激光雷达就意味着要有 32 个激光发射电路板,同时再配套 32 个激光接收电路板,总共加起来 64 块电路板。而我们则通过特殊的半导体工艺将这些电路都集成到了一个电路板上去了,实现了激光收发一体化。”张智武称这就意味着北科天绘的技术在线程越多时越具有体积小型化的优势。

“传统多电路板方案在量产组装时对电路板的粘贴精度有着极高的要求,因此很多公司都要使用昂贵的机器人来组装,同时传统激光发射器与接收器之间也需要进行光路对准,这是需要人工操作消耗大量人力的,但我们只有一块电路板,发射器与接收器的光路对准在我们的供应商那里早就通过自动化设备做好了。因此,最后产品量产组装时,完全凭少量的人工就可以了。”虽然这看起来与机器人相比并不高大上,但却实现了量产的便利性。“4 个人一个组,两个小时就能做出一个设备。”张智武指出。

传统观点认为,利用摄像头就能实现 L3 级别的自动驾驶(有限度的自动驾驶),但张智武强调 L4L5 级别的无人驾驶由于必须要考虑到足够的鲁棒性(近似理解为稳定性),激光雷达将成为必选项。“到 2035 年,全球将有四分之一的车用上激光雷达。”

另外,张智武表示目前的激光雷达主要分为导航避障类的激光雷达以及测绘用的激光,未来这两种雷达应该合二为一,当配有这种雷达的车多了以后,可以方便地实现数据的重包与共享,这又是一个相当大的市场。

据悉,北科天绘目前员工有 100 人,已于 2014 年获得了联想之星千万级融资。