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牛喀网：您和北科天绘给我们的整体感觉就是“低调和干练”，前不久看过您的一篇文章，直接将多个VC对您的提问列了个Q&A清单在网上集中答疑了，这里也请您做一个集中讲解，北科天绘是怎样的一个团队和公司呢？ 张智武：2005年我们从加拿大回来，看到国内进口一辆激光雷达移动测量车动辄上千万元。在国外我们创始团队就是做激光雷达的，基于对这个行业的深刻了解以及国内市场激光雷达硬件的空白点，我们开始了创业之路。我们最早是面向测绘市场于2007年推出了车载激光扫描仪，因为核心参数达到国际先进水平，在测绘领域收获了中国测绘科学研究院这样的顶尖客户，建立了良好的口碑。后来又陆续推出了机载激光雷达和静态三维激光扫描仪，去年我们的“移动测量型激光扫描系统R-Angle系列”以高端测绘设备的身份摘取了2015年测绘科技进步一等奖。十多年来，通过持续升级和迭代，不断打磨产品，北科天绘已是国际上能够生产机载、车载和静态全系列测量型激光成像雷达的四家公司之一，产品技术指标国际领先。2016年公司又推出了16线导航避障型激光雷达，正式进军智能出行领域。 目前，北京团队50多人主要从事产品研发，苏州基地刚完成了生产线的建设，具备规模化生产的条件。团队的平均年纪32岁左右，技术背景涉及光学、光电、精密机械、模拟电路、数字电路、集成电路、软件和算法等专业领域。基于创始团队的深厚技术底蕴，本着“科学、精益求精的工匠精神”，北科天绘逐步搭建完成了一支踏实、严谨、能打硬仗的团队。 精密传感器产品的开发和生产过程中，任何一个小的疏忽就会造成产品性能上的瑕疵，尤其公司现在进入智能出行领域，即便是一个很小的瑕疵也可能造成一系列危害性的后果。为此，我们做了很多努力，比如公司的年度表彰会专门设立了“吹毛求疵奖”，鼓励员工“鸡蛋里挑骨头”，以追求产品走向卓越。 牛喀网：做测绘型雷达出身的北科天绘于今年正式宣布进军无人驾驶，推出“导航型激光雷达”，从“高精度测量型激光雷达”转战“导航避障型雷达”之路上您认为自身最大的优势与难点是什么呢？如何符合车规级要求？ 张智武：无论是测绘型雷达还是导航型雷达其本质都是激光三维成像。测绘型激光雷达需要超长测程和超高精度，需要大功率激光发射器和精度模块。一般测绘型激光雷达的体积和重量都比较大。但在09年的时候，我们就预计到未来的传感器产品必须走“轻小化”和“智能化”之路。因此，我们在核心的元器件方面展开多层次研发，做了一定的技术储备。这些技术储备在我们推出导航型雷达产品R-Fans时都用上了。这次在德国的INTERGEO展会上，我们推出了一款世界上最轻的无人机载雷达Sky-Lark，获得学术界和市场的高度评价。此外，在激光雷达的测距与精度上，我们团队本来就具有比较深厚的经验积累，这是我们突破市场上现有的导航型激光雷达的核心参数的天然优势。我们的R-Fans是16线混合固态雷达产品，工程样机的俯仰视场为30度，最远测量距离大于100米，扫描帧频5-20 Hz，激光点频320 kHz，设备重量约800克，通信接口包括CAN和Ethernet。通过这几个月与智能驾驶研究团队的深入交流，我们对俯仰视场做了调整，在汽车最关注的垂直视场内减小了各激光通道之间的夹角，使重点关注区域的扫描线更密，分辨率更高。 目前我们的R-Fans尚未满足车规级的所有要求，因为车规对温度、震动、湿度等的要求是及其严苛的，比如工作温度要达到-40°C到120°C。所以目前我们推荐R-Fans产品主要用于车的后装，比如装载车顶使用。至于嵌入车体的激光雷达产品C-Fans，我们需要和整车厂和一级供应商联合研发。任何一个产品的行业应用都应本着敬畏之心，尤其出行直接关系到人身安全。需要和行业里的专家一起不断地测试、优化，考虑各种使用场景，追求其真正满足使用要求。推出市场之前，车用传感器必须细致、严谨地进行各种可靠性和稳定性测试，考验的是水磨工夫，这个事情快不得。你发觉没有？在精密传感器领域的领军企业，都没有太年轻的公司，这是行业规律。 牛喀网：激光回波处理的技术一直是雷达技术的核心，这块我们团队多年的行业经验有什么特别的优势可以分享么？ 张智武：激光雷达的原理并不复杂，教科书上都有，概念和理论文章数不胜数。激光雷达难就难在涉及的领域多，用到的元器件种类纷繁复杂，最麻烦的是很多元器件市场上根本买不到，要自己设计定做。激光回波信号的处理是激光雷达核心技术之一，我们内部对这个模块的命名是LSP（LiDAR Signal Processor）。与其他关键模块一样，这个东西是我们自己做的。举个例子，激光雷达所用的光源（俗称激光发射器）的功率其实很小，很多是毫瓦级的。这样的光源，如果激光雷达的脉冲频率是20,000Hz，那每一束激光发射出去的能量基本是微瓦级以下的。激光穿过空气 ，打到物体表面，被反射，反射回来的激光束穿过空气到达激光接受装置（激光回波），带回来的信息有：激光飞行时间（可推算激光雷达到激光着陆点的距离），角度信息（可推算激光雷达到激光着陆点的相对空间位置信息）。激光雷达装到车上，往往还集成了惯性导航系统和GPS，这又增加了姿态和绝对空间位置信息。所有信息的发生和获取都发生在极短的时间内，是“皮秒”量级的，因为光速太快了。这么短的时间，我们要把数十万个激光束的信息准确的记录下来已经很不容易，激光雷达还需要把光信号转化为电信号，再转化为计算机读得懂的矢量信息。此外，自然界多的是干扰因素，比如阳光、灰尘、湿气等等，他们会在激光飞行的时候搞破坏，制造“噪声”。噪声有时会干扰甚至掩盖微弱回波信号，而有时候微弱回波恰恰是我们需要的有用信息。如何在保障测距和精度的前提下，扩大有用的微弱信号，降低噪声是一项艰巨的任务。我们核心团队十几年做测绘型激光雷达，这些坎都已经迈过去了，为我们做导航型激光雷达奠定了扎实的理论和实际基础。 牛喀网：与其他传感器(如：毫米波雷达等)相比，您是怎么看待和评价导航型激光雷达在无人驾驶的应用前景的呢？ 张智武：我认为未来还是多传感器融合的技术方向，因为这里面配合使用场景各自都具有一定的优势并形成互补关系。比如：摄像头可以获得色彩和纹理并间接实现测量，但其精度和测距有一定局限，受外界光线影响比较大；毫米波雷达的优势在于全天候工作，但空间分辨率低，也不是强成像；而激光雷达在精度、成像效果以及效率上都是比较具有优势，但是在雨雪天气环境下信号则会衰减，而其结构化的矢量数据却是计算机最容易解读的。所以各个传感器之间是优势互补的，未来应该是多传感器融合的方案。 牛喀网：激光雷达的测量分辨率与其雷达线束的多少有关，线束的越多，竖直方向分辨率越高。但雷达线束越多，其价格也越昂贵。未来激光雷达的主流产品会是什么？ 张智武：任何产品的开发应用都和使用场景有关，如果智能驾驶处于L2到L3的水平，需要的ADAS辅助驾驶系统，激光雷达一般嵌在车体的前后左右，以提供司机预警信息为主，那么适配的雷达对线束的要求就没那么高，根据车型以及安装位置可能4线或8线。目前L4、L5自动驾驶车，一般还会在车顶放置16线、32线和64线激光雷达。有用户甚至说如果你们能做100线以上的激光雷达就更好了。所以激光雷达做为一个环境感知传感器，其选型是跟后面的技术路径（判断和决策系统）有很多关系，当然跟预算也有很多关系。现在一辆自动驾驶车的成本在200万元是常有的事，这在研发阶段都可以容忍，量产阶段当然另当别论。另外，交通法规、驾驶条件与环境、其他硬件的技术发展等因素，都会影响未来激光雷达的产品方向，所以现在还不能下定论。 牛喀网：今年年初，Quanergy推出号称是全球第一款固态激光雷达传感器 S3，您怎么看待从机械转动向电子扫描或者说是聚束形成技术转变的过程的呢？这里面的主要技术路线和量产难点是什么呢？比较而言，北科天绘的产品优势在哪里？如何参与国际和国内竞争？ 张智武：你说的产品及用它采集的数据我都没有见过，所以暂时无法发表评论。现在已经商业化应用的激光雷达都是混合固态的，包括我们的16线R-Fans。现在很难说混合固态会马上被淘汰，比如汽车内部有大量的电机，包括微型电机。从来没有人说，因为汽车里面有电机，汽车的使用寿命就很短。混合固态包含机械的部分，固然带来的体积和成本方面的挑战，但其存在一定有其优势，比如成像效果。另外,全固态激光雷达原理并不复杂，目前的路径主要有：相控阵，微机械，压电陶瓷；液晶，面阵。每一条路径都可能走通，每一条路径都有其挑战。难点最主要还是专业元器件的可获得性和工艺。别看一个小小的雷达，里面的元器件可能有2000多个，每一个器件都需要的反复试验，其中需要攻克的难题也非常多和耗时。 因为测量型雷达多年的技术积累，在测程、精度和灰度方面我们有机会实现技术突破，而在轻小化、全固态扫描技术的路线、产能线的配套能力以及市场能力，我们最终会以自己的落地产品说话。 牛喀网：全固态雷达各种方案的应用前景中北科天绘如何看？是否可以给我们做一些分析？ 张智武：现在主流的方案都有各自的优势：如：“相控阵扫描”无机械活动结构、如果真的量产实现目前来看则是成本最优；“微机械扫描”技术路径相对简单但目前都是单线产品；“压电陶瓷扫描”核心优势则是二维扫描，反射面积够大，长寿命且高频（kHz）但与其他相比摆幅相对小；“液晶扫描”也属于二维扫描，其反射或透射孔径大、长寿命且分辨率高，但需要进一步提升效率；而“面阵激光雷达”则具备大网格密度、远距离测量（光子探测）的优势，降噪则是挑战。 牛喀网：北科天绘的产品线以及主要的应用场景，目前各条线的产品阶段以及量产计划是怎样的？包括一些芯片、发射管、接收管等配件我们是采用本土自主开发的还是国外采购的模式？如何控制产品成本？ 张智武：目前我们的主要产品分以下两个系列，都是混合固态的雷达产品(编者注：参数参见下表)
其中R-Fans在智能汽车上主要用于后装，已经研发完成，R-Fans-16线我们已经研发完成并已经拿到欧美和国内的订单，预计今年12月份发货；而R-Fans-32线我们也已经接受预售，预计明年6月份供货。C系列目前正在和车厂联合研发，未来主要嵌入车体使用，预计今年年末或明年年初完成研发。 至于成本方面的控制：关键技术环节、模块、模组自主设计和封装，采购和定制成本受规模效应影响，所以如果大规模量产其产品的BOM成本则会阶梯式下降，主要看我们产品是否具有市场竞争力，这方面我们还是比较有信心的。 牛喀网： 3D激光雷达在无人驾驶运用中的核心作用，一个是3D建模进行环境感知，一个是SLAM加强定位。未来我们北科天绘的发展计划中是否会涉及到后期这些算法？ 张智武：当初我们决定进入激光雷达的硬件市场，本身就对其前景比较看好，目前我们分析认为激光雷达的市场格局：测绘型预测全球有几十亿元的容量、高端的智能工业机器人存在上百亿元的容量，而智能驾驶则可能有上千亿级的市场，光硬件这块就有如此大的市场，如果做得好的话就能打造出自己的一方天地。另外，我们始终怀着对其他专业领域的敬畏之心，所以目前我们还是会潜心钻研自己的传感器产品。 牛喀网：作为一个女性CEO，在创业的征程中带领团队全力打拼，最大的挑战是什么？您怎么兼顾事业与家庭？ 张智武：在很多人眼里女性创业人最大的问题可能就是感性，或者说是情绪化吧。作为我来说，就如同我的名字，从小就没有女孩子的娇气，经常欺负哥哥，他赠送过我各种外号。比如我帮他打架赢了的时候叫我“能武儿”，气我的时候叫“油搭酱(因为我吃饭的时候还惦记着玩，所有前襟很少是干净的)”，被我追击的时候大叫“女张飞来啦”。在加拿大读博士我用了3年时间，是我导师的学生里面毕业最快的一个。而在自己的职业生涯中，我回国后曾是ABS GlobalInc.中国区的头儿，也是该集团公司全球唯一执掌一个国家业务的女性。由于当时中国区的业绩很好，开Globalmeeting的时候还挺受重视。所以之前的成长经历与职业生涯已经锤炼我对目标的设定与坚持，学习能力强，对复杂问题能抽丝剥茧分步解决。另外，性格上大大咧咧，小事“看不见”，这样包容性强一些，可以相对客观、理性地看待形势和人性。而在现阶段创业中对团队管理我也给自己设了几个大原则： 首先是共同的价值观：要让大家觉得做这件事有价值，有前途，这是我们共同努力并且可以实现的目标； 其次是个人价值的体现：要让团队认可彼此付出的价值，也就是要公正地对待每一个为共同目标付出的成员，除了必要的物质与股权激励，我们也注重精神层面的奖励，我们经常会在年底设一些外人看来奇葩的奖项，比如“日晒风吹奖”、“赛挨踢奖”、“Mr.Know all”等等。 最后还要学会让贤：人无完人，人总有自己的短板，尤其天生的短板不要拼命去补。人要能扬长避短，不要扬长补短，让有某方面特长的人来补你的短板。举例来说，优秀的品控经理都是对缺陷特别敏感的人，他可能一眼就能看出产品或流程哪里有问题，而有的人研究了半天就是看不出问题。 选择了创业，短期内不要想着过舒服日子。很幸运，我创业，得到了家人的充分理解和全力支持。人的精力毕竟是有限的，我们两口子目前是生活与事业融为一体了。 牛喀网：感谢张总接受我们的专访，NEWCAR衷心期待更多的创业者们不忘初心，将自己的匠心精神融入到产品的品质中，做到极致，走向卓越，让更多的中国品牌走向世界！ NEWCAR做客 |
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