“ 30% 是技術創新，30% 是產品可靠性，剩下的 40% 就是量產。”周琨說道
“解決量產問題后，心情有輕松點嗎？”億歐提問道。 周琨抿了抿嘴，說道：“現階段解決了年量產幾十萬臺的事情，下一階段又會有新的事情去解決。畢竟量產 50 萬臺和 100 萬臺遇到的問題又會不一樣?！? 近日，一篇“流水線上的深圳博士”在網上廣泛流傳，為大家掀開了科研博士們投身創業需奔赴制造一線的故事。時隔半年，億歐再次采訪了文章中的主人公之一-歡創科技創始人周琨，聽聽他在量產激光雷達過程中的故事。
順“服務機器人”之勢，瞄準激光雷達
近幾年，在懶人經濟興起的牽引，消費升級趨勢的助力，以及智能家居風口的帶動下，我國掃地機器人迎來了初具規模的發展市場。深耕計算機視覺空間定位領域的周琨也曾在多種場合表達自己對掃地機器人市場的看好。
根據中怡康數據顯示，2013-2017 年間中國掃地機器人銷售量及銷售額雙升，且維持高速增長，5 年內實現了翻倍式發展。但相對于歐美，中國掃地機器人滲透率仍然較低，未來仍面臨廣闊的市場。
掃地機器人經歷了三次技術變革，根據清掃路徑進行劃分，分為隨機類和規劃類。第一代的隨機行走式掃地機器人用戶體驗及其糟糕，直到智能導航式的掃地機器人出現后，才將市場潛力激發出來。
周琨認為，掃地機器人的更新升級、升級換代是勢在必行，最終一定會從隨機盲撞式的掃地機器人走向智能的、導航式的掃地機器人的方向發展，而標配激光雷達的掃地機器人將成為市場主流。
利用幾何原理進行測量的激光雷達的工作原理并不難理解。光源發射出一束激光，光束在碰到物體后再返回至圖像傳感器，雷達模塊根據發送和接收信號在圖像傳感器上的成像，利用事先標定的幾何參數，就能計算出發射器與物體的距離。
在整個測量過程中，激光雷達憑借較高的距離分辨率、角分辨率，可以反饋距離、角度、反射強度等豐富信息，進而生成多維度的圖像，來協助系統對探測目標進行詳細認知。
根據路透社的數據整理，過去三年約有 50 家激光雷達初創公司獲得了總計超過 10 億美元的投資，其中 2018 年獲得了 4.2 億美元。不難看出，激光雷達成為了從業者趨之若鶩的沃土。而在探索業務場景的過程中，歡創也早早瞄準了這一領域。
經過兩年的探索和準備，歡創科技的激光雷達產品線已于去年量產出貨，并成為國內外不少機器人客戶的獨家雷達供應商。“我們今年整體業務重點是在掃地機器人領域，預計占比將會達到 90% 以上，其中，Camsense X1 是我們今年的主要產品?！敝茜硎?。
與大多數掃地機廠商昂貴的市場采購價相比，通過技術創新和改進，歡創的激光雷達成本大幅降低。
“激光雷達與其他電子產品一樣，有淡旺季之分。我們一般按單生產，淡季的出貨量大概在 3 萬臺，旺季的會達到 10 萬臺甚至更高?！敝茜f道。
打開市場，評價和可靠缺一不可
在高額成本的桎梏下，激光雷達一度被認為只可炫技，無法量產，其成本主要由物料成本和生產成本兩部分構成。
目前，市場上主流的機器人用激光雷達大多采用工業級線性圖像傳感器，其傳感器幀率高，但昂貴的價格的成本讓激光雷達在機器人領域的普及受到很大的限制。加上其垂直視野只有0.15 到0.16°左右，對裝配精度和穩定性要求極高，規模量產受到挑戰。
“在使用過程中，產品的跌落、外部震動以及高低溫造成的輕微形變，都會對產品的穩定性造成影響，無形中增加了售后成本。”周琨指出。
除傳感器之外，另一高昂的成本來源就是芯片。
激光雷達以旋轉掃描的方式工作，一個光源掃一圈，得到一條 360 度的水平環形視線。光源越多，視線越密集，實時地圖的分辨率越高。以傳統的方式增加激光雷達線數會造成產品體積成倍放大，同時增加量產難度。為縮減激光雷達的體積，這就需要運算能力強，效率高的專用芯片。
出于成本上的考慮，同時避免“卡脖子”現象的發生，歡創采用了定制面陣消費級傳感器和自研的激光雷達 ASIC 專用芯片 Camsense C1。其面陣消費級傳感器成本達到了消費級水平，垂直視野能達到 30-40 度，同時內置了自主知識產權的圖像處理算法，可使得幀率達到 2000Hz 以上。
近年來許多傳感器都在走這樣的路線，即使用普通消費級元件+獨特算法，所以成本一下子就降下來了。
“我們從17年初就著手準備做自己的芯片，于 18 年底研發成功并成功推出市場?！敝茜硎?，目前其它品牌所采用的激光雷達的幀率其實能達到 4000Hz，但是受限于后端的運算能力和效率，只達到了 1800Hz。
想要打造一款市場接受度高的產品，光平價不夠，可靠性也至關重要。在成千上萬次實驗中，歡創設計了非常嚴格的研發測試標準以確保產品的穩定。
舉個簡單例子，當一臺掃地機在室外工作時，從視覺傳感器的角度來看，攝像頭極其容易受到背景光或者強光的干擾，導致信號被陽光淹沒，測距功能完全失效。因此，歡創的測試中包含了高強度抗強光的干擾測試，保證產品在夏天室外正午都可以正常工作。
其他測試還包括長時間使用壽命測試、嚴酷的高低溫存儲測試、嚴格的震動、跌落測試以及高強度抗粉塵測試。
一款產品在上市之前，會經歷研發、測試、試產、量產等幾個階段。據悉，歡創科技擁有自己的試產車間，所有的產品在量產之前都會在試產車間進行試生產。
“自 2018 年建成自己的試產車間，我們前后已經試生產將近幾千臺產品，這些產品僅用規模化量產前的試生產，不會作為最終產品售賣，最后是全部報廢。”周琨說道。
講完了研發、測試和試產，接下來談談頗具挑戰性的量產環節。
量產不易，嚴控供應商選擇和生產流程
站在技術理論的前沿，將理論落地生產，并不是一道容易跨過的關口。一路走來，歡創在量產激光雷達這條路上也經歷了各種關口的考驗。
這期間最大的挑戰莫過于標準建立的過程。
當前，激光雷達行業尚未形成業內的統一標準。多數客戶并不清楚自己所需的激光雷達產品的使用壽命、抗沖擊性、抗高溫低溫性等參數具體應該設置在哪些閾值區間，一般都是等到產品出貨，客戶遇到問題后再進行反饋。
一來一回，生產調試的成本特別大。
“前期由于缺乏行業標準，對于什么是合格、可靠的激光雷達并沒有統一的判斷規則。好在我們接觸的客戶比較多，而且前期都是以業內品牌客戶和大型的方案公司為主，他們具備較為豐富的經驗，會給我們提出這樣、那樣的要求。”周琨指出。
“當時我們的做法就是采集各個客戶的標準，將其中的最高要求作為基礎，然后在此基礎上進行拔高，并經過實際量產的反復檢驗和迭代，最終形成我們自己的企業標準。目前，我們服務的很多客戶都要求我們提供自己的檢驗標準，作為他們的檢驗標準?！?
第二大關口就是硬件制造領域中普遍存在的供應鏈管理問題。實體制造業大多存在產能爬坡的過程，特別是從 0 起步的階段。
周琨告訴億歐，當訂單量比較小的時候，大型代工廠根本看不上這些訂單，初期的時候只能依靠自己業內積累的人脈找供應商提供。
說到這，在供應商選擇和生產流程的控制上，周琨將對待科研的嚴瑾性可謂發揮得淋漓盡致。
過去一年，為了找到最合適的供應商，周琨幾乎跑遍了珠三角，與各個駐廠負責人交流，下廠看生產線，不敢有一絲一毫地懈怠。
周琨表示，經過多次的改進，歡創總結出了一套完善的管控流程。其擁有嚴格的供應商導入流程和高標準質量保證協議，遵循嚴格的 IQC 入檢標準，甚至對于螺絲的精度都要管控。
在制程過程控制中，歡創制定了詳盡的作業指導書，并設置了嚴格的制程過程駐廠巡檢和違規作業處罰。
比如，一個點膠的工序，需要檢查出膠量和位置；位于雷達不同位置的螺絲需要采用扭矩不同的電動螺絲刀、工人需佩戴靜電手環和穿好靜電服等。
據介紹，歡創所有的產品都會經過高溫、低溫沖擊測試、震動沖擊測試以及老化運行測試。一系列流程下來，才能保證高的直通率和低的市場返修率。
“通過技術上創新，包括傳感器和芯片，我們降低了 40% 的成本；同時嚴格的質量管控體系又給我們提高了 10% 的生產成本?！敝茜χf道，2019 年，歡創年出貨量將達到數十萬臺。
毫不意外，產能的上升可以帶動價格下降的趨勢，研發成本也將得到逐漸的平攤。激光雷達的江湖入局者眾多，出局的也不少。其路漫漫，周琨表示，未來還有很多新的問題要去解決。
周琨，清華大學深圳研究生院碩士生導師，深圳市高層次人才，南山區領航人才，深圳市歡創科技有限公司 CEO，清華大學本科、碩士，師從 973 首席科學家，長江學者戴瓊海教授。十余年 IT 和人機交互技術行業產品研發和技術管理經驗。先后就職于貝爾實驗室，中國移動，對視覺人機交互技術進行了非常深入的研究，作為主要發明人，擁有二十余項國際和國家專利，并先后獲得山東省科技進步二等獎和深圳市科學技術專利獎。2014 年初創辦歡創科技，擔任 CEO 職位，引領公司致力于計算機視覺空間定位與位置追蹤技術的研究和產業化，目前產品已經廣泛應用于電視機、VR 與機器人領域。
