据麦姆斯咨询报道,美国专利商标局近日公布了一项苹果公司(Apple)关于自动驾驶汽车泰坦计划“Project Titan”的专利申请,提出了一种针对夜间自动驾驶物体探测和识别的多模传感系统。在夜间驾驶时,苹果新系统相对传统汽车大灯的卓越性能,将大幅提升行车安全性,避免致人伤亡的交通事故。
 
目前设计的自动驾驶系统大多通过收集并处理多种传感器捕捉的大量数据,来探测并识别车辆周围环境中的物体。自动驾驶车辆需要尽可能地实时处理传感器数据,以便实现自动导航,以及对自动化系统的稳健控制。这正是苹果公司这件发明专利试图改进的方向。
 
 
总体而言,苹果公司的发明专利提出了一种多模传感系统及其应用,能够使自动驾驶汽车在夜间行驶中实现对围的物体的探测和识别。
 
苹果在专利中介绍称,夜间或低照度环境,对自动驾驶车辆的控制系统提出了挑战。例如,相关法规对车辆大灯在夜间的照明水平提出了限制,这有可能相应限制了可见光传感器(例如摄像头)的有效探测范围,这些可见光传感器通常用于障碍物的探测和识别。
 
探测和分类障碍物有效范围(例如约 60 米)的限制,将会降低自动驾驶车辆的安全性,并降低车辆可安全行驶的最高速度。
 
近红外(NIR)传感
多种互补图像传感技术的组合,可以有效解决自动驾驶车辆在夜间或低照度环境中对物体的探测和分类挑战。例如,目前法规对车辆近红外照明器的照明水平,可能就比较宽松或没有限制。
 
近红外照明器搭配近红外传感器,可以捕捉车辆行驶路径中或附近物体的高分辨率图像,并且,可以显著提高有效探测范围(例如,可达 200 米)。
 
更大的有效探测范围,可以使车辆在行驶中更早地探测并分类障碍物,提高行驶安全性,间接提高自动驾驶的最高速度。近红外照明器可以在相对窄的视场(例如,30 度扇面)中投射近红外光。
 
尽管可见光传感器的探测范围可能相对有限,但是它们可以在多个色彩信道(例如,红色、绿色和蓝色)中提供高分辨率图像数据。此外,可见光传感器还可以提供更宽的视场(例如,120 度视场)。
 
长波红外(LWIR)传感
长波红外传感器可以捕捉车辆周围环境中物体本身发出的热辐射,因此不需要依赖照明器。长波红外传感器有效探测范围,主要受传感器分辨率,以及物体探测和分类的分辨率要求所限制。
 
长波红外传感器及其组成的阵列,可以在车辆周围提供 180 度的宽视场。长波红外传感器可以提供车辆周围环境中物体的相对低分辨率图像。
 
在一些实施例中,基于长波红外传感器低分辨率图像实现的物体探测,通过调整其他传感器的控制参数,和 / 或调配图像处理资源,将车辆的计算机视觉处理资源聚焦在与被探测物体相关的感兴趣的区域,以实现被探测物体的分类。
 
例如,可以调整传感器(例如,近红外传感器或可见光传感器)的积分时间、光圈、滤光或增益,以增强与所捕捉物体相关的感兴趣区域的成像。
 
此外,还可以调节照明器(例如,近红外照明器或可见光照明器)的功率水平或视场,以增强感兴趣区域的成像。还可以调整计算控制参数,并将其应用于与感兴趣区域相关的图像部分。
 
苹果公司的这件专利申请中介绍的技术,或能提供优于现有自动驾驶车辆计算机视觉系统的改进,可以提高探测并分类车辆周围物体的有效范围;能够在低照度环境中更准确地对物体进行分类;能够改善自动驾驶车辆控制系统的安全性,并提高低照度环境中的最高安全行驶速度。
 
下图为苹果公司在这件专利中展示的用于夜间自动驾驶车辆物体探测和识别的多模传感系统框图,包括了安装在车辆上的多种不同类型传感器的视场。图中,710 表示自动驾驶车辆;720 扇面表示可见光图像传感器的视场(VISIBLE FOV);730 扇面表示长波红外传感器的视场(LWIR FOV,视场角最大);740 表示近红外图像传感器的视场(NIR FOV),视场略小,但有效探测距离最大。
 
 
Titan 计划无疾而终?相信这是苹果对高品质、高标准的不妥协
苹果公司的这件专利申请于 2018 年第 3 季度,目前尚不能确定其自动驾驶汽车何时能够问世。
 
早在 2014 年,苹果公司就启动了 Titan 自动驾驶汽车项目,Titan 是希腊神话中统治世界的神族。苹果最初的目标是打造出一辆能够颠覆行业的汽车,按计划该产品应在 2019 年亮相。但在 2016 年,苹果突然裁掉大量该项目的员工,并在 2019 年初再次裁员,这一些列行为不得不让人怀疑是自动驾驶项目出了问题还是苹果公司出了问题。
 
据外媒分析,其中的一个可能的原因是苹果手机市场销量低迷,苹果不得不削减非核心计划的开支。
 
 
另外,苹果公司在近日正式宣布放弃 AirPower 无线充电板项目。苹果官方称:“经过很多努力后我们确认,AirPower 无法达到我们的高标准,我们取消了该项目。”自动驾驶汽车的安全性问题关乎生命,苹果公司的产品理念和高标准要求,可能目前的设计和制造水平还未能跟上。因此,苹果公司对产品品质的不妥协,或许也是 Titan 计划扑朔迷离的一个潜在原因。