首页 > 系统集成 > 正文

Sense Photonics利用低成本Flash激光雷达挑战工业和汽车市场
2020-09-20 20:14:19   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

Sense Photonics拥有Flash激光雷达的核心技术,包括激光器、探测器阵列、算法和软件堆栈。Sense Photonics拥有专利的激光器基于大型VCSEL阵列,为远距离探测和大视场提供了高性能、人眼安全的光学输出,并且成本低(正在改变原来的游戏规则)。

Laser Focus World杂志知名主编Conard Holton近日采访了激光雷达(LiDAR)解决方案开发商Sense Photonics首席执行官Shauna McIntyre。据麦姆斯咨询报道,Shauna McIntyre拥有超过25年的行业经验,曾在谷歌、福特和霍尼韦尔等公司担任过领导职务。

Sense Photonics公司首席执行官Shauna McIntyre

Sense Photonics公司首席执行官Shauna McIntyre

Shauna McIntyre曾在谷歌、福特和霍尼韦尔等公司担任工程和管理职位多年,并就交通运输相关战略问题提供咨询,之后加入Sense Photonics担任首席执行官。Sense Photonics公司规模不大,于2016年在美国北卡罗莱纳州达勒姆成立,并在旧金山和爱丁堡设有办事处。

Conard Holton:是什么吸引您投身于激光雷达事业?

Shauna McIntyre:此次新冠疫情告诉我们,当今世界需要核心系统实现的自动化程度远超今日的水平,才能使人们实现远程工作、在更少的人工干预下完成货物运输。要实现这一愿景,我们需要赋予目前的工业设施更强的机器视觉和内部活动协调能力;此外,机器人也需具备强大的3D视觉能力,以便能够自动操纵自动引导小车(AGV)、升降机等,最终实现汽车和卡车的自动驾驶。

我们看到了激光雷达公司的竞争环境,尤其试图从机械角度(如旋转、扫描、MEMS等)来解决3D视觉问题,所有这些解决方案都是试图通过以对光的操纵和探测等方式来实现3D视觉。然而,作为一名机械工程师,在我的职业生涯中,已实现数百万复杂机械系统的量产;在客户应用这些系统达到数百万小时或英里中,我亲眼目睹了他们所面临的可靠性问题。我深知复杂的系统永远不会赢。因此,我发现了市场的巨大缺口以及在高性能、低成本、高可靠性解决方案方面的巨大机遇,将创造更多的部署机会,为帮助客户实现新型自动化,并达到智能化水平。

Conard Holton:能否向我们介绍贵司的闪光式(Flash)激光雷达核心技术?我的理解,Flash激光雷达是VCSEL阵列与摄像头的组合。请介绍贵司的VCSEL是否获得专利设计?选择的是哪个波长的光源?是否已市售?也请谈谈摄像头的情况。

Shauna McIntyre:Sense Photonics拥有Flash激光雷达的核心技术,包括激光器、探测器阵列、算法和软件堆栈(software stack)。我们拥有专利的激光器基于大型VCSEL阵列,为远距离探测和大视场提供了高性能、人眼安全的光学输出,并且成本低(正在改变原来的游戏规则)。因为激光器的波长为940nm,我们的探测器阵列可以基于经济型CMOS技术,实现低成本,这一波段的太阳背景光较低,信噪比更高。从架构的角度来看,我们有意选择了Flash架构,因为它具有简单的摄像头全局快门设计、量产的可扩展性、无运动部件的优势,而且最重要的是它实现了低成本。

Conard Holton:Flash激光雷达通常是单光束闪光或多光束闪光,二者的优势各是什么?Sense Photonics选择的是哪种方式?

Shauna McIntyre:Sense Photonics激光器阵列是由数千个VCSEL组成的阵列,这些VCSEL以提供高功率、短脉冲的方式相互连接。为了保持我们为客户设计简单和高性能产品的理念,我们促使阵列产生单光束闪光,而不是增加多光束闪光相关的复杂性以及成本。

Conard Holton:这类激光雷达听起来很全能,但似乎很昂贵——与特斯拉的纯摄像头方案相比,它的性价比怎样?如何平衡成像与激光雷达的功能?

Shauna McIntyre:所有传感器的作用是可以累加的。障碍物在道路中有各类不同的表现方式,如轮廓、声音、3D深度等;基于传感认知的基本原则是传感器越多越好。这里的“更多”主要是指覆盖范围和障碍物形态。当某感知系统有“信心”识别各类感知能力并适用于所有严苛的工作环境(而不仅仅是好天气)时,该探测系统就会更安全,并拥有更有效的故障缓解选项(如制动感受更舒适)。在L3级以上自动驾驶中,当务之急是解决交通拥堵、高速公路、各类城市驾驶条件以及应对陌生环境中的极端情况(非常重要)时的导航问题。

关于成像与激光雷达之间的平衡,业界基本已经认识到,不依靠激光雷达,实现有效的L2.5级以上是非常困难的(不包含特斯拉内部的激光雷达试验)。已经有几份行业白皮书解决了摄像头的感知限制问题,在如黑暗、恶劣天气,以及在道路、隧道、不规则车道标记和黎明/黄昏/高动态范围的情况下出现不熟悉的障碍物时等各类环境中。一般来说,激光雷达深度探测的优势在许多真实驾驶条件中均有体现,而利用基于摄像头的感知或是数据融合来解决每类极端问题的蛮力解决方案在现实中变得越来越困难,因为极端案例的本质在于它们具有长尾效应(根据Philip Koopman的研究)。

阻碍工业领域大规模采用激光雷达的原因在于成本和产业化,而目前工业领域与消费领域的差距已迅速缩小。将固态激光雷达部署在车规级先进驾驶辅助系统(ADAS)已实现产业化。另一方面,激光雷达成本已经下降10倍以上,而且像Sense Photonics所开创的简单架构已将成本降低到与摄像头成本相当的水平。当激光雷达所有的优势都体现出来(特别是提高安全性),为什么不用激光雷达取代摄像头并大规模采用呢?Sense Photonics已经超越了可用性和行业痛点的思路,并且其架构可能是全球最像摄像头的激光雷达,使客户感知工程师很容易将其基于摄像头的算法移植到激光雷达和摄像头驱动上。

Conard Holton:人工智能和机器学习如何在贵司产品中应用?

Shauna McIntyre:我们公司的理念是,人工智能和机器学习是一种达到目的的手段,通过卓越智能边缘硬件来提高运营效率,从而实现投资回报率(ROI)。

短期内,我们将推出能够产生丰富数据输出、易于使用、便于客户快速采用、功能丰富的传感器。这使得客户工程师能够充分利用我们提供的信息,确保可在所有工作环境中,应用于室内和室外用例并实现工业级操控。

随着大量客户反馈,我们的传感器不断成熟、改进和加固,同时我们自己的人工智能感知堆栈也在不断完善,其特征包括物体计数、障碍物检测、分割、分类、x/y/z速率、定位、自由空间检测等。这些功能将与传感器一同交付至给客户。已经拥有感知团队的客户将获得带注释的数据集,以加速其产品的上市时间。

长期而言,我们还将向客户提供我们的软件和人工智能专业技术,使他们能够收集和使用聚合传感器数据并进行操作改进,如减少停机时间、执行预测性维护,以及在空间和时间上协调不同机器人的功能。这个领域其实还有很多想法有待探索,我们也在不断学习。

Conard Holton:贵司两款产品(Osprey和Sense One)似乎是针对两类不同的市场(汽车领域和工业领域),请谈谈这两种市场对产品标准要求的异同?贵司是如何根据不同要求进行针对性设计的?

Shauna McIntyre:我们对工业应用的分类是相对广泛的,从室内工厂自动化到零售,再到户外作业,其产品形式可选固定式或移动式。我们对产品要求非常严格(温度范围广、IP67防水等级、连接器坚固耐用、校准精确),部署时间通常较短,而且有需求可以立即满足。我们目前正将Sense One和Osprey传感器集成到这些用例中,客户欣赏我们填补了低端3D飞行时间(ToF)摄像头与更昂贵、更低可靠性的旋转式激光雷达之间的空白,旋转激光雷达没有针对工业用例进行优化;在工业领域中,绝大多数信息的探测距离在50米以内(这个范围内,我们点云的丰富程度是其他产品无与伦比的)。

我们对汽车市场采取了更加谨慎,但又与众不同的方式。对于ADAS应用,我们相信我们的产品(即将发布)的价位在业内会引起非常大的反响,并在远程和近程(盲点覆盖)工作中均具有最先进的性能。我们这款产品设计符合非常严格的车规级要求,并且探索着物理极限。然而,这款产品的美妙之处在于它架构简单,这使得我们能以非常低的成本定位。我们正在与几家OEM厂商和Tier 1供应商合作,以获得该产品的早期验证;我们相信总体而言,我们有能力成功地参与下一轮ADAS合同的竞争。此外,在汽车领域,自动驾驶(AV)市场实现规模成熟需要更长的时间。不过,我们也注意到,部分受到COVID-19疫情影响,自动驾驶特定细分市场(如货物交付)正在加速。我们今天交付的Sense One和Osprey产品解决了非常独特的近场用例,并在该领域的领先公司和机器人出租车公司有着良好的吸引力,机器人出租车公司正不断推出试验产品并进行测试和验证活动。总体而言,在汽车领域,成本优势使我们成为引人注目的选择,也成为最佳性价比的360°探测系统。

Conard Holton:请您谈谈您的团队管理经验和管理风格!在COVID-19疫情期间同时管理多个地区的办事处一定很有挑战。

Shauna McIntyre:我刚从谷歌出来,我相信目标与关键成果法(OKRs)是透明且受数据驱动的,招募增加价值的所有类型人才是关键。我也相信应该赋予团队更多的话语权,作为管理者,我们会尽我们所能为团队提供成功所需的工具。

至于我们在旧金山湾区、科研三角园和英国的三个办事处,我并不认为这是挑战,只是作为团队无法在同一地点交流明显受限。COVID-19疫情是对每个人的挑战。我认为我们都很幸运,因为我们都保持着健康,而且由于有政府合同,我们能够维持“基本业务”继续运营。为此,我们采取了安全措施以确保我们的无尘室和装配技术人员的安全距离。这使我们能够在这样不可预测的时期仍保持强劲的发展势头。

Conard Holton:贵司董事会是如何参与指导工作的?

Shauna McIntyre:我加入Sense Photonics的一个主要原因就是我们拥有强大的投资者基础和董事会实力。他们从我进入的第一天起就非常支持我,是非常棒的合作伙伴。从商业建设的角度和技术背景,很幸运我有如此优秀的伙伴。我在重大决策上会与他们磋商,并感谢他们给予我的指导。

Conard Holton:目前市场上已经有许多激光雷达公司,而且许多公司已被全球主要汽车制造商所收购,您一定非常感兴趣这个挑战!

Shauna McIntyre:对这个陈述我保留意见,但我确实喜欢挑战。我是一位狂热的跑步爱好者(也是一位狂热的滑雪爱好者),因此我喜欢激励自己,并享受努力工作的回报。早年在福特工作时,曾在明尼苏达州冬天最冷的时候管理夜班卡车生产业务,我学到了专业经验:当风险很高时,我真的很愿意及时应对形势并与我的团队建立信任,从而取得伟大的成果。从那以后,我一直享受着来自于领导团队跨越界限、共同完成目标的满足感,这种满足感远远超出了我们的想象。

延伸阅读:

《飞行时间(ToF)传感器技术及应用-2020版》

《自动驾驶技术及市场-2020版》

《传感器技术和市场趋势-2020版》

《激光雷达(LiDAR)技术及市场趋势-2019版》

《激光雷达产业及核心元器件-2020版》

《汽车激光雷达专利全景分析-2018版》 

相关热词搜索:激光雷达 LiDAR VCSEL

上一篇:“透视”隐藏物体,新成像方法改善3D机器视觉
下一篇:最后一页