似乎機(jī)器人無(wú)人機(jī)和自動(dòng)駕駛車(chē)的共同點(diǎn)都是輪子會(huì)轉(zhuǎn)，但對(duì)于北醒來(lái)說(shuō)，他們的共同點(diǎn)是，都會(huì)用到激光雷達(dá)。

日前，車(chē)東西來(lái)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(duì)車(chē)載激光雷達(dá)的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。

一、騎破車(chē)上班的光學(xué)博士

李遠(yuǎn)大概是車(chē)東西見(jiàn)過(guò)的最“隨便”的一個(gè)CEO了，穿著一件衛(wèi)衣，踩著拖鞋就把車(chē)東西記者往會(huì)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(kāi)，平時(shí)都是騎著一輛很破的自行車(chē)來(lái)上班。

▲被用作測(cè)試車(chē)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(huì)看到一個(gè)檢測(cè)裝置正在運(yùn)行， 對(duì)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(méi)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(shuō)”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(wú)人機(jī)的激光定高器開(kāi)拓至機(jī)器人乃至車(chē)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(guò)十年。李遠(yuǎn)本科就讀與北京交通大學(xué)，碩士師從中國(guó)發(fā)光學(xué)奠基人之一的徐敘瑢院士，博士則前往美國(guó)維克森林大學(xué)拜于美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士Dr. Carroll門(mén)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(guò)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(huì)，回到國(guó)內(nèi)，創(chuàng)立了北醒。從深耕光學(xué)的教育背景出發(fā)，一開(kāi)始，李遠(yuǎn)選擇了幾乎所有激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)者都會(huì)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(wú)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(wú)人機(jī)定高雷達(dá)到車(chē)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(wú)人機(jī)避障。在研發(fā)DE-LiDAR的過(guò)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(lái)，需要復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)。不過(guò)深厚光學(xué)背景幫助解決了這個(gè)問(wèn)題。同年，北醒收獲了來(lái)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(wú)人機(jī)訂單。也是在這一年，10月，北醒開(kāi)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(tái)奧迪A3。

獎(jiǎng)品是團(tuán)隊(duì)合作的結(jié)果，李遠(yuǎn)也沒(méi)想著自已一人使用，便拿出來(lái)作為公司用車(chē)。北醒的員工出外時(shí)，可以開(kāi)這臺(tái)A3；車(chē)不用時(shí)，則是北醒的產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)。而李遠(yuǎn)本人，如上文所說(shuō)，平時(shí)都是騎一輛“很破的自行車(chē)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(shì)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(wú)人機(jī)和停車(chē)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(guò)，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(lái)自?shī)W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?jī)H有219g，相比于各類(lèi)要用“捧”的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)，它可以說(shuō)是非常袖珍了。李遠(yuǎn)稱(chēng)，其中出貨量最大的CE30-A主要用于自動(dòng)導(dǎo)航車(chē)（AGV，Autonomous Guided Vehicle），而另一款CE30-D則主要用于自動(dòng)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(chǎng)角，探測(cè)精度可以達(dá)到厘米級(jí)，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(wàn)。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(guò)在兩項(xiàng)參數(shù)上，CE30-A并不高，其垂直視場(chǎng)角為9度，探測(cè)距離最遠(yuǎn)則只有4m，這樣的參數(shù)完全是為了針對(duì)工業(yè)AGV市場(chǎng)的需求，為AGV客戶(hù)量身定做的產(chǎn)品。李遠(yuǎn)也表示，今年雙11各種無(wú)人物流、無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)大戰(zhàn)中，就有CE30-A智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的小車(chē)的參與。

▲此前在網(wǎng)上大火的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人，就是agv的一種

那些不那么高大上的倉(cāng)儲(chǔ)小車(chē)，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(jiǎn)單、對(duì)傳感器性能要求不高并且規(guī)模龐大。它們對(duì)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(guò)一萬(wàn)臺(tái)。而在淘寶上，CE30-A的價(jià)格是5000元一臺(tái)。

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(mǎi)到。而在北醒公司內(nèi)，壘在工作臺(tái)上的產(chǎn)品盒子會(huì)讓人產(chǎn)生來(lái)到了電商公司的錯(cuò)覺(jué)。

對(duì)于李遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，有貨賣(mài)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)。可以說(shuō)，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(kāi)始，用于自動(dòng)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(méi)有從旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)過(guò)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(dòng)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(dòng)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(guò)走Flash的技術(shù)路線，意味著在探測(cè)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(dòng)駕駛客戶(hù)使用的CE30-D，探測(cè)距離只有30米的原因。

所以北醒走的途徑是化簡(jiǎn)——面對(duì)全新的固態(tài)激光雷達(dá)品類(lèi)，用盡可能成熟、簡(jiǎn)單的工藝、材料，去實(shí)現(xiàn)新技術(shù)，先把產(chǎn)品拿出來(lái)。李遠(yuǎn)向車(chē)東西透露，北醒的CE30，已經(jīng)收到了超過(guò)1萬(wàn)份訂單。

四、循序漸進(jìn)瞄向自動(dòng)駕駛

在CE30-A的基礎(chǔ)之上，北醒光子還有面向自動(dòng)駕駛客戶(hù)的升級(jí)版——CE30-D，它由于探測(cè)距離較短，并不能用于高速的自動(dòng)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(chē)輛應(yīng)用它，可以實(shí)現(xiàn)包括擁堵?tīng)顟B(tài)下的自動(dòng)啟停、盲區(qū)檢測(cè)等相對(duì)簡(jiǎn)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(cè)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(jí)自動(dòng)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(chēng)，在面向客戶(hù)尤其是面向車(chē)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(chē)廠這樣的對(duì)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(lái)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(chē)廠意志乃至汽車(chē)工業(yè)要求的體現(xiàn)。

而CE30目前雖然不支持高速自動(dòng)駕駛的環(huán)境感知，但在某些參數(shù)上其實(shí)是針對(duì)這樣的自動(dòng)駕駛場(chǎng)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(huì)對(duì)環(huán)境進(jìn)行一次建模，可以很好地應(yīng)對(duì)高速自動(dòng)駕駛的需求。李遠(yuǎn)舉了個(gè)例子，時(shí)速100公里時(shí)，車(chē)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(chē)輛就將開(kāi)出將近三米。如果道路是非封閉的、對(duì)向有來(lái)車(chē)的話(huà)，兩車(chē)相對(duì)距離的縮減速度還會(huì)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(dòng)駕駛安全。

除了靠量產(chǎn)能力、硬件參數(shù)來(lái)說(shuō)服、吸引客戶(hù)，針對(duì)自動(dòng)駕駛的計(jì)算力問(wèn)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(duì)自動(dòng)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(chē)載主處理器，自動(dòng)駕駛暫時(shí)陷入了計(jì)算力瓶頸（就可量產(chǎn)的自動(dòng)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(dòng)駕駛的計(jì)算減負(fù)，北醒在CE30中內(nèi)置了一套化簡(jiǎn)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(huì)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(cè)效果時(shí)，也能夠防止多個(gè)激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)過(guò)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(guò)這一點(diǎn)考慮到的，是其客戶(hù)產(chǎn)品的量產(chǎn)。

目前，除了已經(jīng)量產(chǎn)的CE30，北醒還在測(cè)試探測(cè)距離達(dá)到100米的新一代Flash固態(tài)激光雷達(dá)，它所對(duì)應(yīng)的，則是真正高速的自動(dòng)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(duì)自動(dòng)駕駛發(fā)展階段的判斷。

李遠(yuǎn)認(rèn)為，自動(dòng)駕駛的落地場(chǎng)景會(huì)是“先封閉，再開(kāi)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(kāi)發(fā)節(jié)奏：先面向商用車(chē)，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(hù)仍然是低速無(wú)人駕駛和AGV廠商，但已經(jīng)一條腿邁入了自動(dòng)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(huì)邁得較快。

結(jié)語(yǔ)：“量產(chǎn)”與市場(chǎng)將成國(guó)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(chē)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(guò)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(wú)人機(jī)提供定高雷達(dá)一步步走過(guò)來(lái)，完成技術(shù)與市場(chǎng)積累，再切入AGV、汽車(chē)市場(chǎng)，又是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。

這種在大方向選擇上毫不猶豫、在具體經(jīng)營(yíng)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(chéng)然，當(dāng)前激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)中，國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)巨大市場(chǎng)的支持下，國(guó)內(nèi)的激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)將很有機(jī)會(huì)。“你看無(wú)人機(jī)和電商之前都是國(guó)外強(qiáng)，最后也是這么過(guò)來(lái)的。”