來源:搜狐汽車
車載激光雷達(dá)正在進(jìn)入百家爭鳴的紅海階段,CES上,我們目睹了激光雷達(dá)大戰(zhàn)的盛況。中國力量成為其中不可忽視的勢力。
日前,車東西記者前往杭州,與今年也前往CES參展的光珀智能CEO白云峰及CMO陳嵩進(jìn)行了深入的交流。
光珀作為國內(nèi)為數(shù)不多在激光雷達(dá)底層原理上動腦筋的公司,車東西在與其交流的過程中,更清晰地了解了激光雷達(dá)行業(yè)的競爭態(tài)勢,以及光珀智能這家公司與眾不同的競爭力。
一、創(chuàng)始團(tuán)隊:浙大校友闖入激光雷達(dá)創(chuàng)業(yè)
光珀的公司地址位于杭州紫金創(chuàng)業(yè)園,旁邊就是浙大校區(qū)。
一家位于長三角、面向自動駕駛的企業(yè)沒有將公司設(shè)在車廠資源豐富的上海,背后的原因正是其與浙大的淵源。
光珀智能CEO白云峰是浙江大學(xué)管理學(xué)院的博士。2013年,還是研究生的白云峰在浙江某平面片材廠商考察時,發(fā)現(xiàn)工廠內(nèi)的產(chǎn)品都是靠人工肉眼檢測,效率低、成本高,用機(jī)器替代人工檢測,蘊(yùn)藏著一個巨大的創(chuàng)業(yè)機(jī)會。白云峰回校之后,聯(lián)系了他在浙大籃球隊的隊友、光電系的博士王旭龍琦,兩人共同成立了利珀科技,“珀”字取二人之姓,主營基于機(jī)器視覺的產(chǎn)品檢測。
從片材到食品薄膜、太陽能電池、汽車輪轂,利珀幫工廠省時省力的檢測系統(tǒng)逐漸打開市場,做到數(shù)個細(xì)分市場的國內(nèi)第一。
創(chuàng)辦利珀之時,白云峰還結(jié)識了浙江大學(xué)的兩位教授,兩人在后來成為了光珀的首席科學(xué)家。他們共同提出了一種新的激光雷達(dá)三維成像方法,如果能夠?qū)崿F(xiàn),在分辨率與探測距離上將比現(xiàn)有的成像方案都更加優(yōu)秀。
2013年,白云峰在利珀內(nèi)部成立了一個團(tuán)隊,專攻該方案的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。2015年,利珀的發(fā)展走上正軌,白云峰辭去利珀的法人與CEO職務(wù),全身心地投入到深度視覺的研發(fā)中,光珀智能宣告成立。
后來,經(jīng)朋友牽線搭橋,白云峰又結(jié)識了此前在浙江中控負(fù)責(zé)DCS控制系統(tǒng)設(shè)計的陳嵩。陳嵩同樣是個創(chuàng)業(yè)者,他開設(shè)過自己的電子系統(tǒng)設(shè)計室、還為浙江的紡織企業(yè)設(shè)計過高速電機(jī)。這些創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷與他的浙大背景是分不開的——陳嵩在讀研究生時,在浙大所學(xué)正是自動控制原理技術(shù)。
在加入光珀之前,陳嵩還曾設(shè)計過一個直徑半米的天文望遠(yuǎn)鏡,加入了尋找小行星的巡天項(xiàng)目。這段經(jīng)歷為陳嵩積累了大量的光學(xué)知識。這些經(jīng)歷都讓陳嵩更好地出任CMO一職。技術(shù)背景較強(qiáng)的陳嵩為了進(jìn)一步做好這個職位,正在浙大管理學(xué)院進(jìn)修MBA。由于比白云峰晚加入管理學(xué)院,陳嵩也戲稱自己是白云峰的學(xué)弟。
▲ 左為光珀智能CMO 陳嵩,右為光珀智能CEO 白云峰
光珀的核心團(tuán)隊中,除了浙大系力量,其CTO錢鋒的背景也十分顯眼。有了兩位學(xué)術(shù)界的科學(xué)家和他們的技術(shù)原理后,光珀還差一名既懂學(xué)術(shù)又懂產(chǎn)品的CTO。他們找到了美國賴斯大學(xué)的光學(xué)博士后錢鋒。離開學(xué)術(shù)界過后,錢鋒參與設(shè)計過微軟的Kinect V2深度相機(jī),后來又負(fù)責(zé)了亞馬遜的無人商店AmazonGo的深度傳感器設(shè)計。
通過獵頭,光珀接觸到了錢鋒,而當(dāng)時還有一家國內(nèi)激光領(lǐng)域的上市公司也在爭取錢鋒。光珀拿出了一臺體積龐大、成像距離可以達(dá)到兩公里的激光成像系統(tǒng)。看到2公里外樹冠上的樹葉在激光成像系統(tǒng)中隨風(fēng)搖擺后,錢鋒選擇了光珀,賣掉了在美國的房子,攜家?guī)Э诨氐絿鴥?nèi),成為了光珀的CTO,負(fù)責(zé)將那臺巨型設(shè)備轉(zhuǎn)化為可量產(chǎn)的小型化產(chǎn)品。
核心團(tuán)隊悉數(shù)到位,光珀的其他人才背景也不賴,其中有的來自長春光機(jī)所,還有來自成飛的軟件架構(gòu)師。到接受車東西采訪時,光珀的團(tuán)隊已經(jīng)達(dá)到60人,3分之2都是研發(fā)人員。以白云峰為肇始,浙江大學(xué)一系力量,正式在杭州開辟了一條激光雷達(dá)的創(chuàng)業(yè)路徑。
二、技術(shù)實(shí)力:提升激光雷達(dá)接收效果20倍
團(tuán)隊搭建完畢過后,光珀開始了技術(shù)的產(chǎn)品化。在激光雷達(dá)中,接收端的傳感器芯片成為制約激光雷達(dá)性能的主要瓶頸。浙大兩位教授的學(xué)術(shù)成果,先被轉(zhuǎn)化為了光珀的第一代硅基TOF傳感器芯片,并直接被整合在了一塊SoC中。
▲光珀智能TOF傳感器芯片
與APD等常用的激光雷達(dá)傳感器相比,光珀的TOF傳感器芯片不同點(diǎn)在于,由激光雷達(dá)發(fā)射的一個個脈沖序列經(jīng)反射照射到傳感器芯片上時,芯片會將脈沖序列中包含的時間特性它固化下來,而且不斷積分、對信號進(jìn)行增益放大,最后得到一個比較高的信噪比的時候,再將其讀取出來。
由于信噪比得以提高,在激光光源功率同等的情況下,光珀的這塊TOF傳感器芯片能夠使激光雷達(dá)支持更遠(yuǎn)的探測距離,或者更高的分辨率?;蛘咄忍綔y距離/分辨率下,激光雷達(dá)發(fā)射激光所需的峰值功耗將大大降低。
在公司剛成立時,由于想要快速驗(yàn)證技術(shù)可行性,光珀應(yīng)用了比較容易實(shí)現(xiàn)的工藝,因此第一代TOF傳感芯片的量子效率(Quantum Efficiency,該參數(shù)越高,光電傳感器的轉(zhuǎn)化效率越高,探測越靈敏)在其近紅外工作波段只有百分之十幾,。但即使是這樣,基于這枚芯片打造的激光雷達(dá)在三維成像效果上也表現(xiàn)得足夠出色。
而到今年年中,其第二代TOF傳感器芯片將產(chǎn)出樣片,年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。光珀智能CEO陳嵩說,第二代芯片在工作波段的量子效率將達(dá)到80%-90%。在激光雷達(dá)的總體探測效率上,它將帶來20倍的提升。陳嵩舉了個例子來形容這個提升:目前光珀為物流機(jī)器人提供的最遠(yuǎn)探測距離20m的固態(tài)激光雷達(dá),其系統(tǒng)功率為將近20瓦。而第二代TOF傳感器芯片量產(chǎn)后,可以將這一功率消耗壓低到2瓦——相當(dāng)于用LED手電的小燈珠實(shí)現(xiàn)了60瓦白熾燈的照明效果。
三、產(chǎn)品路線:打造遠(yuǎn)距離Flash固態(tài)Lidar
在底層硬件上握有一張好牌后,在具體產(chǎn)品形態(tài)的選擇上,光珀對市場上激光雷達(dá)的主流方案進(jìn)行了一次全面的考察。
機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)在信噪比、探測距離上雖然占優(yōu),但業(yè)內(nèi)已有Velodyne這樣的強(qiáng)手,并且這一類雷達(dá)在結(jié)構(gòu)上復(fù)雜程度太高,量產(chǎn)時間與成本都難以降低。
MEMS方案使用微振鏡的方法雖然能夠應(yīng)用半導(dǎo)體大規(guī)模生產(chǎn),并且不用旋轉(zhuǎn),但探測效率太低,導(dǎo)致探測距離與探測角度都不如機(jī)械式激光雷達(dá)。更關(guān)鍵的是,MEMS的核心器件—微振鏡對溫度的適應(yīng)性差,以以色列公司Innoviz的產(chǎn)品為例,其MEMS激光雷達(dá)的工作溫度限定為-10°C—50°C,與車規(guī)要求的-40°—125°C有明顯的差距。
MEMS的“升級版”——谷歌無人車激光雷達(dá)曾經(jīng)使用的“機(jī)械擺鏡”方案,雖然在分辨率、探測距離上都顯出了出色的性能,但代價卻是需要超大峰值功率的固體/光纖激光器,相較于半導(dǎo)體激光器成本上升10倍不止。并且在峰值功率過大時,為了人眼安全,必須采用更安全的1550nm激光波段,由此接收端傳感器必須換為價格遠(yuǎn)比硅基傳感器高昂的砷鎵銦傳感芯片,進(jìn)一步拉高了這一技術(shù)路線的成本。
由硅谷公司Quanergy炒熱的OPA光學(xué)相控陣方案,則一直未能突破光源發(fā)射端合成光束質(zhì)量差、激光功率受限的難題,并且在接收端也缺乏彌補(bǔ)其短板的方案,目前暫無實(shí)用可能。
最終,F(xiàn)lash方案落入了光珀的規(guī)劃中。這種方案將激光脈沖通過勻光器將激光束“分散”為面陣光,可以克服掃描式激光雷達(dá)的刷新速度慢、分辨率低的缺點(diǎn)。但Flahs方案由于激光能量被分散了,在探測距離上很難做到掃描式激光雷達(dá)的水平,通常只為數(shù)十米。
這個時候,光珀的TOF傳感芯片的優(yōu)勢便體現(xiàn)出來,其累計信號的特性使得發(fā)射到遠(yuǎn)端、回傳微弱的激光信號也能夠被清晰檢測到,從而使得同樣的功率下,F(xiàn)lash激光雷達(dá)的探測距離可以超過百米,同時成像質(zhì)量(分辨率)也得以保證。
▲光珀產(chǎn)品86米距離下探測效果,右上為深度圖
在光珀用于高速自動駕駛的產(chǎn)品中, 其Flash激光雷達(dá)的探測距離可以達(dá)到150米,激光點(diǎn)云圖的分辨率則可以達(dá)到640X150。
在光珀團(tuán)隊的判斷中,F(xiàn)lash是最適合其技術(shù)產(chǎn)品化的路線。
四、商業(yè)路徑:三大產(chǎn)品平臺指向四大場景 自動駕駛是核心
選擇了Flash的技術(shù)方向后,按照激光雷達(dá)的探測距離以及客戶需求,光珀搭建起了近距離、中距離及遠(yuǎn)距離三類產(chǎn)品平臺——GP001、GP002、GP003,對應(yīng)的最遠(yuǎn)探測距離分別為10m、30m、150m,實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后價格則分別在300美元、500美元、1000美元以下。
▲SMART-SDC1,屬GP001平臺
▲POWER-PBA2,屬GP002平臺
▲ULTRA-UBA2,屬GP003平臺
不過由于上文所述的第一代芯片量子效率問題,三類平臺為了保證探測距離、精度,在探測角度上不斷收窄。到GP003產(chǎn)品上時,其視場角已經(jīng)收窄到24°(垂直方向)/6°(水平方向)。但第二代芯片量產(chǎn)后,這個問題將被解決。
而在應(yīng)用場景上,光珀則劃出安防、智能機(jī)器人、消費(fèi)電子、無人駕駛四大領(lǐng)域。目前,光珀的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)真正落地的包括城市安防與智能商超、機(jī)器人AGV、低速無人車和室外機(jī)器人,涵蓋了安防、智能機(jī)器人、無人駕駛?cè)齻€領(lǐng)域。在倉儲機(jī)器人領(lǐng)域,光珀選擇了三家去年總?cè)谫Y額達(dá)到10億元的公司進(jìn)行合作。至于消費(fèi)電子領(lǐng)域,光珀還在進(jìn)一步降低傳感器的功耗與成本,未來其方案甚至有望進(jìn)入手機(jī)。
當(dāng)然,光珀最為看重的,還是無人駕駛。光珀將其60%的人員與資金,都投入到了無人駕駛方向中。光珀智能CMO陳嵩向車東西分析,無人駕駛的激光雷達(dá)細(xì)分領(lǐng)域,一來不如安防行業(yè)那樣已有巨頭把持,二來產(chǎn)值巨大可達(dá)千億。
但無人駕駛激光雷達(dá)領(lǐng)域的競爭日趨激烈,涌現(xiàn)出的玩家越來越多,乃至不乏玩家僅憑車載激光雷達(dá)就收獲過億美元融資,光珀為何不全身心地投入到自動駕駛中,而選擇了多個領(lǐng)域出擊的方式?
原因是光珀團(tuán)隊對自動駕駛技術(shù)成熟周期的判斷以及對這個領(lǐng)域目標(biāo)客戶的選擇。陳嵩告訴車東西,光珀選擇直接面向Tier-1與整車廠,其產(chǎn)品在設(shè)計上就直接指向車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)——滿足ASIL-B,加入功能安全中的FST(functional safety test)自檢,低功耗、低成本、小型化。
這是光珀繞過機(jī)械式激光雷達(dá)選擇Flash固態(tài)激光雷達(dá)的重要原因,但這種選擇也意味著光珀缺乏滿足當(dāng)下高速自動駕駛需求的過渡性產(chǎn)品,如果再只盯著自動駕駛領(lǐng)域,那么在技術(shù)走向成熟之前,光珀都難以證明其技術(shù)價值。
選擇切入安防、智能機(jī)器人等領(lǐng)域,一方面是因?yàn)檫@些行業(yè)已經(jīng)表現(xiàn)出切切實(shí)實(shí)對更好的深度視覺方法的需求,另一方面這些領(lǐng)域在技術(shù)指標(biāo)上又不同程度地比自動駕駛更加簡單、容易實(shí)現(xiàn)。
光珀將自動駕駛所需的高性能激光雷達(dá)“降維”,打造面向其他領(lǐng)域的產(chǎn)品,既可以獲得收入、支持公司發(fā)展,又可以鍛煉其產(chǎn)品整合能力、量產(chǎn)能力以及技術(shù)本身的成熟度?!爱?dāng)有一天Tier-1真正要采購的時候,我告訴他我們的激光雷達(dá)已經(jīng)在家里運(yùn)用了上萬臺,那我們提供的可靠性數(shù)據(jù)將是有真正支撐的?!?陳嵩這樣形容光珀“分心”的好處。業(yè)務(wù)多元化將支持光珀走過無人駕駛技術(shù)成熟周期中可能存在的商業(yè)機(jī)會斷崖,并且為光珀的技術(shù)做背書,爭取日后的無人駕駛訂單。
結(jié)語:商業(yè)思路清晰的技術(shù)派
結(jié)束與光珀智能的交流后,車東西對激光雷達(dá)行業(yè)的競爭激烈程度認(rèn)知又加深了一步——光珀眾人告訴我們,現(xiàn)在切入車載激光雷達(dá)的公司,至少已有數(shù)百家,而我們所知曉的,只是水面上的數(shù)十家。
但在行業(yè)中,我們也發(fā)現(xiàn)不少企業(yè)的護(hù)城河并不保險——他們進(jìn)行的是產(chǎn)品拼裝的集成式創(chuàng)新,雖然有知識門檻,但在技術(shù)基礎(chǔ)上并沒有與其他人不同的差異,這一類公司的市場主動權(quán)將大大受限。
而光珀則是相對稀缺的那一類——從最底層的技術(shù)原理上尋求突破,并且快速固化為產(chǎn)品、專利。這條路是更加困難的——在友商們先后拿出面向高速自動駕駛的可用產(chǎn)品時,他們還在進(jìn)一步更迭底層的芯片。
但可以看到,光珀也用多業(yè)務(wù)布局的商業(yè)策略在化解這一路徑選擇帶來的后發(fā)不利因素。用其他領(lǐng)域的業(yè)務(wù)來為自動駕駛上的突破積蓄力量。
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