北醒的官網首頁下方,寫著一行目的明確的口號:致力于做世界上最好的機器人眼睛。
相比官網上“有違廣告法”的標語,北醒光子的市場總監祁俊云就樸實很多,他對筆者說,“我們就是一家傳感器企業,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注的激光雷達。
話雖樸實,但這件事做起來卻不簡單。
在激光雷達這個細分領域,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,這種機械旋轉型激光雷達由于標定、調試需要耗費大量人工,因此量產難度很大。
北醒非常清楚,激光雷達如果不實現量產,成本永遠降不下來,他們需要找到一個突破口。
最初,他們為零度探索者二代無人機開發了激光雷達避障模塊,并在2016年美國CES上亮相。雖然探索者二代沒有量產上市,但經此一役,北醒“刷臉”成功,進入無人機玩家、廠商的視野。
2016年初,北京舉辦現代農業展。團隊成員慕名而去,跟參展廠商交流,希望借此機會了解業界的最新動態。隨著與各大廠商、客戶溝通的不斷深入,他們發現,在農業植保無人機領域,存在著一個痛點問題——“定高”。
就植保無人機而言,作業過程中需要始終與農作物保持1-2米的相對高度,以保證農藥的均勻和高效噴灑。但經常會遇到農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,經常造成植保無人機在作業過程中漏噴、重噴,影響噴灑效果,甚至造成掉高導致炸機事故。
因此,對于農業植保無人機而言,定高是一個痛點需求。
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,各有優劣:
GPS:使用GPS優點在于應用成熟、成本極低,缺點是易受天氣、電子設備干擾,數據刷新滯后,在無人機高速運動時容易導致墜機。
氣壓計:氣壓計的優點與GPS相同,但缺點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),且持續時間較長。另外,強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。
毫米雷達波:毫米雷達波的優點是全天候,集成化程度高,感應靈敏,抗水霧、灰塵等干擾能力強,波束角較大,適用農作物較多。缺點是容易穿透植被,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,要么造價高昂,對于飛控廠商、無人機廠商都是一個亟需解決的痛點。
因此,北醒從產品研發上迅速做出反應,將重心放在了“定高雷達”上。而對于這一點,祁俊云說,用激光雷達來定高從技術實現角度并不難,只是大家將更多的注意力放在了激光雷達用于無人駕駛上,卻忽略了其實作為傳感器的激光雷達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TF01樣機研發只用了一個月。雖然樣機還存在很大問題,但經過數次改進,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的特性,做了水霧實驗、振動試驗、劃傷實驗、農藥腐蝕試驗、光強影響實驗、不同地表植被影響實驗等,保證其品質。
北醒光子 TF01最終版
但北醒的定高雷達還是有升級空間的。祁俊云介紹說,TF01不能像毫米波雷達一樣全天候使用,下雨下雪使用就不太好,不過針對噴灑農藥而言,一般也不會選擇惡劣天氣進行植保作業,所以這個缺點也就顯得微不足道了。
量產之后的激光雷達TF01,成本已經下降至幾百塊。2017年CES期間,TF01在全球硬件銷售平臺SEEED、ROBOTSHOP等同步發售,同時正在和數十家代理商進行商務溝通。目前,新一代長距面陣雷達TF20的量產工作已接近尾聲,即將面世,其輸出距離為50米。
相比Velodyne造價高昂的機械旋轉式激光雷達,這種方案的好處顯而易見,不過應用領域相對單一。
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固態雷達,并且有望將成本降至50美元。而固態激光雷達的先驅者Quanergy,在2016年8月獲得了9000萬美元的 B 輪融資,并且宣布在 2 年的時間內實現固態激光雷達的批量生產。
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這個細分領域,還堅定著全球化路線,在國外通過代理商出售產品、提供售后,同時申請國內外專利達40多項。目前,國內的拓攻、極翼、一飛、博鷹等飛控廠商,都在使用他們的產品。
當筆者問及未來的規劃,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匹配的應用領域,找到最佳切入點”。
(審核編輯: 林靜)
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