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海伯森:中国高端智能传感器的开拓者



采访背景
海伯森技术(深圳)有限公司(以下简称:海伯森)于2015年成立于改革开放最前沿的深圳市,主要从事高性能传感器产品的研发、设计、生产及销售,并为客户定制传感器解决方案。公司自主开发了红外飞行时间(ToF)单点测距传感器、纳米级精度激光位移传感器、六维力传感器、固态激光雷达等一系列具有业内一流水准的传感器产品。目前公司建有专业实验室、产品测试中心以及无尘生产车间,可以独立完成传感器产品的研发、设计、生产、测试及批量生产。海伯森致力于建立国内一流的高端智能化传感器品牌,提供各类传感器系统解决方案和特殊传感器定制服务。近日,海伯森在深圳光博会期间发布了两款重量级工业传感器,为此麦姆斯咨询采访了海伯森首席执行官王国安博士,一探究竟。




海伯森CEO王国安博士

1、麦姆斯咨询:王博士,您好!请您介绍一下自己的求学经历和过往的职业生涯。请问是什么原因促使您回国创立海伯森?
王国安:我本科、硕士和博士求学阶段的专业分别是机械工程自动化、机械电子工程(微电子方向)和量子物理,可以说跨了三个不同专业,2011年9月获得了日本名古屋大学博士学位。因为博士阶段的研究方向是纳米磁性薄膜传感器,博士毕业后先后在日本两家知名企业负责磁场传感器研发工作,在传感器的研发、设计、生产和销售等方面都积累了一些经验。在日本期间偶然和公司的同事聊到了日本的一家知名的高端传感器公司,日本同事自豪的说到“这家公司的员工薪水全日本排名第一”,这让我非常吃惊,因为在我印象里,日本薪水最高的应该是大集团的员工。这位日本同事的回答让我开始逐渐关注国内高端传感器领域,通过一段时间的调研,我发现国内大部分企业生产的传感器产品都还集中在中低端,而高端传感器领域的很大一部分市场还是依靠进口,究其原因,主要还是因为高端传感器技术门槛高、研发周期长、研发投入和风险相对较高,而相同的投入放在中低端传感器市场很容易上量,风险较低且周期较短,很多企业不愿意花大量的资金和时间投入到高端传感器产品的研发中。但我始终认为对于日益崛起的中国,高端传感器的缺失将会是一个很大的隐患,对于我个人而言,我也非常渴望能将我在国外所学到的知识带回国,真正转化为一些实实在在的产品和技术,为社会创造一些价值。于是我在2014年底向公司提出了离职申请,在20天时间里卖掉了日本所有的家当,带着家人回国并开始筹备公司成立事项。
 
2、麦姆斯咨询:海伯森掌握了哪些核心技术?布局了哪些相关专利?
王国安:公司目前所有产品的核心技术均是自主研发的,包括:软件、硬件、电路、算法、结构、光学、力学和加工工艺等。专利方面的布局也已经涵盖了以上各个方面。

3、麦姆斯咨询:海伯森目前的团队建设和公司发展现状如何?
王国安:公司的团队规模正在快速扩大中,团队60%以上成员由经验丰富的技术研发工程师组成,公司拥有自主的工程研发中心和无尘组装车间,能满足客户对品质的严苛要求。



办公场所



工程研发中心
 
4、麦姆斯咨询:海伯森近期发布了一款面阵固态激光雷达(LiDAR),请您详细介绍一下这款产品的技术和性能,以及主要目标应用。
王国安:本次发布的固态激光雷达产品有两种分辨率版本,分别是160*60和320*240,产品搭载海伯森自主研发的低畸变红外成像镜头和照明系统,体积小巧但功能非常强大,整个产品按照工业标准进行设计,可达到IP67工业防尘防水标准。为了兼容各种应用平台,本次发布的固态激光雷达可支持USB、RS-485、RS-232、CAN和I/O接口,最大程度保证了产品的通用性。业内最佳的性价比使得该产品非常适合AGV和服务机器人的避障/导航、工业安全区域防护、3D深度扫描等应用。



2018新品发布会



HPS-3D160 产品外观



应用场景:AGV避障



应用场景:工业安全防护
 
5、麦姆斯咨询:与传统宏观机械扫描和微型MEMS微镜扫描等包含运动元件的激光雷达技术相比,海伯森的红外ToF固态方案有何优势和劣势?海伯森如何在兼顾视场角、分辨率和精度的前提下,扩大探测距离?
王国安:与传统的机械扫描和微型MEMS微镜扫描激光雷达技术相比,海伯森发布的固态激光雷达产品内部没有任何机械运动部件,配合其高强度的航空铝外壳,可以满足高振动、高冲击等各种严苛使用环境,大大提高了激光雷达的可靠性。但基于ToF原理的固态激光雷达受ToF CMOS像素大小的限制,分辨率不能做得很高,这在一定程度上限制了其在X和Y方向上的角度分辨率。下一步,海伯森将采用分辨率更高的ToF CMOS芯片,并对红外成像镜头、红外照明系统和补偿算法进行优化,最大限度在兼顾视场角、分辨率和精度的前提下扩大激光雷达的探测距离。
6、麦姆斯咨询:海伯森如何解决室外环境光对ToF测距的影响?以及物体的颜色、表面粗糙度和反射率等造成的测距问题?
王国安:由于室外太阳光中的红外光分量、被测物体颜色、表面粗糙和反射率等因素均会对ToF测距产生一些影响,海伯森从产品设计初期就从光学镜头、结构和算法等方面做了相应的优化,大大降低了以上因素对ToF测距产生的影响。
 
7、麦姆斯咨询:激光雷达除了硬件开发,3D点云的数据处理、软件算法也很关键,海伯森在这方面有哪些突破和积累?
王国安:海伯森从2015年就开始了单点ToF测距传感器的研发,并于2016年底推出了业界第一款相位法50米测距ToF传感器,在此研发过程中,公司和团队积累了丰富的ToF传感器研发经验,其中包括了各种数据处理、补偿和滤波算法。这些算法上的积累对此后ToF面阵固态激光雷达的研发起到了很大的促进作用。除此之外,团队也在3D点云的数据处理算法、SLAM导航算法、模式识别算法等方面不断加大投入,力求在未来进一步提高产品的易用性和智能化水平。
 
8、激光雷达价格也是限制其大范围应用的原因之一,请问你们发布的激光雷达价格是否亲民?又是通过什么方法降低产品成本?
王国安:此次海伯森发布的固态激光雷达产品可以说是目前市面上同等产品中性价比最高的,海伯森之所以可以达到如此高的性价比与公司在生产研发成本控制和与上游供应链伙伴的紧密合作密不可分。公司自有的SMT生产线、无尘组装车间和全自动生产设备大大缩短了产品生产的周期并降低了生产成本。与上游供应链伙伴的紧密合作,保证了物料供应的稳定和很好的成本控制。海伯森今后也会不断努力,为客户提供更多高性价比的高端传感器产品。
 
9、麦姆斯咨询:海伯森目前的激光雷达解决方案采用了红外LED或VCSEL(垂直腔面发射激光器),探测范围约10~15m,未来是否有计划进军自动驾驶汽车领域?
王国安:海伯森目前的固态激光雷达产品主要还是面向于工业及民用市场。不可否认,自动驾驶汽车领域未来具有巨大的市场潜力,但该市场的爆发可能还需要一段时间的酝酿,加上该市场对激光雷达产品的稳定性和可靠性要求极高,海伯森会利用该市场爆发前的这段时间先在工业和民用领域进行技术的积累和产品可靠性的验证,同时也会针对自动驾驶汽车应用的要求,同步开发一些新的技术,争取在未来也能为自动驾驶汽车应用提供1~2款高可靠性的激光雷达产品。
 
10、麦姆斯咨询:您认为中国基于ToF原理的3D视觉产业链发展状况如何?有哪些薄弱环节?
王国安:我感觉近期国内基于ToF原理的3D视觉产业发展非常迅速,从上游的ToF芯片、VCSEL、DOE到下游的镜头、模组都涌现了一批优秀的公司,相信未来该领域的发展将会很快取得较大的突破。但由于国内ToF技术起步较晚,各个核心部件的性能和可靠性都还有待验证,特别是国产的ToF感光芯片和DOE等器件由于工艺和量产的原因目前还没有大批量铺开,成本和价格上的优势相对于进口芯片还不是非常明显,但相信这些问题在不久的将来都会得到很好的解决。
 
11、麦姆斯咨询:在工业应用领域,结构光、ToF和多目立体视觉这三种3D视觉技术各有何优势?哪种技术最终将占据主导地位?
王国安:在工业应用领域,结构光、ToF和多目立体视觉这三种3D视觉技术各有优势,结构光技术虽然测量距离较短、抗强光性能较差,但近距离测量精度较高;ToF技术测量距离较远、可以在强光环境使用,但测量精度较结构光技术会低一些;多目立体视觉测量距离适中、可在强光环境使用、测量分辨率较高,但对运算处理单元要求较高,结构和成本也很高。未来究竟哪种技术最终将占据主导地位,还要看具体的应用领域和应用要求,最可能的一种情况是其中两种技术的组合应用。
 
12、麦姆斯咨询:海伯森近期还发布了一款六维力传感器。基于应变计、光学或电容技术的不同,多维力传感器具有各种类型,每种技术都有不同的性能水平、寿命、校准要求和成本。请您介绍一下海伯森这款产品的技术和性能,以及主要目标应用。
王国安:海伯森近期发布的一款六维力传感器是基于应变原理的高性能力学传感器,与光学和电容技术不同,该传感器具有很好的抗干扰能力和抗冲击过载能力,可应用在工业等复杂电磁环境和强振动场合。该传感器采用了海伯森独特的加工和校准工艺,内置了高精度的解耦和补偿校正算法,实现了很好的耐久性和很低的零点漂移及蠕变指标。该传感器将主要应用于工业机器人领域,为工业机器人赋予和人类一样的力觉反馈,使工业机器人能够完成以往只能由人工完成的复杂精密操作。目前的主要目标应用有以下三类:1、工业机器人柔性精密转配。2、工业机器人精密打磨。3、工业机器人拖动示教。除此之外,该传感器还能应用到医疗康复、碰撞检测、机器人平衡控制和动力学测量等应用中。



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HPS-FT060 产品外观
 
13、麦姆斯咨询:上述两款新产品的产能、价格以及供货能力如何?目前公司建立了哪些重要的合作伙伴关系来促进市场推广?
王国安:上述两款新产品均已经实现了量产,已经可以批量向客户进行供货,并且具有很高的性价比。目前,公司为了促进市场的推广已经与瑞士EPC公司、橙子自动化、同川科技等众多上下游客户达成了战略合作关系。



2018新品发布会暨战略合作签约仪式



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14、麦姆斯咨询:海伯森一直强调自己的客户定制化服务和多传感器融合解决方案,请您介绍一下海伯森跨光学、电学、磁学等领域的传感器系统定制化服务能力。
王国安:传感器是一个跨学科的工程领域,公司核心团队成员跨学科的专业背景使得公司目前已具备将光、机、电、算技术综合应用于传感器产品的研发能力和规模化生产能力,能针对不同客户的应用需求提供跨领域传感器系统定制化服务。
 
15、麦姆斯咨询:海伯森目前有无融资计划?如有,请介绍一下公司的融资规划和资金用途。
王国安:目前公司正在准备进行新一轮的融资,本轮融资将主要用来扩大生产规模以及加速市场推广。
 
16、麦姆斯咨询:最后请您畅谈一下海伯森未来五年的规划和企业愿景!
王国安:在未来5年时间里,海伯森将继续在高端传感器领域深耕,希望通过我和海伯森全体同仁的共同努力,在未来5~10年时间里打造一个真正属于我们中国人自己的高端传感器民族品牌,为我国的传感器事业贡献一点绵薄之力。