前不久，有媒體報(bào)道稱，在美國佛羅里達(dá)州一輛特斯拉Mdoel Y工程測試車上裝載了激光雷達(dá)。作為自動(dòng)駕駛感知領(lǐng)域視覺派的堅(jiān)定守護(hù)者，馬斯克最終也難逃“真香”定律。

車載小型激光雷達(dá)

激光雷達(dá)技術(shù)作為一種重要的數(shù)據(jù)采集和環(huán)境感知技術(shù)，已經(jīng)在測量測繪、自動(dòng)駕駛、數(shù)字孿生、環(huán)境監(jiān)測等多領(lǐng)域得到應(yīng)用。在“十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要”中，數(shù)字中國建設(shè)被重點(diǎn)提及，激光雷達(dá)技術(shù)或?qū)⒃跀?shù)字化建設(shè)中迎來更廣闊的應(yīng)用范圍。

面對(duì)數(shù)字中國建設(shè)這一宏大的時(shí)代命題，激光雷達(dá)技術(shù)將如何為其賦能，激光雷達(dá)技術(shù)的普適化應(yīng)用將面臨哪些亟需解決的難題，帶著這些疑問，記者采訪了北科天繪創(chuàng)始人、總工程師張珂殊，聽他詳解激光雷達(dá)技術(shù)的現(xiàn)在與未來。

北科天繪總?程師張珂殊

練就“慧眼”感知世界

“激光雷達(dá)技術(shù)最突出的特點(diǎn)就是能夠快速、準(zhǔn)確地獲取大量的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而立體感知真實(shí)世界。如果說攝像頭是‘眼睛’，那么激光雷達(dá)就是一雙更具觀察力的‘慧眼’，能夠更加精準(zhǔn)地感知世界。”張珂殊解釋道。

張珂殊既是北科天繪的創(chuàng)始人、總工程師，也是國內(nèi)激光雷達(dá)領(lǐng)域的技術(shù)大咖，他在激光雷達(dá)技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域深耕了二十余年，自2005年以來，更是帶領(lǐng)北科天繪科研團(tuán)隊(duì)取得多項(xiàng)國際領(lǐng)先、國內(nèi)首創(chuàng)的突破性成績。

在交談中，張珂殊特別強(qiáng)調(diào)，目前激光雷達(dá)技術(shù)在測繪行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但其可施展的領(lǐng)域卻遠(yuǎn)不止于此。“激光雷達(dá)傳感器化是一個(gè)重要的發(fā)展方向，所以我們應(yīng)該把激光雷達(dá)看作是感知世界的一種手段，而不僅僅是一個(gè)測繪工具。只有這樣，激光雷達(dá)技術(shù)才能真正成為洞悉世界的‘慧眼’，這也是北科天繪一直努力的方向和目標(biāo)?！睆堢媸庹f道。

經(jīng)過十多年的創(chuàng)業(yè)，現(xiàn)在北科天繪已經(jīng)是國內(nèi)少有的具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，能生產(chǎn)激光雷達(dá)相關(guān)設(shè)備的供應(yīng)商之一?！澳壳爸髁鞯募す饫走_(dá)掃描方式主要分為機(jī)械掃描、OPA（光相控陣）和MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）三種，這三種方式各有利弊?！睆堢媸饨榻B道。

“他認(rèn)為，并不需要太艱深的物理知識(shí)就能將利弊解釋清楚。比如，機(jī)械掃描方式結(jié)構(gòu)簡單，有廣泛的適用性，但是不適用于高動(dòng)態(tài)場景，難以進(jìn)行車規(guī)級(jí)應(yīng)用。

OPA則是由于光的特性，導(dǎo)致其被搭載在車上時(shí)容易受到大氣端流干擾。張珂殊舉例說：“物理實(shí)驗(yàn)中的雙縫干涉就可以解釋這一影響，只要屋子空氣對(duì)流強(qiáng)一些，干涉條紋就會(huì)波動(dòng)和削弱，應(yīng)用在OPA上也一樣，干擾一多就會(huì)導(dǎo)致相位掃描不再可靠?！?/p>

而MEMS從字面上理解，其具有微米量級(jí)的工藝特點(diǎn)，難以去適應(yīng)毫米級(jí)的掃描鏡面進(jìn)行高頻振動(dòng)掃描。

張珂殊說：“激光雷達(dá)需要參照兩個(gè)主要的技術(shù)發(fā)展路線：第一是數(shù)字相機(jī)，既要學(xué)習(xí)它的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，也要學(xué)習(xí)商業(yè)成功經(jīng)驗(yàn)；第二要學(xué)習(xí)微波雷達(dá)，既要學(xué)習(xí)技術(shù)發(fā)展史，也要知道驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的最終方向是什么。”

向“芯”而行，開拓應(yīng)用藍(lán)海

近年來，隨著激光雷達(dá)技術(shù)在多領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，人們對(duì)于其的討論也日漸增多。但張珂殊認(rèn)為，激光雷達(dá)產(chǎn)品及其技術(shù)的應(yīng)用，目前仍限于特定場景，大眾化應(yīng)用和更深層次的商業(yè)價(jià)值仍有待開拓。

激光雷達(dá)技術(shù)要實(shí)現(xiàn)傳感器化，真正成為感知世界的重要手段，還需要解決諸多問題，首先就是成本。激光雷達(dá)價(jià)格過高讓車企和消費(fèi)者都承擔(dān)不起，部分高端三維激光掃描設(shè)備的市場價(jià)格達(dá)到數(shù)十萬甚至上百萬，而普通車規(guī)級(jí)小型激光雷達(dá)的價(jià)格也在萬元以上。這種價(jià)格比起大眾傳感器的目標(biāo)定位價(jià)格還存在差距。

受限于機(jī)械零部件的使用壽命，機(jī)械激光雷達(dá)的可靠性和穩(wěn)定性也不盡人意；此外，體型大、難以過車規(guī)、工藝繁復(fù)、生產(chǎn)效率低等都是機(jī)械激光雷達(dá)大規(guī)模生產(chǎn)的瓶頸。

張珂殊告訴記者，目前市面上主流的激光雷達(dá)普遍重量較大，部分地面式激光掃描設(shè)備，重量達(dá)到5kg左右，手持式激光雷達(dá)的重量也在1kg～3kg。這也是限制激光雷達(dá)進(jìn)一步應(yīng)用的一個(gè)難題。

為此，張珂殊和北科天繪在芯片上做足了功夫。他認(rèn)為，在控制激光雷達(dá)成本和小型化上，芯片是一個(gè)可撬動(dòng)的支點(diǎn)。2009年至今，他帶領(lǐng)北科天繪的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，自主研發(fā)了12款激光雷達(dá)信號(hào)處理芯片，較大程度上縮小了激光雷達(dá)信號(hào)處理電路體積，降低了功耗與成本?；谠谛酒系募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)，北科天繪與國內(nèi)外專家達(dá)成合作，進(jìn)一步加深加寬企業(yè)護(hù)城河。

北科天繪激光雷達(dá)在?動(dòng)駕駛領(lǐng)域應(yīng)?

北科天繪激光雷達(dá)應(yīng)?于電?巡線

目前，北科天繪形成了三大業(yè)務(wù)板塊：

一是面向測繪市場的測量測繪型激光雷達(dá)；

二是面向自動(dòng)駕駛和智慧交通的導(dǎo)航級(jí)和車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)；

三是面向數(shù)字孿生和智慧城市的室內(nèi)外數(shù)字化技術(shù)及產(chǎn)品。

他特別強(qiáng)調(diào)，經(jīng)過近20年的深耕，北科天繪突破了傳統(tǒng)測繪市場的競爭格局，率先向更廣大的數(shù)字孿生、智慧城市、自動(dòng)駕駛等新興領(lǐng)域進(jìn)軍，并取得初步成效，成為國內(nèi)唯一一家同時(shí)具備測量型、導(dǎo)航型兩大類激光雷達(dá)研制能力的公司。

同時(shí)，張珂殊對(duì)于激光雷達(dá)的應(yīng)用熱也保持著冷思考。他介紹，雖然激光雷達(dá)技術(shù)作為重要傳感器，在可預(yù)見的未來必將成為萬物互聯(lián)和大眾應(yīng)用的重要一環(huán)，但立足當(dāng)下，我們要走的路還有很長，很多可使用的應(yīng)用場景還受限于大眾認(rèn)知和市場模式，無法大范圍鋪開。

以自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?yàn)槔?，許多車企和消費(fèi)者并沒有明白激光雷達(dá)以及自動(dòng)駕駛能帶來怎樣的應(yīng)用場景，其商業(yè)化圖譜并不明晰。此外，自動(dòng)駕駛尚未成為剛需，而且一旦進(jìn)入到L4、L5級(jí)別，車企需要擔(dān)負(fù)非常大的社會(huì)責(zé)任，這一點(diǎn)必須要考慮進(jìn)去。

這也并不意味著北科天繪將止步不前?！白鳛榭萍夹推髽I(yè)，我們需要從技術(shù)端做沉淀和積累，北科天繪愿意在激光雷達(dá)的創(chuàng)新研發(fā)和應(yīng)用上與合作伙伴們共同探索，我們也會(huì)充分利用自己的平臺(tái)，為激光雷達(dá)技術(shù)的推廣和傳播盡一份力?！睆堢媸饫^續(xù)補(bǔ)充道：“我認(rèn)為技術(shù)的發(fā)展沒有捷徑，想彎道超車是不現(xiàn)實(shí)的，技術(shù)的發(fā)展必須腳踏實(shí)地，否則就容易‘脫軌’?！?/p>

掌握核心，“融”創(chuàng)新局

從世紀(jì)之初的初露鋒芒到如今的應(yīng)用熱潮，激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展還遠(yuǎn)未到達(dá)“決賽局”。在激光雷達(dá)的競賽場中，國內(nèi)外激光雷達(dá)廠商都試圖尋求突破，取得決賽的“入場券”。

有人說，激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)很大、產(chǎn)業(yè)鏈很長，大到“相當(dāng)于手機(jī)產(chǎn)業(yè)+相機(jī)產(chǎn)業(yè)合起來”。張珂殊認(rèn)為，激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)確實(shí)比攝像頭產(chǎn)業(yè)還大，競爭激烈會(huì)淘汰一批護(hù)城河不深的創(chuàng)業(yè)公司，未來市場上應(yīng)該有5～10家成規(guī)模的激光雷達(dá)企業(yè)存在。而進(jìn)入“決賽圈”的關(guān)鍵可能在于融合應(yīng)用和大眾化應(yīng)用市場的開拓。

“激光雷達(dá)用途很廣，就目前可見的產(chǎn)業(yè)格局來看，激光雷達(dá)在安防、監(jiān)測、巡檢、自動(dòng)駕駛、智慧城市、車路協(xié)同等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。這些新應(yīng)用領(lǐng)域的市場規(guī)模更大，技術(shù)要求也更高，這就需要?jiǎng)?chuàng)新驅(qū)動(dòng)，需要技術(shù)融合?！睆堢媸庋a(bǔ)充道。

“跨界融合是需要底氣的，而北科天繪的底氣就在于掌握了核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)?！睆堢媸饨榻B，經(jīng)過多年的研發(fā)和積累，北科天繪在自主芯片、半導(dǎo)體工藝、LiDAR信號(hào)處理、SLAM算法等方向上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，這也是北科天繪的價(jià)值所在。

面對(duì)融合泛在的技術(shù)趨勢(shì)和產(chǎn)業(yè)形勢(shì)，北科天繪已經(jīng)走在了融合創(chuàng)新的路上。張珂殊告訴記者，現(xiàn)在及可預(yù)見的未來，北科天繪除了繼續(xù)在測繪市場深耕，還將重點(diǎn)向泛在測繪領(lǐng)域發(fā)力，比如數(shù)字孿生、自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等。在這些領(lǐng)域的融合創(chuàng)新探索中，激光雷達(dá)有望在傳感器化、小型化和在線化等關(guān)鍵難題上實(shí)現(xiàn)突破。

張珂殊認(rèn)為，融合創(chuàng)新并不是追概念、搶熱點(diǎn)，而是緊密結(jié)合市場動(dòng)向，研發(fā)并適時(shí)推出符合市場要求的高性價(jià)比產(chǎn)品。“不同于科研機(jī)構(gòu)和院校，企業(yè)必須和市場同頻共振?！彼M(jìn)一步解釋道。

企業(yè)的融合創(chuàng)新有兩大檢驗(yàn)指標(biāo)：

1、要圍繞解決用戶痛點(diǎn)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造有價(jià)值的產(chǎn)品。如果研發(fā)的產(chǎn)品只能起到錦上添花的作用，那一定不會(huì)成功，或者說不會(huì)輕易實(shí)現(xiàn)設(shè)定的目標(biāo)。所以，它一定是能夠解決用戶痛點(diǎn)的剛需，且這個(gè)痛點(diǎn)是真實(shí)存在的。

2、要算經(jīng)濟(jì)賬，為用戶創(chuàng)造價(jià)值。面對(duì)2020年經(jīng)濟(jì)下行，北科天繪實(shí)現(xiàn)了正增長，其中，無人機(jī)激光雷達(dá)產(chǎn)品同比增長了80%。這是如何做到的呢？就是因?yàn)槠浜芎玫亟鉀Q了機(jī)載激光雷達(dá)的門檻之痛、效率之痛，解決了用戶痛點(diǎn)?！拔覀兊漠a(chǎn)品采集數(shù)據(jù)合格率高，不僅能幫用戶省錢，還能幫用戶賺錢?！睆堢媸獠粺o自豪地說。

融合創(chuàng)新不僅在不同學(xué)科和領(lǐng)域之間發(fā)生，也在不同國家之間發(fā)生。張珂殊堅(jiān)信，技術(shù)上的融合創(chuàng)新很關(guān)鍵，但國內(nèi)國際市場間的融合與開拓同樣重要。他說：“我們不僅要在國內(nèi)市場上站穩(wěn)腳跟，也要在國際市場上發(fā)聲，讓國產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品和技術(shù)走出去，和國際企業(yè)交流、融合、競爭?！?/p>

目前，在高端裝備制造領(lǐng)域，歐美市場占據(jù)了較大話語權(quán)，激光雷達(dá)市場更是如此。所以，要讓國產(chǎn)激光雷達(dá)得到世界的認(rèn)可，就必須要走出去，和歐美市場“交鋒”。

北科天繪產(chǎn)品亮相國際展會(huì)

“張珂殊介紹，自2014年以來，北科天繪開始積極參加國際技術(shù)裝備展，并捧回多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)也得到了國際同行的認(rèn)可，一定程度上為國產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品贏得了話語權(quán)。

“通過在國際舞臺(tái)的亮相，北科天繪和國產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品都增加了聲量，這是一個(gè)很好的開始。雖然目前北科天繪的國際業(yè)務(wù)規(guī)模還處于發(fā)展階段，我們也不敢自吹是國產(chǎn)激光雷達(dá)在世界舞臺(tái)的代表者，但北科天繪已經(jīng)在路上。”張珂殊意味深長地說。

誠然，北科天繪和國產(chǎn)激光雷達(dá)都尚在探索和發(fā)展期，距離規(guī)?；按蟊娀瘧?yīng)用的春天還有很長的路要走。但無論是縱向的前瞻性技術(shù)布局，還是橫向的國際化經(jīng)營路線，北科天繪已經(jīng)走出一條值得稱道的國產(chǎn)化之路。

我們堅(jiān)信，在激光雷達(dá)和高端裝備制造的道路上，同行者還有很多，這些道路也將在可預(yù)見的未來匯聚成為國產(chǎn)裝備制造的康莊大道。