禾賽科技:打造高端製造「硬核」技術 領跑無人駕駛細分賽道

2020-12-21 人民網

編者按:為充分展示新中國成立70周年、上海解放70周年上海產業和信息化發展的光輝歷程、偉大成就和寶貴經驗,人民網上海頻道與中共上海市經濟和信息化工作委員會即日起聯合推出「壯麗70年·建功新時代——上海製造新氣象新作為」主題報導。

系列報導重點挖掘新時代「上海製造」發展歷程中先進的思想、優秀的作品、神奇的科技、震撼的工程,講好上海故事,傳播製造精彩,展示上海產業人勇當排頭兵、先行者的不凡業績,全力打響「上海製造」品牌。

高端製造業正在成為上海經濟高質量發展的重要突破口。隨著人工智慧、集成電路、新能源汽車等新興產業在上海的加速集聚,上海製造業的「新版圖」上正出現一大批高端製造業的產業集群。在時間的複利中,「上海製造」正踏著第四次工業革命的浪潮,釋放出勢不可擋的磅礴力量。

記者調研走訪發現,人工智慧技術和產品開發成為上海高端製造業發展的重要方向。這些高端製造業不僅有速度與激情的迸射,更是一種責任和工匠精神的延續。位於上海嘉定工業區的禾賽科技,則為上海製造業邁向高端和智能提供了生動註腳。

勢如破竹 打造高端製造業技術「硬核」

隨著人工智慧特別是無人駕駛技術在全球範圍內的漸次落地,電影中的未來體驗提前進入我們的真實生活。如果將無人駕駛核心技術進行拆分,作為細分賽道之一的雷射雷達無疑是決定這一技術能否持續在各個方面進階的關鍵因素——它被稱為無人駕駛汽車的眼睛。

 

雷射雷達看到的世界(禾賽科技PandarGT 3.0@上海世博園)

雷射雷達(LiDAR),是用雷射進行三維掃描的傳感器,被廣泛應用於無人車和機器人等領域,雷射雷達的精確度和性能直接影響其載體的使用表現。業內甚至流傳著一種觀點:雷射雷達的產品演變史就是半部自動駕駛行業的進化史。擁有專業技術背景的禾賽科技作為行業的「種子選手」,在短時間內已經領跑無人駕駛的細分賽道。

據了解,禾賽科技是做雷射氣體遙測系統起家的,2013年成立於美國矽谷,2014年落戶上海。這樣一家初創公司,為何短時間內就可以迅速成功跨界到無人駕駛雷射雷達領域?

事實上,禾賽科技最早的產品為手持式雷射甲烷遙測儀及無人機載燃氣安檢系統,產品技術世界領先,一面世就受到燃氣行業的關注及追捧。雖然只做氣體傳感器也能做成一家成功的高科技公司,禾賽科技的三位創始人卻想讓企業在更大程度上造福人類的生活。在經歷了反覆探索後,他們終於找到了公司的發展方向——自動駕駛雷射雷達:它能夠把人從枯燥的駕駛過程中解放出來,減少交通事故,拯救數百萬人的生命,而且產品的技術壁壘高,市場總量大,應用前景極廣。

燃氣檢測和雷射雷達這兩個領域看似八桿子打不著,禾賽科技的轉型為何能夠順利推進呢?面對記者的疑問,禾賽科技CTO向少卿解釋道,這兩個領域在工程師的眼中其實有很多相通之處,比如甲烷氣體遙測儀和雷射雷達在光路的設計、電子信號處理等方面在本質上很類似。禾賽組建的優秀工程師團隊可以相對容易地從一個產品轉型到另外一個產品。因此在雷射雷達領域,禾賽並不是一個從零開始的企業,相反卻有著深厚基礎——多年開發雷射遙測傳感器的經驗。

禾賽科技錨定高端市場和新興行業的舉措,正是上海尋求製造業轉型方向過程中的一個縮影。今年4月,上海市委副書記、市長應勇的表態擲地有聲:上海不是不要製造業,而是要先進位造業、高端製造業。上海最新發布的半年報數據顯示,更多的新動能正在高端製造業、戰略性新興行業集聚。在複雜嚴峻的國際環境和自身結構調整的陣痛中,上海持續發力,實現新舊動能轉化的進程正在加速。

而類似禾賽科技一樣打造高端製造業技術「硬核」的公司,正在成為上海經濟高質量發展的新動力。

無懼攔路虎 對標巨頭鎖定國際大市場

目前來說,無人駕駛所必備的三種設備:雷射雷達、攝像頭和毫米波雷達,他們各自有著自己的優缺點。攝像頭的優點是成本低,劣勢在於無法準確獲取三維信息,同時受環境光限制比較大。毫米波雷達的優勢在於技術相對成熟,穿透霧、煙、灰塵的能力強,但毫米波雷達的檢測解析度太低,無法對目標作出準確的識別。雷射雷達目前成本相對較高,但在測距、識別障礙物方面更準確。

 

雷射雷達不可替代的作用

綜合來看,雷射雷達在測量距離信息上比攝像頭更有優勢,而又在細節呈現上比毫米波雷達要好。向少卿說:「雷射雷達測距的高準確性在無人駕駛領域是至關重要的,無人駕駛對安全性的要求非常嚴格,一旦判斷距離出錯,可能會造成災難性後果。」

然而,儘管雷射雷達在自動駕駛中發揮著不可替代的作用,但它同時面臨著巨大的挑戰,造價貴、研發難度高、產能低都成為了阻礙雷射雷達行業迅速發展的攔路虎。

細數雷射雷達賽道,真正能夠實現量產和穩定出貨的並不多,其中要以美國的Velodyne和德國的Ibeo為先行者。但其高昂的售價令很多公司望而生畏。Velodyne 64線雷射雷達價格高達8萬美元,16線也近1萬美元,一輛無人車往往需要多個雷射雷達來保證覆蓋的全面性,因此成本巨大。儘管如此,鑑於雷射雷達的不可替代性和市場有限的選擇,即使Velodyne價格高昂也沒有擋住眾多無人車公司火一般的熱情,Velodyne的年銷售額高達數億美元。此外,由於市場供不應求,加上產品本身設計和裝調工藝的限制,Velodyne的雷射雷達交貨周期一度長達半年以上。

作為後入局者,禾賽從一開始就把產品設計成便於自動化裝配,降低了人工調校比例。雷射雷達的需求噴湧而來,對禾賽科技來說,這無疑是一個很好的市場機遇。向少卿堅信,要超越競爭對手的最高性能產品,努力做到「用產品說話」。此後,禾賽科技又發布了研發門檻更高的固態雷射雷達Pandar GT,被業內認為是固態雷射雷達行業中性能指標最領先的原型產品。現在雷射雷達產品是禾賽科技的主要營收來源,2018年無人駕駛雷射雷達產品銷售額位居中國第一、世界第二,並實現了盈利。

這種飛速進步的節奏,正在上海這片土地上時時上演。上海向高端製造業轉型的藍圖,正在一個個核心技術的成功產品化、一臺臺儀器的精準調校、一座座新興產業工廠的拔地而起中照進現實。

高端產品落地生根 構建核心競爭力「護城河」

2017年4月,當同行還在研發16線等低線數雷射雷達的時候,禾賽科技已經研發成功了測距遠、精度高、抗震性好、耐高低溫的40線高線數雷射雷達Pandar40,搶佔了市場先機。眾所周知,雷射雷達線數越多,排布越密,對環境場景的探測也就越精細,但同時,高線數雷射雷達的開發難度也是低線數雷射雷達不可比擬的。

被問到 「為何要以更高挑戰的高線數雷射雷達產品入局」時,向少卿回答說:「我們在成立之初,除了有一支頭腦聰明,不畏艱險的團隊外一無所有。別人做不出來的東西我們可以做出來,這是我們最大的優勢。所以選擇從高端做起,先做別人做不出來的東西,在這個過程中逐漸樹立起自己的品牌,有更多餘力後再去填充相對低端的市場。」

雖然雷射雷達的基本物理原理並不複雜,但是要做好高性能高品質的雷射雷達產品,需要以一絲不苟的精神對待無數個小細節。

雷射雷達包含著上千個精密部件,必須解決在高速旋轉情況下的機械穩定性、數十個雷射器所帶來的散熱、元器件之間串擾、微弱電信號的探測、高精度光學系統設計、超高速數字電路設計等問題。同時,雷射雷達必須在各種風霜雨雪惡劣天氣下、巨大的溫差下、高強度震動下、高溫高溼環境下,以及浸水場景下穩定可靠工作,這對研發團隊來說,是一場不能失敗的攻堅戰。

禾賽科技CEO李一帆接受媒體採訪時曾表示,在技術的基礎上要開發一款完美的雷射雷達產品,需要聚集光學、精密機械、模擬電路、數字電路、FPGA、深度學習等各個領域最頂尖的專家通力合作,才有可能實現。幸運的是,在幾年時間內,禾賽科技像超級瑪麗採蘑菇一樣集結了各路專家,並打造出一支戰鬥力超強的鋼鐵團隊。

在這條產品化的道路上,禾賽科技的研發團隊一步一個腳印,緩步前行。「我們從一個40人的公司變成了一個600人的公司」,向少卿充滿感慨,「優秀的人才互相吸引,學習進步,共同把產品越做越好,這是做企業最美妙的過程。」 經過一年多的開發、大量的內部測試以及早期客戶共同測試,禾賽科技又開發出了繼Pandar40後另外兩款重磅產品:Pandar40P和Pandar64。Pandar64的最小垂直角解析度為0.167°,測距達200米(10%反射率),具有抗幹擾能力,是目前國內量產的最高線數、最高性能的360°雷射雷達,在世界上也處於領先地位。在2019年百度AI開發者大會上,百度與一汽聯合發布的自動駕駛RoboTaxi採取了禾賽科技的40線機械式雷射雷達Pandar40P作為主傳感器。

 

搭載Pandar40P的百度Apollo無人車

在量產成本更低的固態雷射雷達研發方面,禾賽科技也取得了長足進展。自2017年12月發布PandarGT以來,禾賽團隊花了一年多的時間潛心迭代,經歷了數不清的失敗的嘗試和彎路,終於在2019年初交出了一份滿意的答卷 —— PandarGT 3.0,並在2019年美國CES展上發布了該產品。PandarGT 3.0專為自動駕駛量產車設計,成本有望在大規模量產的時候降到數百美元。

迄今為止,禾賽科技研發的的雷射雷達Pandar系列已經獲得了18個國家42個城市和地區的頂尖客戶的認可。美國加州現有的62家獲得無人車公開道路測試牌照的高科技公司中,超過50%已經是禾賽科技的付費客戶。同時,禾賽已完成累計超過1.5億美金的融資,這個初創企業正勢如破竹,以保持前進的姿態迎接賽道上日益激烈的競爭。

在打造國際經濟中心、金融和貿易中心、國際航運中心、全球科創中心的大背景下,「上海製造」的新使命是突破核心技術、人才不足等瓶頸,開展製造領域制度創新和全球交流,構建具有全球影響力科創中心的現代產業體系,打造全球卓越製造基地。

在適宜的土壤裡,創新才能迸發出更加強大的活力。近日發布的《上海市智能製造行動計劃(2019—2021年)》提出,到2021年,努力將上海打造成為全國智能製造應用新高地、核心技術策源地和系統解決方案輸出地,推動長三角智能製造協同發展。作為中國經濟開放的橋頭堡、長江經濟帶的龍頭和長三角一體化的中心,上海正在以高質量發展的新時代歷史使命,夯實高端製造業的堅固地基,打造出一座技術領先、人才優越、宜居宜業的現代之城。

(責編:實習生、軒召強)

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