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如何將激光雷達(dá)的成本降至幾百塊?
星之球科技 來源:雷鋒網(wǎng)2017-03-18 我要評論(0 )
相比官網(wǎng)上“有違廣告法”的標(biāo)語,北醒光子的市場總監(jiān)祁俊云就樸實很多,他對筆者說,“我們就是一家傳感器企業(yè),我們要做的,就是高性價比的傳感器”。這里說的傳感器...
北醒的官網(wǎng)首頁下方,寫著一行目的明確的口號:致力于做世界上最好的機(jī)器人眼睛。
相比官網(wǎng)上“有違廣告法”的標(biāo)語,北醒光子的市場總監(jiān)祁俊云就樸實很多,他對筆者說,“我們就是一家傳感器企業(yè),我們要做的,就是高性價比的傳感器”。這里說的傳感器,其實就是近兩年備受關(guān)注的激光雷達(dá)。
話雖樸實,但這件事做起來卻不簡單。
在激光雷達(dá)這個細(xì)分領(lǐng)域,Velodyne大名鼎鼎。這家公司為谷歌、百度等巨頭的無人車提供“眼睛”,而每個“眼睛”的售價在8000-80000美元不等,造價甚至超過了車輛本身。除了價格昂貴,這種機(jī)械旋轉(zhuǎn)型激光雷達(dá)由于標(biāo)定、調(diào)試需要耗費(fèi)大量人工,因此量產(chǎn)難度很大。
北醒非常清楚,激光雷達(dá)如果不實現(xiàn)量產(chǎn),成本永遠(yuǎn)降不下來,他們需要找到一個突破口。
最初,他們?yōu)榱愣忍剿髡叨鸁o人機(jī)開發(fā)了激光雷達(dá)避障模塊,并在2016年美國CES上亮相。雖然探索者二代沒有量產(chǎn)上市,但經(jīng)此一役,北醒“刷臉”成功,進(jìn)入無人機(jī)玩家、廠商的視野。
2016年初,北京舉辦現(xiàn)代農(nóng)業(yè)展。團(tuán)隊成員慕名而去,跟參展廠商交流,希望借此機(jī)會了解業(yè)界的最新動態(tài)。隨著與各大廠商、客戶溝通的不斷深入,他們發(fā)現(xiàn),在農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)領(lǐng)域,存在著一個痛點(diǎn)問題——“定高”。
就植保無人機(jī)而言,作業(yè)過程中需要始終與農(nóng)作物保持1-2米的相對高度,以保證農(nóng)藥的均勻和高效噴灑。但經(jīng)常會遇到農(nóng)田起伏不平整的情況,而目前主流的GPS、氣壓計和超聲波方案雖然應(yīng)用成熟,但是存在反饋高度是絕對高度而不是相對高度、抗干擾能力弱、精度不夠等問題,經(jīng)常造成植保無人機(jī)在作業(yè)過程中漏噴、重噴,影響噴灑效果,甚至造成掉高導(dǎo)致炸機(jī)事故。
因此,對于農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)而言,定高是一個痛點(diǎn)需求。
北醒光子COO賀興華向筆者解釋說,以往的解決方案主要有以下幾種,各有優(yōu)劣:
GPS:使用GPS優(yōu)點(diǎn)在于應(yīng)用成熟、成本極低,缺點(diǎn)是易受天氣、電子設(shè)備干擾,數(shù)據(jù)刷新滯后,在無人機(jī)高速運(yùn)動時容易導(dǎo)致墜機(jī)。
氣壓計:氣壓計的優(yōu)點(diǎn)與GPS相同,但缺點(diǎn)在于高度不同大氣壓不同,氣壓的變化會造成飛行器跑偏(向上或向下幾米),且持續(xù)時間較長。另外,強(qiáng)光照射氣壓計會引起突然的高度變化,而在接近地面的時候,槳的氣流也會影響氣壓計值。
超聲波:超聲波由于原理簡單、成本低廉,應(yīng)用非常廣泛,但容易穿透植被,造成精度下降;超聲波受溫度,壓力環(huán)境變化影響較大,抗干擾能力稍差;作用距離短,超聲波高度計作用距離一般不超過5m。
毫米雷達(dá)波:毫米雷達(dá)波的優(yōu)點(diǎn)是全天候,集成化程度高,感應(yīng)靈敏,抗水霧、灰塵等干擾能力強(qiáng),波束角較大,適用農(nóng)作物較多。缺點(diǎn)是容易穿透植被,測距波動較大,價格高,體積大和功耗大,同時大氣損失窗,存在對射干擾。
綜合考慮已有幾種解決方案,要么不夠精準(zhǔn),要么造價高昂,對于飛控廠商、無人機(jī)廠商都是一個亟需解決的痛點(diǎn)。
因此,北醒從產(chǎn)品研發(fā)上迅速做出反應(yīng),將重心放在了“定高雷達(dá)”上。而對于這一點(diǎn),祁俊云說,用激光雷達(dá)來定高從技術(shù)實現(xiàn)角度并不難,只是大家將更多的注意力放在了激光雷達(dá)用于無人駕駛上,卻忽略了其實作為傳感器的激光雷達(dá)還可以用在其他方面。
通過不斷與客戶溝通、及時反饋,第一版定高雷達(dá)TF01樣機(jī)研發(fā)只用了一個月。雖然樣機(jī)還存在很大問題,但經(jīng)過數(shù)次改進(jìn),將信號輸出距離提升至10米,體積重量變小變輕,適配12V、5V等多種電壓輸入,同時特別考慮到植保無人機(jī)的特性,做了水霧實驗、振動試驗、劃傷實驗、農(nóng)藥腐蝕試驗、光強(qiáng)影響實驗、不同地表植被影響實驗等,保證其品質(zhì)。
北醒光子 TF01最終版
但北醒的定高雷達(dá)還是有升級空間的。祁俊云介紹說,TF01不能像毫米波雷達(dá)一樣全天候使用,下雨下雪使用就不太好,不過針對噴灑農(nóng)藥而言,一般也不會選擇惡劣天氣進(jìn)行植保作業(yè),所以這個缺點(diǎn)也就顯得微不足道了。
量產(chǎn)之后的激光雷達(dá)TF01,成本已經(jīng)下降至幾百塊。2017年CES期間,TF01在全球硬件銷售平臺SEEED、ROBOTSHOP等同步發(fā)售,同時正在和數(shù)十家代理商進(jìn)行商務(wù)溝通。目前,新一代長距面陣?yán)走_(dá)TF20的量產(chǎn)工作已接近尾聲,即將面世,其輸出距離為50米。
相比Velodyne造價高昂的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá),這種方案的好處顯而易見,不過應(yīng)用領(lǐng)域相對單一。
對于北醒來說有一個似乎不好消息。2016年年底,Velodyne對外宣布說正在研發(fā)固態(tài)雷達(dá),并且有望將成本降至50美元。而固態(tài)激光雷達(dá)的先驅(qū)者Quanergy,在2016年8月獲得了9000萬美元的 B 輪融資,并且宣布在 2 年的時間內(nèi)實現(xiàn)固態(tài)激光雷達(dá)的批量生產(chǎn)。
面對可能到來的競爭,北醒比較淡然。從2014年開始,除了專注植保無人機(jī)這個細(xì)分領(lǐng)域,還堅定著全球化路線,在國外通過代理商出售產(chǎn)品、提供售后,同時申請國內(nèi)外專利達(dá)40多項。目前,國內(nèi)的拓攻、極翼、一飛、博鷹等飛控廠商,都在使用他們的產(chǎn)品。
當(dāng)筆者問及未來的規(guī)劃,賀興華說,“我們還是一步一個腳印走扎實,同時會積極拓展與雷達(dá)匹配的應(yīng)用領(lǐng)域,找到最佳切入點(diǎn)”。
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