深挖数字孪生和智能出行需求,激光雷达研发商「北科天绘」如何用好先发优势?

1评论 2021-09-15 17:31:26

  2005年,Velodyne首次将64线激光雷达应用于DARPA挑战赛,并在次年生产出首台商用3D动态扫描激光雷达,叩响激光雷达出行市场的大门。

  彼时,刚从加拿大归国而来的张珂殊也正面临着就业抉择。但那时国内还未出现具备激光雷达自主研发能力的企业,设备依赖国外进口,一台含有激光雷达的移动测量车或机载激光雷达系统在中国售价高达1400万,是国外售价的1.5倍。

  国产激光雷达缺口巨大,市场前景广阔,在找不到对口公司的先进制造人才的情况下,就业不如创业。张珂殊2000年就已涉足激光雷达研发,曾先后任职于美国Kulilcke & Soffa和加拿大Optech,参与过NASA和DARPA的相关项目,技术优势显著。

  从高精度测量型激光雷达研发入手,国内激光雷达先行者「北科天绘」正式成立。

  经过近二十年发展,北科天绘现已是国内少有的具备独立知识产权和量产能力的激光雷达设备供应商之一。

  据光大证券研究所《激光雷达(LiDAR)行业报告》显示:预计2025年,全球ADAS与无人驾驶的激光雷达市场规模可达81亿美元,中国约占其中的30%,达23亿美元。且预计到2025年,数字孪生、高阶自动驾驶(L3+)、高级辅助驾驶(ADAS)将各占市场三分之一的销售份额。

  而在以上提到的数字孪生、高阶自动驾驶、ADAS三大领域,北科天绘也都铺有产品线。

  北科天绘CEO张智武认为:从存量市场来看,数字孪生是目前最落地的商业机会,产业最为成熟且有刚需,可以在当下为激光雷达企业贡献非常好的现金和利润。

  北科天绘CEO张智武

  这也正是北科天绘切入的第一条线。北科天绘成立后,团队用了8年时间与电力巡线、铁路检测、国土勘测等领域客户建立深度合作,研制出高精度测绘型激光雷达,产品具备高性能、轻小化、性价比高的优势,在国内一众友商中占有先发优势。

  2007年北科天绘第一款应用于移动测量车的激光雷达R-Angle样机出货,2008年开始设备销售,机载激光雷达于2009年样机出货,2010年开始形成销售。现公司产品线已覆盖车载线及无人机线。满足客户对精度、测距、载荷、成本等方向的各类需求。

  北科天绘测绘激光雷达产品展示

  高阶自动驾驶和ADAS为北科天绘智能出行业务线的主要产品,该业务于2014年9月正式展开。

  张智武表示:“高阶自动驾驶目前已有一定存量市场,同时也在快速增长,如无人物流车、无人观光车,无人小巴,无人大巴,无人出租车,无人农机,无人卡车,无人行李搬运车等,限定场景的高阶自动驾驶市场还在不断发展成熟。而乘用车领域是蓄势待发的增量市场,目前市面上乘用车装激光雷达大部分还在研发定型阶段,会有一些概念车,但离真正大批量产落地还需要一段时间。”

  在考察多种技术路径之后,北科天绘综合使用场景、技术性能、功能安全、环境适应性和成本等因素,率先选择基于“FLASH测量体制”和微转镜扫描的的技术路径,开发出面向车辆前装市场的C-Fans系列。

  C-Fans系列为基于半导体器件生产的车规级激光雷达产品,采用了小尺寸、低功耗、高可靠的半导体激光器。目前市场上200线以上的激光雷达大部分是用光纤激光器做的,北科天绘C-Fans系列在高分辨激光雷达里是原材料成本最低、也是供应链最成熟的产品。

  该系列产品现有三个型号:C-Fans-32,C-Fans-128和C-Fans-256。

  C-Fans-32是主要面向低速车的前装车规量产需求,产品重量仅584 g,功耗仅6 w,启动电流低,具备卓越的环境适应性,视场角120°×18.6°,垂直角度分辨率为0.6°,目前已广泛应用于无人巡检、AGV、叉车和牵引车等场景。

  C-Fans-32产品大小示意图

  C-Fans-128为高分辨激光雷达,通过更新频率 20-80 Hz的实时三维成像为自动驾驶车辆进行导航避障,其探测距离可达200 m以上,视场角150°×30°,垂直角度分辨率为0.2°。

  该产品采用车规级的半导体激光器、光电传感器、信号处理芯片,全固态的激光收发模组,具有低成本、小尺寸、低功耗、高可靠、强环境适应性等特点,经认证实验室检测,已满足Class 1人眼安全标准,并获得美国FDA颁发的辐射安全证书。

  C-Fans-128产品图

  C-Fans-256为图像级超高分辨率固态激光雷达,具备高清远距、视野宽广、动态捕捉等特点(分辨率0.1°×0.1°,视场150°×30°,帧频最高80Hz),可实现200m处行人、车辆检测,给无保护左转场景提供足够的安全视野,并能实时捕捉高速车辆。

  C-Fans-256产品图

  “未来激光雷达企业的竞争,尤其对于汽车电子等消费领域而言,将主要考验产品力+成本力,北科天绘在这两个方面着重发力,不断提升产品性能、让成本管控得当。”

  公开资料显示,美国最早上市的激光雷达研发公司Velodyne的单机制造成本为9000至14,000美金,主要是由于其没有采用半导体工艺去生产激光雷达,需要进行激光发射和激光接收电路板的多次对准,导致制造成本居高不下。

  而目前市值最高的激光雷达研发商Luminar近期的毛利率为-32%,也是受制于核心元器件的成本问题没有解决。

  北科天绘现已实现核心元器件自研,平均单机制造成本上不到为Velodyne的20%。

  北科天绘测绘产品-蜂鸟搭载无人机

  张智武透露:“如果要实现半导体工艺,激光回波信号处理必须芯片化。北科天绘自2009年开始开发激光雷达信号处理芯片化的开发,目前有24个型号的芯片,通过芯片化的信号处理和高精度键合的激光收发模组,实现了基于半导体技术的激光雷达生产工艺,奠定了低成本的基础。”

  当前,北科天绘已经成为国内唯一一家同时具备测量型、导航型两大类激光雷达研制能力的公司。

  商业模式上北科天绘支持主机厂的定制交付,同时提供标准化接口适配其他传感器便于系统集成。

  北科天绘已与多家国际一线车企和Tier1合作,2020年实现正向现金流。由于产品较为突出的性价比,目前北科天绘在全球有26个代理,产品出口到欧洲、日本、北美、东南亚,2020年海外收入占总收入的10%,预计今年可达到15%左右。

  激光雷达赛道属于技术密集型,北科天绘团队中技术研发人员占比45%。公司创始人兼CTO张珂殊回国后曾领导中科院电子所激光SAR项目、中国光学工程学会常务理事,行业经验丰富。

  北科天绘创始人兼CTO张珂殊

  公司于此前获得过联想之星、智朗广成、前海康达、云晖、StarVC等机构的多轮融资,现阶段现金流和利润较为良好。

  接下来,北科天绘将继续围绕数字孪生和智能出行场景深挖产业需求,在商用车、乘用车应用上持续发力,不断加固自身技术壁垒,推动国产激光雷达量产化进程。

【来源:创业邦 (责任编辑:Robot RF13015)

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