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北醒在AGV行业的布局:固态激光雷达的登陆

发布时间: 2017-12-16 08:12:21 来源:新战略机器人网

核心提示: 北醒的CE30专为避障而生,纯固态结构,使用寿命长;132°x 9°大视场角,可探测低矮障碍物;高刷新帧率,避障功能不受车速限制;避障模式下,无需二次数据开发,即插即用,不需要修改车身设计;

一个产业的发展往往需要创新的力量推动,对于国产激光雷达而言,近几年中国涌现出不少优秀的创业团队,其中,北醒光子格外引人注目。成立仅三年,北醒不仅获得无人驾驶领域的亲睐,并且其固态激光雷达产品已量产出货,并开始开展更广阔的市场。


如今,北醒将目光关注于中国AGV产业,欲在这个细分领域逐鹿深耕。北醒的激光雷达性能指标究竟如何?新战略机器人全媒体、《物流搬运机器人》杂志社带领各位走进北醒,聆听其创始人李远博士的全面阐述。


作者|叶兮

编辑|clay

校对|熙文

微信|robotinside


1、新战略记者:北醒自创立以来关注度颇高,一方面是由于其产品的独特性,另一方面也得益于资本的进展。请您先给我们介绍下您本人以及北醒的相关情况,谢谢。


李远:我本人接触光学已经超过十年。本科毕业于北京交通大学(北方交通大学),硕士从师于中国发光学奠基人之一的徐叙瑢院士,博士从师于美国物理学会会士Dr. Carroll(Wake Forest University)。2010年获得中国驻美大使张业遂颁发的“国家优秀自费生奖学金”。2012年获得德国政府教育部部长沙万颁发的Green Talent。我曾在美国Wake Forest University纳米材料与分子研究中心担任高级科学家并发表过国际英文学术论文(SCI)40余篇,其中博士毕业论文被Springer出版。


北醒于2014年创建,专注于机器人眼睛(激光雷达),2015年公司入住清华启迪科技园,并获得国际著名投资机构IDG资本和科沃斯的A轮投资,2016年获得顺为资本领投的A+轮投资。2016年获得“创新中国春季峰会”决赛冠军(DEMOCHINA),得到DEMOGOD。同年获得奥迪创新的总冠军(奖品;奥迪A3)。2017年入驻博世加速器。目前公司的激光雷达产品已完成量产,并已登陆美国、欧洲和日本市场,主要面向无人驾驶(避障导航)、无人机(农业植保领域)、机器人(智能家居)、AGV(工业领域仓储物流)等领域。


2、新战略记者:目前,北醒的激光雷达产品主要有哪些种类?针对哪些特定领域?各自的性能优势如何?


李远:目前北醒已量产的激光雷达产品有3款,分别是单点测距激光雷达TF02、微型测距模组TFmini、固态激光雷达CE30。


图:单点测距激光雷达TF02


图:TF02在各领域的应用案例


TF02除了应用于植保无人机定高之外,也广泛应用于塔吊预警、料位计、停车位检测等领域。其拥有达22m的量程和工业级别的稳定性和寿命。


图:微型测距模组TFmini


图:TFmini智能道闸应用案例


TFmini是北醒在推进激光雷达低成本化进程中里程碑式的一步。产品配以独特的光学、结构和电子设计,使得产品具有6g重量,厘米级尺寸,100Hz探测频率,12米探测距离和可室外工作等优点。目前已成功应用在智能代步车、智能道闸、消费级无人机等领域。


图:固态激光雷达CE30


图:CE30应用于智能仓储AGV


CE30是一款具有大视场角的固态激光雷达。它可同时输出132°水平视场、9度垂直视场范围内的灰度与深度信息,且内部无任何机械旋转部件,以保证更高的可靠性与稳定性。特别优化的避障模式,可自定义设置避障区域,以聚焦于视野范围内的障碍物信息,让机器畅行无阻。可用于广义的车领域:包括AGV无人导航车、无人驾驶和工业自动化等应用领域。


针对用户的不同需求,CE30提供点云模式和避障模式可选。直接需要解决避障问题的客户可以选择避障模式,CE30内部已经对点云数据进行了二次优化,直接输出兴趣区域内最近障碍物的位置信息和距离信息。用户只需要设置AGV车宽、避障范围、输出频率即可,即插即用。CE30的车款设置范围在30-200cm,基本覆盖了主流的AGV车型。当然,有二次开发需求的用户也可以选择点云模式,CE30输出探测范围内的原始点云数据,用户再对这些深度信息进行二次开发。


3、新战略记者:细化到AGV机器人领域,您如何看待中国的AGV市场?目前北醒的产品在AGV领域有哪些具体应用?能否结合具体应用案例说明北醒的激光雷达特性。


李远:目前AGV在工业领域已大规模的应用,近年来在智能仓储领域更加普及。不少消费者表示,今年的双十一快递物流明显比往年来的更加迅速,这完全得益于近年来电商巨头们不遗余力所打造的智慧物流仓储。以菜鸟为例,为了迎接“新零售”落地的首个“双11”,菜鸟网络早在几个月前就已经开始布局机器人仓库的整体升级迭代,其中包括自动化流水线、AGV机器人、机械臂等设备更新;同时,推出了大量基于智能仓储AGV的无人仓。根据几大电商巨头公布的数据,每个无人仓会同时布局几十甚至上百台智能仓储AGV进行仓群作业。面对如此之多的智能仓储AGV在无人仓中同时作业,如何保证作业过程中的井井有条,安然有序呢?一方面需要依托与仓储AGV配合的智能调度系统,另一个方面就需要借助近年来比较热门的激光雷达来保驾护航。


以2017年双11为例,北醒研发团队将固态激光雷达CE30提前在客户仓库中部署运行数月。为了保证CE30的运行稳定性,在客户实地仓库中,北醒的项目组已经在客户场地运行了半年之久。同时为了体现产品的安全性,北醒特别做过一次测试,其中研发经理和研发工程师亲自用身体来做危险的拦车避障验证产品的稳定性和可靠性(观众不要模仿),并顺利通过了测试,单台持续稳定工作时长超过 8000h,累计稳定工作时间 1000000h。目前该款固态雷达已经在全球多家AGV厂商的产品上批量使用。


以仓储AGV避障应用为例,CE30固态激光雷达会根据客户设定的避障区域,实时精准探测机器人行进区域内是否有障碍物出现,一旦出现障碍物,并进入到预先设定的预警区域,雷达就会将信息及时反馈给机器人控制系统,由控制系统控制机器人减速、刹车。这个过程就相当于人眼看到了突然出现在面前的车辆之后会停下脚步。而对于那些不在机器人前进区域内的障碍物,即使离的再近,雷达也不会预警,以保证机器人作业的效率。


4、新战略记者:目前,AGV机器人用激光雷达主要有哪几类技术路径?请您从技术层面分析北醒的激光雷达的优势,同时您认为还有哪些方面需要加以完善和提升?


李远:目前用于仓储AGV避障传感器方案主要有:激光雷达、视觉传感器(摄像头)、红外传感器、超声波传感器等。超声波传感器无法探测到障碍物的具体方位信息,而摄像头、红外传感器则容易受到环境光的影响。综合对比,激光雷达方案精度最高,数据可靠性也最好,可以说是AGV避障的最优选择。


而AGV的激光雷达传统的避障方案主要是机械旋转式雷达和多点拼接式雷达。


二维机械旋转式雷达是通过360°旋转来探测周围环境,它的机械旋转结构导致稳定性会受到一定的影响,且寿命有限,维修成本高;二维的探测范围也无法探测到高于或低于安装位置的障碍物;安装时需将雷达突出机器人前表面或在机器人前表面设计凹槽;在数据处理方面,需要资助搭建相应的硬件和算法来屏蔽不在探测范围内的数据;同时工业市场长期被国外激光雷达品牌把控,成本居高不下。


多点(7-11点)拼接式雷达水平方向视场角较小,在近距离的大角度区域存在盲区;角分辨率低,不能清晰辨别边界,导致碰撞风险大;垂直方向分辨率低,也无法分辨不同高度障碍物。




北醒的CE30专为避障而生,纯固态结构,使用寿命长;132°x 9°大视场角,可探测低矮障碍物;高刷新帧率,避障功能不受车速限制;避障模式下,无需二次数据开发,即插即用,不需要修改车身设计;探测区域可调,输出兴趣区域内最近障碍物的位置信息,无漏判、误判;精准匹配不同车宽,能够多机协同工作,且抗强光。


5、新战略记者:现阶段,激光雷达产品仍然以国外品牌企业为主,您认为北醒的产品应该如何打造国产化品牌?未来几年,北醒将在市场、产品方面有哪些规划?


李远:一直以来激光雷达长期被国外品牌所垄断,由于国外品牌的激光雷达基本都是机械旋转式,而这种激光雷达从原理上就非常难以量产,导致价格高昂,这也是阻碍智能自主移动设备普及的一个重要原因。


北醒通过固态激光雷达的研发和量产,弯道超车,打破了国外品牌对激光雷达领域的长期垄断,实现了完全自主知识产权。加上在批量生产阶段我们已经实现了全自动的数字化参数化调试,避免了精密的机械调试,节约了大量的调试成本。因此我们能把激光雷达成本降到国外品牌的三分之一甚至更低。


当前国内外已有数十家激光雷达公司,其中不乏拿到上亿美元融资的国外明星公司。北醒认为,在量产思维的指导下,以及国内巨大市场的支持下,国内的激光雷达创业将很有机会。北醒在打造国产化品牌之路上,除了过硬的研发技术实力和产品量产积累的经验之外,同样重视专利的布局。目前北醒已经申请专利共106 项。北醒的产品也已出口到欧美日韩等世界各个国家。


根据李远博士所言,激光雷达的国产化是中国AGV产业的一大趋势,而在这个大趋势中,固态激光雷达必将替代传统机械式的雷达。

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