北醒的官網(wǎng)首頁(yè)下方，寫(xiě)著一行目的明確的口號(hào)：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(yǔ)，北醒光子的市場(chǎng)總監(jiān)祁俊云就樸實(shí)很多，他對(duì)筆者說(shuō)，“我們就是一家傳感器企業(yè)，我們要做的，就是高性價(jià)比的傳感器”。這里說(shuō)的傳感器，其實(shí)就是近兩年備受關(guān)注的激光雷達(dá)。
話雖樸實(shí)，但這件事做起來(lái)卻不簡(jiǎn)單。
在激光雷達(dá)這個(gè)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(wú)人車(chē)提供“眼睛”，而每個(gè)“眼睛”的售價(jià)在8000－80000美元不等，造價(jià)甚至超過(guò)了車(chē)輛本身。除了價(jià)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(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，成本永遠(yuǎn)降不下來(lái)，他們需要找到一個(gè)突破口。
最初，他們?yōu)榱愣忍剿髡叨鸁o(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)了激光雷達(dá)避障模塊，并在2016年美國(guó)CES上亮相。雖然探索者二代沒(méi)有量產(chǎn)上市，但經(jīng)此一役，北醒“刷臉”成功，進(jìn)入無(wú)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(duì)成員慕名而去，跟參展廠商交流，希望借此機(jī)會(huì)了解業(yè)界的最新動(dòng)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(wú)人機(jī)領(lǐng)域，存在著一個(gè)痛點(diǎn)問(wèn)題——“定高”。
就植保無(wú)人機(jī)而言，作業(yè)過(guò)程中需要始終與農(nóng)作物保持1－2米的相對(duì)高度，以保證農(nóng)藥的均勻和高效噴灑。但經(jīng)常會(huì)遇到農(nóng)田起伏不平整的情況，而目前主流的GPS、氣壓計(jì)和超聲波方案雖然應(yīng)用成熟，但是存在反饋高度是絕對(duì)高度而不是相對(duì)高度、抗干擾能力弱、精度不夠等問(wèn)題，經(jīng)常造成植保無(wú)人機(jī)在作業(yè)過(guò)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(duì)于農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)而言，定高是一個(gè)痛點(diǎn)需求。
北醒光子COO賀興華向筆者解釋說(shuō)，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(wú)人機(jī)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易導(dǎo)致墜機(jī)。
氣壓計(jì)：氣壓計(jì)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(huì)造成飛行器跑偏（向上或向下幾米），且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。另外，強(qiáng)光照射氣壓計(jì)會(huì)引起突然的高度變化，而在接近地面的時(shí)候，槳的氣流也會(huì)影響氣壓計(jì)值。
超聲波：超聲波由于原理簡(jiǎn)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(jì)作用距離一般不超過(guò)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(cè)距波動(dòng)較大，價(jià)格高，體積大和功耗大，同時(shí)大氣損失窗，存在對(duì)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(jià)高昂，對(duì)于飛控廠商、無(wú)人機(jī)廠商都是一個(gè)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(duì)于這一點(diǎn)，祁俊云說(shuō)，用激光雷達(dá)來(lái)定高從技術(shù)實(shí)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(wú)人駕駛上，卻忽略了其實(shí)作為傳感器的激光雷達(dá)還可以用在其他方面。
通過(guò)不斷與客戶溝通、及時(shí)反饋，第一版定高雷達(dá)TF01樣機(jī)研發(fā)只用了一個(gè)月。雖然樣機(jī)還存在很大問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)數(shù)次改進(jìn)，將信號(hào)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(shí)特別考慮到植保無(wú)人機(jī)的特性，做了水霧實(shí)驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、劃傷實(shí)驗(yàn)、農(nóng)藥腐蝕試驗(yàn)、光強(qiáng)影響實(shí)驗(yàn)、不同地表植被影響實(shí)驗(yàn)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(jí)空間的。祁俊云介紹說(shuō)，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(guò)針對(duì)噴灑農(nóng)藥而言，一般也不會(huì)選擇惡劣天氣進(jìn)行植保作業(yè)，所以這個(gè)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(xiāo)售平臺(tái)SEEED、ROBOTSHOP等同步發(fā)售，同時(shí)正在和數(shù)十家代理商進(jìn)行商務(wù)溝通。目前，新一代長(zhǎng)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(jià)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(jiàn)，不過(guò)應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)單一。
對(duì)于北醒來(lái)說(shuō)有一個(gè)似乎不好消息。2016年年底，Velodyne對(duì)外宣布說(shuō)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(wàn)美元的 B 輪融資，并且宣布在 2 年的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)固態(tài)激光雷達(dá)的批量生產(chǎn)。
面對(duì)可能到來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)，北醒比較淡然。從2014年開(kāi)始，除了專(zhuān)注植保無(wú)人機(jī)這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，還堅(jiān)定著全球化路線，在國(guó)外通過(guò)代理商出售產(chǎn)品、提供售后，同時(shí)申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利達(dá)40多項(xiàng)。目前，國(guó)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(wèn)及未來(lái)的規(guī)劃，賀興華說(shuō)，“我們還是一步一個(gè)腳印走扎實(shí)，同時(shí)會(huì)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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