国产激光雷达告别“大块头”

不到三公斤的无人机激光雷达、针对电力行业定制的激光雷达电力巡检系统解决方案、含自主芯片的避障激光雷达……在此前于浙江省湖州市德清县召开的联合国世界地理信息大会上,北京北科天绘科技有限公司(以下简称“北科天绘”)的激光雷达系列产品成为一大亮点。这些激光雷达不但更小更轻,而且在保持高性能的同时还让成本大大降低。

那么,激光雷达技术难在哪?北科天绘的激光雷达又有何过人之处?

1、系统复杂导致激光雷达体积过大

激光雷达,简而言之即通过主动发射及接收激光信号实现三维探测的高精度传感器,“它由激光发射、激光信号接收、光学及扫描、信号处理和系统控制等模块组成。”北科天绘技术总监张珂殊介绍道,激光雷达不仅自身就是高度集成化的光机电一体化传感器,使用中还要与全球卫星定位(如北斗、GPS)、惯性导航单元(IMU)、可见光相机、紫外相机、高光谱相机等各种传感器做时空同步集成,涉及多传感器数据融合和一体化标定,技术门槛很高。

“激光雷达的工作原理与微波雷达相近,以激光做信号源,激光信号到达目标表面——树木、道路、桥梁和建筑物等,在上述目标表面产生后向散射,从而使一部分激光回波信号回到激光雷达的接收器。然后通过光电信号转换和信号处理,实现激光测距计算,即得到目标点测距。激光信号扫描目标物表面后,还可以得到目标物表面三维点的数据,用此数据进行三维成像处理后,我们就拥有了精确的三维目标模型数据(目标立体图)。”张珂殊说。

北科天绘总经理张智武告诉笔者,国际先进测绘型激光雷达的核心性能指标包括:公里级测距范围,毫米级测距精度,百万级激光发射频率。这要求高度优化的激光雷达系统设计技术,尤其是激光雷达信号的精细和实时处理能力,包括微弱信号的采集和放大,噪声的识别和滤除以及时间精准计量,空间位置信息和反射强度信息的瞬态测量等。

“由于光的传播速度极快,上述信号接收,处理和三维数据生成要在极短的时间内(纳秒)完成,因此难度很大。”张智武说,激光雷达是迄今为止最复杂的,效率和精度最高的传感器之一,与相机相比,它多了主动发光和光信号调制及解调的模块,实现每秒钟百万次精准测量,其本身就是一个复杂的集成性系统。

然而,如此复杂的集成性系统,也让集成电路设计成了激光雷达技术研发的拦路虎,大量国产激光雷达过于复杂的组装会让激光雷达体积重量过大,使用起来很不方便。

2、芯片组独辟蹊径,雷达实现小身板

“我们的核心竞争力正是创新了激光雷达的芯片和集成电路设计。”张珂殊表示,传统的激光雷达集成电路技术,需要将激光发射器、探测器、放大器等数百个电子元器件封装到一个比指甲盖还小的专用芯片中,用单枚芯片实现激光雷达的整体控制。

“然而传统的激光雷达是由电路板构成,比如我们通常说的16线激光雷达就是由16对激光电路板组成,需要依靠人工实现激光发射电路板和接收电路板的微米级对准,这种工艺耗时、低效,且体积较大。而我们使用自主开发的激光雷达信号处理芯片组,通过半导体封装工艺精巧地解决了精密光机装调与大尺寸机械误差间跨数量级尺度差异,使复杂的激光雷达组装及测试过程极大简化,模块间以类似积木的形式快速搭建,无需依赖多次人工对准,实现了机器自动对准,提高总装效率的同时,也减小了设备尺寸。”张珂殊介绍,独辟蹊径的激光雷达的芯片和集成电路设计,让激光雷达“活”出了小身板。

截至目前,北科天绘已研发5款激光雷达信号处理芯片。今年推出的轻小型高性能低成本无人机雷达——蜂鸟,这一最新款的无人机雷达系统重量做到了1.2公斤,探测距离大于200米,续航作业时间大于100分钟,并且实现了与通用无人机系统的深度集成,法国、韩国、加拿大、澳大利亚、意大利等国已成为无人机载雷达产品代理商,向国外进行出口。

3、把标准化解决方案,推向多行业

导航避障激光雷达,是无人驾驶领域的重要一部分。而北科天绘的拳头产品,多线束导航避障激光雷达——R-Fans,填补了国内此项空白,并打破了该类型激光雷达的轻小化纪录,目前R-Fans-32激光雷达相比国内外同类产品减轻25%。

此外,“R-Fans系列产品还实现了12位强度分辨率的探测能力,在高精度地图数据获取方面可以媲美高端测绘型激光雷达,从而有望使高精度地图采集装备的成本从两三百万元降至20万元以内,有助于高精度地图的快速推进,可间接促进自动驾驶的数据基础和普及速度。”张智武介绍道。2018年,北科天绘还在国内首发128线的半固态前装激光雷达(Semi-Flash LiDAR),持续与该领域国际领先企业比肩,保持我国全自主研发生产自动驾驶激光雷达国际竞争力。

“现在主流的雷达测距能力可能只有100多米,车厂希望测距大于200米。我们的激光雷达在美国实地测试的时候有明显技术优势,首创了激光雷达和车头大灯合为一体的理念,放在飞机上的测绘激光雷达测绘范围也已经做到5公里。”张智武表示,“在如何减少激光雷达之间的互相干扰问题上,通过激光信道编码,实现了同汽车平台上多激光雷达间串扰免疫。在新版本的导航系列激光雷达产品中,解决了多车间、异类激光雷达串扰免疫的难题。”

目前,包括京东物流在内的主流无人物流车都在使用北科天绘的激光雷达产品。“除了定制产品,我们正在谈批量的事。”张智武预计,“菜鸟、美团、苏宁、满帮、四通一达、顺丰等物流公司对于无人物流车都有很大的需求。”
操秀英

突破技术壁垒 国产激光雷达告别“大块头”

2019-01-11 08:28:22 来源: 科技日报 作者: 本报记者 操秀英

不到三公斤的无人机激光雷达、针对电力行业定制的激光雷达电力巡检系统解决方案、含自主芯片的避障激光雷达……在此前于浙江省湖州市德清县召开的联合国世界地理信息大会上,北京北科天绘科技有限公司(以下简称“北科天绘”)的激光雷达系列产品成为一大亮点。这些激光雷达不但更小更轻,而且在保持高性能的同时还让成本大大降低。

那么,激光雷达技术难在哪?北科天绘的激光雷达又有何过人之处?

系统复杂导致激光雷达体积过大

激光雷达,简而言之即通过主动发射及接收激光信号实现三维探测的高精度传感器,“它由激光发射、激光信号接收、光学及扫描、信号处理和系统控制等模块组成。”北科天绘技术总监张珂殊介绍道,激光雷达不仅自身就是高度集成化的光机电一体化传感器,使用中还要与全球卫星定位 (如北斗、GPS)、惯性导航单元(IMU)、可见光相机、紫外相机、高光谱相机等各种传感器做时空同步集成,涉及多传感器数据融合和一体化标定,技术门槛很高。

“激光雷达的工作原理与微波雷达相近,以激光做信号源,激光信号到达目标表面 ——树木、道路、桥梁和建筑物等,在上述目标表面产生后向散射,从而使一部分激光回波信号回到激光雷达的接收器。然后通过光电信号转换和信号处理,实现激光测距计算,即得到目标点测距。激光信号扫描目标物表面后,还可以得到目标物表面三维点的数据,用此数据进行三维成像处理后,我们就拥有了精确的三维目标模型数据(目标立体图)。”张珂殊说。

北科天绘总经理张智武告诉科技日报记者,国际先进测绘型激光雷达的核心性能指标包括:公里级测距范围,毫米级测距精度,百万级激光发射频率。这要求高度优化的激光雷达系统设计技术,尤其是激光雷达信号的精细和实时处理能力,包括微弱信号的采集和放大,噪声的识别和滤除以及时间精准计量,空间位置信息和反射强度信息的瞬态测量等。

“由于光的传播速度极快,上述信号接收,处理和三维数据生成要在极短的时间内(纳秒)完成,因此难度很大。”张智武说,激光雷达是迄今为止最复杂的,效率和精度最高的传感器之一,与相机相比,它多了主动发光和光信号调制及解调的模块,实现每秒钟百万次精准测量,其本身就是一个复杂的集成性系统。

然而,如此复杂的集成性系统,也让集成电路设计成了激光雷达技术研发的拦路虎,大量国产激光雷达过于复杂的组装会让激光雷达体积重量过大,使用起来很不方便。

芯片组独辟蹊径,雷达实现小身板

“我们的核心竞争力正是创新了激光雷达的芯片和集成电路设计。”张珂殊表示,传统的激光雷达集成电路技术,需要将激光发射器、探测器、放大器等数百个电子元器件封装到一个比指甲盖还小的专用芯片中,用单枚芯片实现激光雷达的整体控制。

“然而传统的激光雷达是由电路板构成,比如我们通常说的16线激光雷达就是由16对激光电路板组成(如图①),需要依靠人工实现激光发射电路板和接收电路板的微米级对准,这种工艺耗时、低效,且体积较大。而我们使用自主开发的激光雷达信号处理芯片组,通过半导体封装工艺精巧地解决了精密光机装调与大尺寸机械误差间跨数量级尺度差异,使复杂的激光雷达组装及测试过程极大简化(如图②),模块间以类似积木的形式快速搭建,无需依赖多次人工对准,实现了机器自动对准,提高总装效率的同时,也减小了设备尺寸。”张珂殊介绍, 独辟蹊径的激光雷达的芯片和集成电路设计,让激光雷达“活”出了小身板。

截至目前,北科天绘已研发5款激光雷达信号处理芯片。今年推出的轻小型高性能低成本无人机雷达——蜂鸟,这一最新款的无人机雷达系统重量做到了1.2公斤,探测距离大于200米,续航作业时间大于100分钟,并且实现了与通用无人机系统的深度集成,法国、韩国、加拿大、澳大利亚、意大利等国已成为无人机载雷达产品代理商,向国外进行出口。

提高探测能力,导航避障优势明显

导航避障激光雷达,是无人驾驶领域的重要一部分。而北科天绘的拳头产品,多线束导航避障激光雷达——R-Fans,填补了国内此项空白,并打破了该类型激光雷达的轻小化纪录,目前R-Fans-32激光雷达相比国内外同类产品减轻25%。

此外,“R-Fans系列产品还实现了12位强度分辨率的探测能力,在高精度地图数据获取方面可以媲美高端测绘型激光雷达,从而有望使高精度地图采集装备的成本从两三百万元降至20万元以内,有助于高精度地图的快速推进,可间接促进自动驾驶的数据基础和普及速度。”张智武介绍道。2018年,北科天绘还在国内首发128线的半固态前装激光雷达(Semi-Flash LiDAR),持续与该领域国际领先企业比肩,保持我国全自主研发生产自动驾驶激光雷达国际竞争力。

“现在主流的雷达测距能力可能只有100多米,车厂希望测距大于200米。我们的激光雷达在美国实地测试的时候有明显技术优势,首创了激光雷达和车头大灯合为一体的理念,放在飞机上的测绘激光雷达测绘范围也已经做到5公里。”张智武表示,“在如何减少激光雷达之间的互相干扰问题上,通过激光信道编码,实现了同汽车平台上多激光雷达间串扰免疫。在新版本的导航系列激光雷达产品中,解决了多车间、异类激光雷达串扰免疫的难题。”

目前,包括京东物流在内的主流无人物流车都在使用北科天绘的激光雷达产品。“除了定制产品,我们正在谈批量的事。”张智武预计,“菜鸟、美团、苏宁、满帮、四通一达、顺丰等物流公司对于无人物流车都有很大的需求。”

视觉中国(图一)

传统激光雷达需要依靠人工实现激光发射电路板和接收电路板的微米级对准,这种工艺耗时、低效,且设备体积较大(图二)

新技术让模块间以类似积木的形式快速搭建,无需依赖多次人工对准,实现了机器自动对准,提高总装效率的同时,也减小了设备尺寸(图三)

C-Fans-128线激光雷达探测前方人体效果图(图四)

成长、价值、趋势之辩,一篇雄文道尽投资的本质和误区(二)#金融[超话]# #财经# #期货# #资讯# #股票[超话]# #微博股票#

二、成长股投资

同价值投资一样,大多数投资者对成长股投资存在严重的偏见和误解。
1、成长股重点不在于选择宏观的行业,而在于选择微观的公司。
投资者普遍认为成长股是与网络、IT、生物技术等新经济产业相联系的。不可否认,在成长性高、未来前景好的行业里公司更容易获得高成长,但这并不意味着只有热门的行业才能诞生好公司,并且热门行业的高成长往往是昙花一现。相反,令人意外的是,观察历史的牛股不难发现,很多优秀的成长股都处在一个缓慢增速的行业里,关于低增长的行业投资者普遍有严重的偏见,他们认为缓慢增长甚至不增长的行业不是一门好生意。事实上,只有低增长的公司不值得投资,但低增长的行业里照样可以出现优秀的高增长的企业。所以一些低速增长的冷门行业对优秀的公司来说也可能是一门绝好的生意。一些冷门行业或者夕阳行业由于需求稳定,行业的增速很低(甚至出现0增长),经营不善的弱者一个接一个被淘汰出局,但一些优秀的公司能够凭借自身的技术优势、政策、天然壁垒等其他客观条件,不断地占领市场份额,不断地淘汰同行业的其他公司,使得供应端进一步减少,最终形成寡头垄断。那毫无疑问,这就是优秀的好公司(彼得林奇称这类公司为沙漠之花,我把它归类为冷门行业的隐形冠军)。同时他不喜欢投资热门的科技公司,首先因为根本搞不懂这些高科技公司(又有多少投资者能真正搞得清楚热门科技公司的技术呢);其次,他认为因为热门行业带来巨大的利润,所以想要投身热门行业的人和资金会源源不断,某个公司设计出了一个跨时代的产品,那么其他的竞争对手也会迫不及待的去研发,不仅是小公司,连大公司都没有办法保持竞争力(比如苹果打败了诺基亚,朝阳行业的竞争就是那么残酷)。而相反,资本对那些几乎不增长的行业几乎都是不屑一顾,由于几乎没有新的进入者,一家优秀的公司可以继续保持原来的优势并缓慢的扩张,不断的增大市场份额。彼得林奇以SCI丧葬公司为例:当时SCI已经拥有全国5%的市场份额,没有什么对手可以阻止SCI把市场份额提升到15%,因为沃顿商学院的高材生绝不会琢磨如何去和丧葬业的公司竞争。彼得林奇整个职业生涯都在用很大精力去研究和投资一些不起眼的冷门公司,不投资热门行业根本不妨碍他成为最伟大的成长股投资大师。另一个角度看,普莱斯认为,夕阳行业如果脱胎换骨进入了新的成长期,不管是新产品的开发还是老产品有了新用途,都可以成为成长股的投资对象。
2、成长股不一定和市值大小挂钩。
投资者的一个严重误区(特别是中国)是认为成长股的筛选条件一定是公司要小,股本小、市值小,才有成长的空间,但市值小只是充分条件,并不是必要条件,大市值的蓝筹股同样可以保持成长性。并且,在一些细分行业小公司面临激烈的竞争,上一条说道,热门行业的公司就算有技术有市场也可能会被淘汰,更不用说没有很高壁垒的小公司了。另外,细分行业也可能面临行业太小,成长空间有限的局面,如果不跨界突破很难成为大公司。相比较,一些大市值公司如果具有很高的壁垒,同样有持续竞争力。典型的例子如沃尔玛、可口可乐,他们在进入成熟期后仍然保持了数十年的竞争力,成为高成长的蓝筹公司,从大市值变为更大的市值。
3、真伪成长之分。
从历史经验看,多数成长股只是昙花一现,这些企业往往是因为站在了行业的风口才有高成长,这种高成长只能保持很短的时间。不管是从商业规律还是历史数据来看,真正能够脱颖而出从小公司成长为大公司的股票寥寥无几,一个伟大的成长股背后是千万失败的小公司。所以,大多数成长股都是属于伪成长股,他们的成功并不是因为自身具有很高的壁垒或持续市场竞争,往往只能是昙花一现。很多人至今仍搞不清楚真伪成长股之分。
4、成长并非越快越好,成长也是有极限的。
巴菲特说过:“在一个有限的世界里,高增长率必定自我毁灭。如果这种增长的基数小,那么在一段时间内这条定律不一定奏效。但如果基数膨胀,那么机会就将结束:高增长率最终会压扁它自己的支撑点”。所以不要一味地追求企业成长。投资者随时都要有清醒的意识,即公司高速成长本身或许就同时意味着高速地奔向毁灭。另外,成长股也是有天花板的,从美国成长股的研究来看,每只成长股都只有一个明显持续的快速增长阶段,经过成长期后,营业收入很难再保持大于20%增速。成长股的利润拐点和营业收入拐点存在明显相关性。总之,成长股投资并不能唯成长即投资。
成长股鼻祖费雪和彼得林奇的投资准则
费雪的投资准则:
  1.这家公司的产品或服务有充分的市埸潜力(至少几年内营业额能大幅成长)。
  2.管理阶层重视研发新品(在目前产品线成长潜力利用殆尽之际,进一步提升总销售潜力)。
  3.公司是高人一等的销售组织。
  4.公司的利润率高,且能维持或进一步改善。
  5.公司内部的人事关系很好,员工能够得到充分的发挥。
  6.具有深度的管理层,相比较同行业有独特的经营能力。
  7.并不会因为需要成长而发行大量股票,使得现有股东利益大幅受损(价值毁灭)。
  8.管理阶层的诚信正直态度(特别是对困境的反应)。
  9.真正出色的公司非常少,这些公司失宠的时候需要集中全力购买。如要适当分散投资,则必须投资经济特性各异的各种行业,通常10或12种是比较理想的数目。
  10.买进时机亦很重要(有若干个可选目标,则应该挑选那个股价相对于价值愈低的公司),费雪有过教训,在股市高涨的时候买如成长股,由于买进的价格高昂,即使业绩大幅成长,亦赚不到钱)。
  11.坚定持有直到公司的本质发生改变(或公司成长到某个地步后将不再保持超额成长)。除非有非常极端的情形,不要因为经济或股市走向而卖出股票(因为太难预测),同时这些因素对股价的影响亦不及业绩变动对股价的影响大,卖出的唯一准则是以业绩或业绩预期为依据。费雪谈到这一点的时候曾说过:多人信奉波段操作,但是至今没有一个靠波段操作成为投资大师的。波段操作企图提高赢利效率,所谓抄底逃顶,这些乌托帮式的思维,实际可望而不可及。
  12.良好的心态。犯错是难免的,重要的是尽快勇于承认错误。
  13.正确的态度。投资有时难免会靠运气,但长期而言,好运、倒霉会相抵,想要持续成功,必须靠技能和运用良好的原则。和人类其他活动一样,想要成功,必须努力工作,勤奋不懈,诚信正直。
彼得林奇的投资准则:
  1、公司的名字听起来枯燥乏味,甚至听起来很可笑则更好;
  2、公司业务枯燥乏味甚至让人厌恶;
  3、公司从母公司分拆出来( 因为它们很多都有优秀的资产负债表);
  4、机构几乎不持股,分析师不追踪;
  5、公司被谣言包围(黑天鹅);
  6、公司可能处在一个几乎不增长的行业(面临较少的竞争);
  7、公司有一个广度很深的利基;
  8、人们要不断购买其产品的公司;
  9、公司在增持或回购的股票;
  10、避开多热门行业的热门公司;
  11、避开多元化的公司;
  12、小心那些利用公司名称哗众取宠的公司。
  不难总结出,两人对一笔成功的成长股投资或对一家优秀的成长企业的标准是类似的,无非就是好生意、好公司、好价格,且三者缺一不可。


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