一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展往往需要創(chuàng)新的力量推動，對于國產(chǎn)激光雷達而言，近幾年中國涌現(xiàn)出不少優(yōu)秀的創(chuàng)業(yè)團隊，其中，北醒光子格外引人注目。成立僅三年，北醒不僅獲得無人駕駛領(lǐng)域的親睞，并且其固態(tài)激光雷達產(chǎn)品已量產(chǎn)出貨，并開始開展更廣闊的市場。
如今，北醒將目光關(guān)注于中國AGV產(chǎn)業(yè)，欲在這個細分領(lǐng)域逐鹿深耕。北醒的激光雷達性能指標究竟如何？新戰(zhàn)略機器人全媒體、《物流搬運機器人》雜志社帶領(lǐng)各位走進北醒，聆聽其創(chuàng)始人李遠博士的全面闡述。
作者｜葉兮
編輯｜clay
校對｜熙文
微信｜robotinside
1、新戰(zhàn)略記者：北醒自創(chuàng)立以來關(guān)注度頗高，一方面是由于其產(chǎn)品的獨特性，另一方面也得益于資本的進展。請您先給我們介紹下您本人以及北醒的相關(guān)情況，謝謝。
李遠：我本人接觸光學已經(jīng)超過十年。本科畢業(yè)于北京交通大學（北方交通大學），碩士從師于中國發(fā)光學奠基人之一的徐敘瑢院士，博士從師于美國物理學會會士Dr. Carroll（Wake Forest University）。2010年獲得中國駐美大使張業(yè)遂頒發(fā)的“國家優(yōu)秀自費生獎學金”。2012年獲得德國政府教育部部長沙萬頒發(fā)的Green Talent。我曾在美國Wake Forest University納米材料與分子研究中心擔任高級科學家并發(fā)表過國際英文學術(shù)論文（SCI）40余篇，其中博士畢業(yè)論文被Springer出版。
北醒于2014年創(chuàng)建，專注于機器人眼睛（激光雷達），2015年公司入住清華啟迪科技園，并獲得國際著名投資機構(gòu)IDG資本和科沃斯的A輪投資，2016年獲得順為資本領(lǐng)投的A+輪投資。2016年獲得“創(chuàng)新中國春季峰會”決賽冠軍（DEMOCHINA），得到DEMOGOD。同年獲得奧迪創(chuàng)新的總冠軍（獎品；奧迪A3）。2017年入駐博世加速器。目前公司的激光雷達產(chǎn)品已完成量產(chǎn)，并已登陸美國、歐洲和日本市場，主要面向無人駕駛（避障導航）、無人機（農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域）、機器人（智能家居）、AGV（工業(yè)領(lǐng)域倉儲物流）等領(lǐng)域。
2、新戰(zhàn)略記者：目前，北醒的激光雷達產(chǎn)品主要有哪些種類？針對哪些特定領(lǐng)域？各自的性能優(yōu)勢如何？
李遠：目前北醒已量產(chǎn)的激光雷達產(chǎn)品有3款，分別是單點測距激光雷達TF02、微型測距模組TFmini、固態(tài)激光雷達CE30。
圖：單點測距激光雷達TF02
圖：TF02在各領(lǐng)域的應(yīng)用案例
TF02除了應(yīng)用于植保無人機定高之外，也廣泛應(yīng)用于塔吊預警、料位計、停車位檢測等領(lǐng)域。其擁有達22m的量程和工業(yè)級別的穩(wěn)定性和壽命。
圖：微型測距模組TFmini
圖：TFmini智能道閘應(yīng)用案例
TFmini是北醒在推進激光雷達低成本化進程中里程碑式的一步。產(chǎn)品配以獨特的光學、結(jié)構(gòu)和電子設(shè)計，使得產(chǎn)品具有6g重量，厘米級尺寸，100Hz探測頻率，12米探測距離和可室外工作等優(yōu)點。目前已成功應(yīng)用在智能代步車、智能道閘、消費級無人機等領(lǐng)域。
圖：固態(tài)激光雷達CE30
圖：CE30應(yīng)用于智能倉儲AGV
CE30是一款具有大視場角的固態(tài)激光雷達。它可同時輸出132°水平視場、9度垂直視場范圍內(nèi)的灰度與深度信息，且內(nèi)部無任何機械旋轉(zhuǎn)部件，以保證更高的可靠性與穩(wěn)定性。特別優(yōu)化的避障模式，可自定義設(shè)置避障區(qū)域，以聚焦于視野范圍內(nèi)的障礙物信息，讓機器暢行無阻?？捎糜趶V義的車領(lǐng)域：包括AGV無人導航車、無人駕駛和工業(yè)自動化等應(yīng)用領(lǐng)域。
針對用戶的不同需求，CE30提供點云模式和避障模式可選。直接需要解決避障問題的客戶可以選擇避障模式，CE30內(nèi)部已經(jīng)對點云數(shù)據(jù)進行了二次優(yōu)化，直接輸出興趣區(qū)域內(nèi)最近障礙物的位置信息和距離信息。用戶只需要設(shè)置AGV車寬、避障范圍、輸出頻率即可，即插即用。CE30的車款設(shè)置范圍在30-200cm，基本覆蓋了主流的AGV車型。當然，有二次開發(fā)需求的用戶也可以選擇點云模式，CE30輸出探測范圍內(nèi)的原始點云數(shù)據(jù)，用戶再對這些深度信息進行二次開發(fā)。
3、新戰(zhàn)略記者：細化到AGV機器人領(lǐng)域，您如何看待中國的AGV市場？目前北醒的產(chǎn)品在AGV領(lǐng)域有哪些具體應(yīng)用？能否結(jié)合具體應(yīng)用案例說明北醒的激光雷達特性。
李遠：目前AGV在工業(yè)領(lǐng)域已大規(guī)模的應(yīng)用，近年來在智能倉儲領(lǐng)域更加普及。不少消費者表示，今年的雙十一快遞物流明顯比往年來的更加迅速，這完全得益于近年來電商巨頭們不遺余力所打造的智慧物流倉儲。以菜鳥為例，為了迎接“新零售”落地的首個“雙11”，菜鳥網(wǎng)絡(luò)早在幾個月前就已經(jīng)開始布局機器人倉庫的整體升級迭代，其中包括自動化流水線、AGV機器人、機械臂等設(shè)備更新；同時，推出了大量基于智能倉儲AGV的無人倉。根據(jù)幾大電商巨頭公布的數(shù)據(jù)，每個無人倉會同時布局幾十甚至上百臺智能倉儲AGV進行倉群作業(yè)。面對如此之多的智能倉儲AGV在無人倉中同時作業(yè)，如何保證作業(yè)過程中的井井有條，安然有序呢？一方面需要依托與倉儲AGV配合的智能調(diào)度系統(tǒng)，另一個方面就需要借助近年來比較熱門的激光雷達來保駕護航。
以2017年雙11為例，北醒研發(fā)團隊將固態(tài)激光雷達CE30提前在客戶倉庫中部署運行數(shù)月。為了保證CE30的運行穩(wěn)定性，在客戶實地倉庫中，北醒的項目組已經(jīng)在客戶場地運行了半年之久。同時為了體現(xiàn)產(chǎn)品的安全性，北醒特別做過一次測試，其中研發(fā)經(jīng)理和研發(fā)工程師親自用身體來做危險的攔車避障驗證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性（觀眾不要模仿），并順利通過了測試，單臺持續(xù)穩(wěn)定工作時長超過 8000h，累計穩(wěn)定工作時間 1000000h。目前該款固態(tài)雷達已經(jīng)在全球多家AGV廠商的產(chǎn)品上批量使用。
以倉儲AGV避障應(yīng)用為例，CE30固態(tài)激光雷達會根據(jù)客戶設(shè)定的避障區(qū)域，實時精準探測機器人行進區(qū)域內(nèi)是否有障礙物出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)障礙物，并進入到預先設(shè)定的預警區(qū)域，雷達就會將信息及時反饋給機器人控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)控制機器人減速、剎車。這個過程就相當于人眼看到了突然出現(xiàn)在面前的車輛之后會停下腳步。而對于那些不在機器人前進區(qū)域內(nèi)的障礙物，即使離的再近，雷達也不會預警，以保證機器人作業(yè)的效率。
4、新戰(zhàn)略記者：目前，AGV機器人用激光雷達主要有哪幾類技術(shù)路徑？請您從技術(shù)層面分析北醒的激光雷達的優(yōu)勢，同時您認為還有哪些方面需要加以完善和提升？
李遠：目前用于倉儲AGV避障傳感器方案主要有：激光雷達、視覺傳感器（攝像頭）、紅外傳感器、超聲波傳感器等。超聲波傳感器無法探測到障礙物的具體方位信息，而攝像頭、紅外傳感器則容易受到環(huán)境光的影響。綜合對比，激光雷達方案精度最高，數(shù)據(jù)可靠性也最好，可以說是AGV避障的最優(yōu)選擇。
而AGV的激光雷達傳統(tǒng)的避障方案主要是機械旋轉(zhuǎn)式雷達和多點拼接式雷達。
二維機械旋轉(zhuǎn)式雷達是通過360°旋轉(zhuǎn)來探測周圍環(huán)境，它的機械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)導致穩(wěn)定性會受到一定的影響，且壽命有限，維修成本高；二維的探測范圍也無法探測到高于或低于安裝位置的障礙物；安裝時需將雷達突出機器人前表面或在機器人前表面設(shè)計凹槽；在數(shù)據(jù)處理方面，需要資助搭建相應(yīng)的硬件和算法來屏蔽不在探測范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)；同時工業(yè)市場長期被國外激光雷達品牌把控，成本居高不下。
多點（7-11點）拼接式雷達水平方向視場角較小，在近距離的大角度區(qū)域存在盲區(qū)；角分辨率低，不能清晰辨別邊界，導致碰撞風險大；垂直方向分辨率低，也無法分辨不同高度障礙物。
北醒的CE30專為避障而生，純固態(tài)結(jié)構(gòu)，使用壽命長；132°x 9°大視場角，可探測低矮障礙物；高刷新幀率，避障功能不受車速限制；避障模式下，無需二次數(shù)據(jù)開發(fā)，即插即用，不需要修改車身設(shè)計；探測區(qū)域可調(diào)，輸出興趣區(qū)域內(nèi)最近障礙物的位置信息，無漏判、誤判；精準匹配不同車寬，能夠多機協(xié)同工作，且抗強光。
5、新戰(zhàn)略記者：現(xiàn)階段，激光雷達產(chǎn)品仍然以國外品牌企業(yè)為主，您認為北醒的產(chǎn)品應(yīng)該如何打造國產(chǎn)化品牌？未來幾年，北醒將在市場、產(chǎn)品方面有哪些規(guī)劃？
李遠：一直以來激光雷達長期被國外品牌所壟斷，由于國外品牌的激光雷達基本都是機械旋轉(zhuǎn)式，而這種激光雷達從原理上就非常難以量產(chǎn)，導致價格高昂，這也是阻礙智能自主移動設(shè)備普及的一個重要原因。
北醒通過固態(tài)激光雷達的研發(fā)和量產(chǎn)，彎道超車，打破了國外品牌對激光雷達領(lǐng)域的長期壟斷，實現(xiàn)了完全自主知識產(chǎn)權(quán)。加上在批量生產(chǎn)階段我們已經(jīng)實現(xiàn)了全自動的數(shù)字化參數(shù)化調(diào)試，避免了精密的機械調(diào)試，節(jié)約了大量的調(diào)試成本。因此我們能把激光雷達成本降到國外品牌的三分之一甚至更低。
當前國內(nèi)外已有數(shù)十家激光雷達公司，其中不乏拿到上億美元融資的國外明星公司。北醒認為，在量產(chǎn)思維的指導下，以及國內(nèi)巨大市場的支持下，國內(nèi)的激光雷達創(chuàng)業(yè)將很有機會。北醒在打造國產(chǎn)化品牌之路上，除了過硬的研發(fā)技術(shù)實力和產(chǎn)品量產(chǎn)積累的經(jīng)驗之外，同樣重視專利的布局。目前北醒已經(jīng)申請專利共106 項。北醒的產(chǎn)品也已出口到歐美日韓等世界各個國家。
根據(jù)李遠博士所言，激光雷達的國產(chǎn)化是中國AGV產(chǎn)業(yè)的一大趨勢，而在這個大趨勢中，固態(tài)激光雷達必將替代傳統(tǒng)機械式的雷達。
