蟄伏 11 年，發布「史上最小的 32 線激光雷達」的是一家怎樣的中國公司？

文 | 王訓魁

最近北科天繪推出了兩款用於無人駕駛領域的激光雷達新產品，其中 R-Fans-32 號稱「史上最小的 32 線激光雷達」，C-Rans 則是一個高線數的局部視場激光雷達。

激光雷達對於無人駕駛的意義我們就不多贅述，這雙自動駕駛汽車「眼睛」發展的必然趨勢是「高性能」、「輕小化」、「高可靠」和「低價格」，而背後支撐的都是技術。為什麼北科天繪這家公司能夠做出「史上最小的 32 線激光雷達」? 這是一款怎樣的激光雷達？這又是一家怎樣的公司？

「史上最小的 32 線激光雷達」?

說這款 32 線產品是「史上最小」，是從「輕小化」來考量的，它高度只有 7cm，直徑 11.5cm，重量只有 726 g，相比激光雷達鼻祖 Velodyne 和國內發布的一些 32 線激光雷達體積和重量的確佔優，但要在保證性能的前提下還要儘可能輕小化，這是如何做到的？

所以 R-Fans-32 之所以成為史上最小的 32 線激光雷達，是因為北科天繪採取了完全不同的總體設計和技術路線。

簡單來說，其它品牌的多線激光雷達產品，有多少線掃描線就意味著內部有多少層電路板，每層還分成兩塊電路板，一塊管激光發射，一塊管激光接收。也就是說，其它品牌的 32 線產品要把 64 塊電路板密密麻麻羅列起來，還要保證每一塊電路板的收、發光角度和安裝位置的精密性，這個裝調工藝不但極其費時間，而且尺寸一定會隨著線數的增多同比例增大。

而北科天繪稱，R-Fans 系列產品的核心元器件都是高度集成化的晶元模塊，同時北科天繪採用了大量「半導體封裝工藝」，這讓 R-Fans 內部看不到層層疊疊的電路板，同時也不用進行堆疊導致裝調時間也降低了 90% 以上，這才實現了體積的優化。

R-Fans-32 的參數：

• 激光發射頻率: 640 kHz

• 垂直視場：31 o (-20 o ~+11 o)

• 最大測距：200 m @ 20% 反射率

• 測距精度: 2-5 cm

• 水平解析度：0.05 o

• 垂直角度間隔：1 o

現場還發布了一款適於前裝的高線激光雷達——C-Fans 64 線激光雷達，之所以說他適用於前裝，是因為它並不是 360 度視場，而是一個只有中心 80 度水平視場的 64 條激光雷達產品。

右側為 C-Fans 的激光線束分布圖

C-Fans 的視場為 150 o ⅹ 15 o，可以嵌入車身，比如車的前後保險杠，從而使激光雷達與車身融為一體並更加隱秘。車輛正前方是避障重點區域，C-Fans 在其 150 o水平視場的中央 80 o區域掃描線數加倍，以獲取對目標的更高辨識度。最遠測距在目標反射率 20% 時仍達到 200m 以上，數據更新頻率最高可達 80 Hz。

同時這讓它沒有像大花盆或者「全家桶」一樣的笨重結構，更重要的是 C-Fans 並不需要採用電機進行旋轉，而之採用了「振鏡」的原理，內部一個小小的鏡子是其唯一會動的機械機構。

所以這相比電機減少了很多發熱，用手幾乎感覺不到外表的熱量，而對於旋轉式的產品就會很明顯的感覺到發熱，這對於產品今後需要達到「車規級別」有了更好的先天優勢。

最後現場還展示了一台無人駕駛創業公司天隼科技利用北科天繪已經量產的 R-Fans-16 做為主要感測器的無人駕駛接駁車。

「北科天繪」是一家怎樣的公司？

「三年不開張，開張吃三年。」

一位從業人員非常形象的和我比喻無人駕駛大潮來臨之前的激光雷達企業，之前更多的是巨型的激光雷達用於地理測繪等行業，直到激光雷達因為精準、實時的三維探測能力成為無人駕駛的關鍵產品。

產業巨頭逐漸對激光雷達開始有關注，資本也在激光雷達領域開始押注巨資，促使很多老牌激光雷達企業轉型無人駕駛產品研發，同時也刺激了一大批初創公司誕生。

「北科天繪縮在角落裡 11 年，最近突然訪客如雲，來的還都是有錢的主。」北科天繪 CEO 張智武曾這麼打趣的說到。

成立於 2005 年的北科天繪就是這樣一個老牌公司，創始團隊在海外即從事激光雷達研究，在激光三維成像領域已經耕耘了近 20 年。2015 年以前，北科天繪主要為地形測繪、國土勘測、電力巡線、鐵路檢測等研製測繪型激光雷達，是國內唯一能生產機載、車載和地面全系列激光雷達的品牌。擁有的客戶也包括了國家電網、南方電網、中國測繪科學院、中國鐵科院這樣的國家級機構。

但直到 2016 年 5 月北科天繪才在國內發布了多線激光雷達，將領域延伸至無人駕駛和機器人。

其實在無人駕駛之前，北科天繪測繪型激光雷達領域就已經成為加入全球競爭中來的公司，三個主要的競爭對手 Leica，Optech 和 Riegl 都是 1970 年以前成立的，而北科天繪則是依靠擁有媲美國際同行的產品性能和為用戶提供定製化服務活了下來。

當談及蜂擁而至的激光雷達入局者和可能面臨的激烈競爭，北科天繪 CEO 張智武表示：「激光三維成像的原理並不複雜，所以很多初創企業一開始都信心滿滿。隨著產品研發的推進，會發現「坑」越來越多。激光雷達是一種新型感測器，很多元器件市場上根本買不到，需要企業自己去設計開發，經驗和技術積累特別重要，還需要時間去打磨。」

張智武還在發布會上透露，北科天繪蘇州工廠已於 7 月份投產，補充了北京總部的產能，已經向義大利、俄羅斯、美國、法國和新加坡等發達國家出口激光雷達產品。2017 年海外訂單已佔公司銷量的 10% 以上，預期未來幾年會持續增長。「激光雷達製造既考驗企業的技術底蘊，也依賴團隊的國際化視野，對新技術新材料高度敏感，還需要企業發揮「工匠精神」持續性投入，考驗團隊「十年磨一劍」的決心和耐心。」

被問及未來公司是否會發布線數高於 64 的激光雷達，張智武說「討論線數本身意義不大，線數多少都可以定製，將來不會成為競爭門檻。關鍵是企業的技術路線是否能支撐真正意義的量產以及實現產品的極致輕小、可靠和便宜。」而關於全固態激光雷達，「北科天繪正在研發的全固態激光雷達走得是 3D Flash 路徑，不久會有第一款原型樣機。」張智武透露說。

如今激光雷達是無人駕駛感知的重頭戲之一，未來混合固態與全固態激光雷達在汽車行業的應用場景自為政，尚未有定論，所以激光雷達還沒有形成寡頭壟斷的局面。由於激光雷達涉及駕駛的安全性，汽車企業對這一感測器會越來越挑剔，性能、可靠性、車規、成本、量產等等，激光雷達企業面臨的挑戰越來越多，這是一場要求速度的馬拉松。

（編輯：早優夫斯基）

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