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做了34年音响 Velodyne是如何成为激光雷达之王的?

俊豪车东西2017/08/10

车东西(公众号:newhard) 编 | 小豪 大卫霍尔在代码中敲打了几秒后,他的海滨住宅的电子门应声而开。这 […]

车东西(公众号:newhard)
编 | 小豪

大卫霍尔在代码中敲打了几秒后,他的海滨住宅的电子门应声而开。这是一个巨大的复合式建筑物,但又不是你印象中的那种科技企业家所住的的地方。

现年66岁的霍尔是Velodyne的CEO,这家公司专注于制造激光雷达传感器,目前处于行业领先地位。激光雷达担当自动驾驶汽车“眼睛”角色,负责为汽车收集周围的视觉信息。

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 (图为大卫霍尔)

大卫霍尔住在加州阿拉米湾的一个混凝土建筑附近的一个小房子里,小房子又低又矮,由木瓦和金属构成。但这是他喜欢的“避难所”,这个顽皮的修理匠,多产的发明家可以在自己喜爱的工作上乐此不疲。

在另一端,一个酒吧大小的工业棚里,霍尔和一队工程师正在完善他最近痴迷的一项专利技术:使船只在最汹涌的水域中保持稳定。而他的妻子Marta,同时也是他的商业主管,在另一间艺术工作室里进行着雕塑和绘画的工作。霍尔的几辆福特F-150皮卡车停靠在一辆笨重的起重机旁边,这辆起重机主要用来拖着小船进出水域。

霍尔的房子本身就是一艘游艇,或者更准确来说,是一个被固定在船上的房子。从起居室里,你可以听到水浪拍打着阿拉米达和奥克兰之间寂静的运河。这是一个远离喧闹浮华的世界。

在这里,你可以看到Velodyne的总部——这才是关键所在。“我是一名工程师,”隐居的霍尔说道,“我基本上是一个内向的人,我独居的时候几乎就是一个书呆子。”

一、大卫霍尔本人

十多年之前,在2006年的时候,霍尔把他的重要发明之一:一种多线的激光雷达传感器,申请专利并授权给了 Velodyne。尽管是他的无意之作,但是这个作品却成了改变和颠覆汽车产业的关键。

他在1983年的时候,做了一家成功的音响企业。某次在展厅中,霍尔观看了一场由国防部赞助的自动驾驶汽车竞赛。主办方介绍说,这是一场既有趣又有用的赛事。从此,霍尔与自动驾驶结下了不解之缘。之后几年,霍尔亲自改进了一款比赛中用到的激光雷达,改进版的雷达由一个小型电动机,64个可以旋转的激光器组成,这款改进版的雷达也成了比赛队伍首选之物。

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(Velodyne公司生产的激光雷达)

卡内基梅隆大学的机器人和无人驾驶专家 William “Red” Whittaker评价道:“这是革命性的。”

这个被称为“DARPA”的比赛,成为了自动驾驶汽车历史上的大爆炸事件。霍尔的激光雷达永久性地将Velodyne从一个温和的家族企业变成了一家时下最火热的的企业。这家34岁的创业公司,正在用自己的技术改造运输产业和机器人。如今,Velodyne是自动驾驶汽车激光雷达的顶级供应商。

同时,它还将自家的传感器销售给其他的自动驾驶汽车公司和科技公司。通用、福特、Uber和中国的百度都是它的大客户。甚至连Caterpillar也将Velodyne的技术用在巨大的机器人采矿卡车中。Google也是它家多年的主要客户,虽然Google有自家的传感器。除了Velodyne之外,没有其他公司能够生产出这样需求量日益剧增的传感器。

事实证明,作为美国淘金热潮中的自铲车卖主,在新时期还是成功地迈向了自动驾驶领域。到目前,Velodyne仍然是私营的,今年的它的盈利额预计为2亿美元。Velodyne总裁Mike Jellen表示,他已经将公司目标订到了十亿美元,不过他并没有透露何时能够达到这个目标。

去年,百度和福特投资了1.5亿美元,这使得公司迅速崛起。自从霍尔从自己的父母和祖父那里筹集20万美元后,这是该公司筹得的第一笔外部资金。Velodyne不会透露其估值金额,但根据福布斯发布的最新预期来看,该公司市值约为20亿美元。据说霍尔拥有超过50%的股份,净值超过10亿美元。Jellen透露,公司首次公开募股(IPO)可能会在2018到2019年之间进行。

但霍尔已经在规划更为宏大的愿景了,他希望将激光雷达的生产能力从现在的一年生产数千个传提高到明年的至少一百万的水平。为了做到这一点,他正在把Velodyne的新圣何塞工厂变成一个巨大的生产机器,一个可以实现全自动化的巨型工厂,能够将复杂的生产成本降低到竞争对手无法企及的水平。

很多人将新何塞工厂比作马斯克超级工厂的缩小版。尽管至少要在2019年或者2020年才能达到特斯拉的规模,但霍尔希望工厂明年的时候就能实现完全的自动化机械生产。如果他把这件事成功实施,Velodyne将在自动驾驶和无人工厂两个前沿技术中处于领先地位。

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(马斯克超级工厂)

霍尔可能是一位技术大牛,但他仍然保持了典型工程师的状态:在实验室里修修补补,穿着已经褪色的蓝色牛津衬衫,斜纹棉布裤和运动鞋。当话题转移到自己身上时,他常常说不上一两句,但谈到上世纪70年代一家为雷声公司和哈佛医学院等提供专业零部件的公司“波士顿机械商店”时,他的眼睛就亮了起来。

二、大卫霍尔的成长记历

霍尔在康涅狄格州长大,是一名工程师的儿子,他的父亲曾经参与建造了核电站;同时他也是一位物理学家的孙子,1930年,他的爷爷发明了一种通过扫描工艺过程来制作彩色照片的装置。当霍尔在十几岁的时候,他的爷爷帮助霍尔建立了自己的车间。除了其他的一些发明之外,霍尔还制造了一辆摩托车和一个吉他声音扩大器。

在上世界70年代的动荡时期,他曾在克利夫芙兰凯斯西储大学学习机械工程。大学毕业后,他搬到波士顿去,并且开了一家商店,主要为科技、医疗和工业公司生产零部件。这些项目很有趣,需要创造力,但工作匿名性很令人沮丧。

于是,他决定进入军需消费品领域,在回忆中,他说:“如果在未来的某个晚上,我走上街头,大声喊出我的品牌名字,就会发现有人曾经听说过我的名字。”

在20世纪80年代初,霍尔搬到了旧金山湾,并计划进军音频产业,当时这一业务正在蓬勃发展。“你可以去任何一家立体声音响商店,人们总是在寻找最新的商品。”他说。在家人的支持下,他开始用自己申请的专利技术来设计一款优质的低音炮,从而减少失真。他将公司命名为Velodyne,以此纪念对自行车的热爱。

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(早年的大卫霍尔)

他的扬声器售价在2000到5000美元之间,并且在这个价位区间流行开来。他说:“我能让它比任何之前的声音更加响亮和令人深刻,听起来就想是扬声器要散架了一样。”

他的兄弟布鲁斯之后也加入了进来,帮助拓展销售渠道。业务不断增长,客户群体拓展到旧金山湾区的体育明星,包括已故的罗宾·威廉姆斯。但是音响业务的竞争,尤其是价格上涨带来的竞争愈演愈烈,到20世纪90年代后期,霍尔再次寻找新的项目。

为了开辟新的业务,他开始为有线电视机器人战争栏目制作战斗机器人。他的作品在2001年的世界锦标赛中取得了第二的好成绩。第一届DARPA年度系列无人驾驶汽挑战赛让他看到了新的机会,不过这次比赛原计划是在加州的沙漠中进行的,后来又搬到了城市之中,这为霍尔激光雷达的独创性带来了一次更加严峻的考验。

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(DARPA年度系列无人驾驶汽挑战赛上各式各样的无人驾驶汽车)

从2002年开始,霍尔试验了许多的技术,包括摄像头和激光雷达,并在2004年和2005年的比赛中用到了一辆汽车之中。在认识到摄像头的局限性之后,霍尔和其他的一些人开始讲目光转移到了激光雷达之上,这是一种用于制图和测量的技术,可以将单个图片拼接到一起,形成详细的地图。

他将激光雷达改造成了一个装有64个旋转激光器的装置,这被证明是一个突破,最终赋予汽车看到世界的能力。CMU机器人专家Whittaker说:“这是我们现在普遍采用的一种自动驾驶方式。”利用霍尔的激光雷达,Whittaker的Tartan车队在2007年赢得了200万美元的奖金。斯坦福大学的团队由Sebastian Thrun领导,后来他开始了Google的自动驾驶项目,该项目也使用了Velodyne的激光雷达。

行业的其他先驱,也是DARPA 挑战赛的老兵们,现在大多供职于谷歌、Uber、福特、丰田和其他众多科技行业公司,领导着自动驾驶项目。许多成了霍尔的客户,霍尔说:“一些好的想法真的能够改变世界。”

三、Velodyne发展现状

Velodyne的总部位于圣何塞,在距离总部以北大约38英里的地方,有一个名为阿拉米达的实验室。在那里,努力工作的霍尔使得Velodyne处于行业的前列。那个实验室离他的码头很近,看起来就像是资金不足的高中实验室,在那里,计算机科学、电子工程、物理和光学领域的博士们正在进一步提高霍尔激光雷达的能力。

Velodyne的激光雷达给汽车提供了360度视图,在地图上呈现为3-D点“云”。无论是白天还是黑夜,车辆都能“看到”半径为200米区域内的所有东西。这可以帮助到高速行驶的汽车检测遥远的未知的危险,从而避免车祸的发生。

去年,霍尔出售了数千台设备,今年,他计划将销售数额提到万台以上,这些产品包括从8000美元到85000美元不等的16线激光雷达(看起来像是一个冰球),也包含价格高达85000美元的64线激光雷达。

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(Velodyne 激光雷达产生的点云图)

但是竞争对手出现了。Quanergy在2016年从汽车零部件供应商德尔福获得了9000万美元的资金支持,用来制造低成本的固态激光雷达元件。而拥有3600万美元资金的Liuminar公司则表示,它家的产品无论是在监控范围还是成像质量上,都是目前市场上最好的。

Velodyne正在推出一款新的固态激光雷达,这款雷达没有配备旋转组件,可以与较低端的竞争对手进行正面对抗,同时也准备了检测范围更广的激光雷达应对高端产品的挑战。目前,Velodyne仍然是无可争议的领导者,其他的公司都没大规模生产。

“如果你正在研究自动驾驶技术,你就会尝试用它(Velodyne)来做一些不是那么容易的工作,因为这是你最可能得到的单位。”马克惠勒说。他曾是谷歌和苹果公司的资深技术人员,他也是帕洛阿尔托研究公司的首席技术官。该公司为无人驾驶汽车提供高精度地图服务。

霍尔也反驳了竞争对手威胁公司的言论,“除了我们,还有人知道该如何大规模的生产激光雷达吗?”他问道,“事实证明,我们才是这整个产业的关键环节。”

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(激光雷达工作示意图)

在自动驾驶汽车领域,并非所有人都是激光雷达的粉丝,最引人瞩目的当属马斯克。他承若特斯拉将采用摄像头、毫米波雷达和超声波雷达组合的模式,为汽车提供足够的传感能力。但即便没有了特斯拉,Velodyne的市场仍旧巨大。

如今,有几千辆无人驾驶的车辆正在测试中,虽然没有人知道何时才能将自动驾驶汽车交付给消费者。但据预测机构HS Markti预计,到2025年,自动驾驶汽车的销量将迅速增长至60万辆,而在此之后的十年里,其销量至少达到43%,这意味着到2035年,累计有7600万辆自动驾驶 汽车行驶在公路上。该公司的总裁Jellen说,在未来几年里,公司的预测至少有300%的增长。

这在很大程度上解释了为什么霍尔的公司已经雇佣了530人,为什么如此专注于他的大公司计划。这座玻璃封装的制造工厂今年早些时候在圣何塞建成并投入使用,目前大约有200名工人正忙着为最新的激光雷达组装关键的微电子和光学部件。

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(Velodyne激光雷达工厂)

但是在接下来的18个月里,这项工作将由工厂里的机器人取代。霍尔和他的工程师们正在秘密地研究工作机器人。他并没有透漏更多的细节,只是表示圣何塞的工厂很快就能够实现每年生产100万台的目标。霍尔说:“必须使用自动化才能达到这些数量。”在短暂的停顿之后,他补充到:“对我来说,这比所有的激光雷达销售工作都要有趣的多。”

文章来源:福布斯