12月22日，北醒（北京）光子科技有限公司（以下简称“北醒”）在北京发布了业内首款512线车规级激光雷达AD2，标志着中国车载激光雷达领域正式进入了业界领先的“512时代”。
成立于2015年6月的北醒是一家专注于激光雷达及其解决方案的国家高新技术企业，该公司为轨道交通、民航、航运、工业传感及自动驾驶和车路协同等领域提供激光雷达和解决方案，各型号激光雷达累计出货量100万台，产品远销90多个国家和地区。在国内市场，其激光雷达应用在三峡工程、北京冬奥支线（北京地铁11号线西段）、北京首都机场、京台高速等项目中。该公司也获得“国家知识产权优势企业”、国家级专精特新“小巨人”企业等荣誉称号。
北醒CEO李远表示，AD2主要面向造车新势力、传统车厂、无人驾驶方案商三大群体，目前已获得多个车型、总数达到18万台的定点，并将于2023年量产交付。此外，北醒也将进一步优化点云的基础处理和算法，将功能层的软件开发让渡给客户。北醒还将与车企、芯片厂商、自动驾驶解决方案公司等相关方成立生态联盟，推动512线车载激光雷达的应用。据了解，AD2的研发设计由北醒负责，生产制造则交由电子制造服务商Jabil。
12月22日，北醒也公布了最新的C轮融资，投资方包括国内某造车新势力、一汽富晟、顺为资本、天启资本、丰厚资本、建信信托、中国电子科技集团有限公司、国海创新资本等机构。李远称北醒2020年起已经具备了盈利能力。
512线激光雷达：看得更远更清更准
512线激光雷达有何独特之处？首先了解一下北醒AD2的一些基本参数。该设备的尺寸为135mm（D）*195mm（W）*55mm（H）；在10% 反射率下，有效探测距离为200米；水平视场角120°，垂直视场角25.6°；盲区≤0.5m；分辨率0.05°*0.05°；波长905nm。
激光雷达的工作原理是激光器发射脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑等外界环境中的物体上，一部分光波反射回来被激光雷达接收，通过测量反射光的运行时间来确定目标的距离。脉冲激光不断扫描目标物得到全部目标点的数据，经过成像处理后就能得到目标物精确的三维图像。因此，激光器发射的激光线束越多，分辨率就越高，激光点云密度就越大，对目标物的探测识别也就越清晰准确。
相比目前市面上64线、128线的激光雷达，512线的激光雷达具有看得更远、更清、更准的优势。李远表示，512线激光雷达在200米外就能感知人、锥桶，120米能感知轮胎和石块，而128线激光雷达感知人的距离是165米，感知轮胎和石块只有30米。假如说路面中央有一个22cm（平放的轮胎高度）的小目标物，当一辆车以100km时速行驶时，从发现目标物到刹停的极限安全刹车距离至少需要70m。128线激光雷达对小目标的有效探测识别距离约31.5米，而512线激光雷达的有效探测识别距离是126米，相当于给车辆增加70米以上的安全可控距离，给驾驶员和自动驾驶系统增加2.1秒以上的可控反应时间。
这关键的2.1秒足够人类完成3到4个操作动作，可以选择提前减速稳妥停下，无需采取紧急刹车的极限操作，或者在有机会安全平稳地切换到其他的行车道，绕开障碍物继续行驶。对于自动驾驶系统来说，也有足够的时间进行决策、规划与控制，以避免事故的发生。
为什么512线的激光雷达能够更早发现路面上的目标物，因为激光线束越多，它的分辨率就越小，单位空间角内分布的激光点数就越多，对于物体的分辨能力就越强。AD2的分辨率为0.05°*0.05°，可以在120米以外探测到路面上与平放轮胎高度类似的目标物，或者在200米距离能够准确还原出人的轮廓甚至步态。
此外，AD2还实现了全局高清探测，即整个120°水平视场范围内各个角度与区域都具备高分辨率，且整个视角内的高分辨率是连贯且平滑的，没有重叠、交错、缝隙等现象，使得激光雷达无需左顾右盼，更加方便的兼顾更大范围内的目标检出。
与业内其他激光雷达产品相比，AD2的技术先进性如何？以蔚来ET7搭载的激光雷达为例，这款由蔚来和图达通联合研发的激光雷达是全球首款量产的1550nm激光雷达，10%反射率下探测距离达250米，水平视场角120°、垂直视场角25°，分辨率0.06°*0.06°。相比而言，北醒AD2的激光束波长为905nm，10%反射率下探测距离为200米，这两项指标不及蔚来ET7搭载的激光雷达，但其0.05°*0.05°的分辨率更有优势。
2D扫描替代1D堆叠：实现性能与成本的解耦合
李远在发布会上介绍，业内之所以暂时未能普及512线技术，除了出于商业战略和路线布局的原因外，也和这一技术目前实现门槛较高有关：“如果采用传统机械式激光雷达的做法来实现512线的分辨率：就需要纵向地堆叠光源和接收器，并且收发间的相对位置精度需要控制在微米级以下，以目前的技术和制造水平很难突破成本、体积、可制造性、散热等诸多方面的限制。而如果采用光学扫描替代器件堆叠的方式来实现512线的分辨率：要做到0.05°的扫描精度，那么光学扫描的角度精度就需要控制在万分之一以内，即要求电机每秒钟转动近百圈，同时每圈的偏差还要小于秒针转动的120分之一以内， 这是一个非常大的技术挑战。”
为了实现成熟的512级别产品，北醒在光学设计，扫描精度，信号处理，自动化校准装调等方面都有众多创新，同时也克服了巨大的挑战。
通过采用半导体激光器和传感器阵列收发技术，以及自有专利的创新激光器驱动电路和接收信号处理电路，提升了信号的动态范围和信噪比，加之独创高精度的控制系统和自研光学系统，不仅支持灵活配置的扫描模式及扫描轨迹，还可适配全自动装配流水线并最终实现量产。
通过自研的双轴高精扫描技术和双电机控制算法，不仅实现了0.05°的高精度扫描，还通过设计迭代成功的将电机控制电路的尺寸缩小一半，成本节约40%，从根本上解决了512线性能与成本之间的矛盾，使得商业化量产成为可能。
李远表示，在同参数性能之下，双轴高清扫描技术可以使用更少的收发阵列，大幅度降低成本，并且实现了成本和性能解耦合，以更好地实现后续的性能升级，兼顾车企对成本和性能的高标准需求。
