技術(shù) 蘋果

蘋果獲兩項(xiàng)新專利可確定車速和滑移角及改善夜間行駛

蓋世汽車劉麗婷 2021-03-18 14:52

蓋世汽車訊據(jù)外媒報(bào)道，近期，美國專利商標(biāo)局正式授予蘋果泰坦項(xiàng)目（Project Titan）相關(guān)兩項(xiàng)專利。其中一項(xiàng)提出了一種可在車輛坐標(biāo)系中確定車輛速度和滑移角的技術(shù)，從而使車輛在濕滑冰冷路面上穩(wěn)定行駛；另一項(xiàng)是多模式傳感器，可幫助自動(dòng)駕駛汽車在夜間檢測(cè)和識(shí)別物體，性能優(yōu)于傳統(tǒng)大燈，未來可挽救很多生命。

測(cè)量滑移角和車速的設(shè)備和方法

該技術(shù)專利由一組傳感器組成。實(shí)例中，車輛下方會(huì)安裝一個(gè)或多個(gè)正交布置（orthogonally arranged）的傳感器，可用于檢測(cè)其視場(chǎng)內(nèi)的車輛行駛道路或其他表面。該傳感器信息可用于計(jì)算車輛滑移角。在很多情況下，該傳感器可能是天線陣列式，也可能是超聲波傳感器。

此外，正交布置的傳感器還可與慣性測(cè)量單元（IMU）結(jié)合使用，在正交傳感器確定速度和滑移角之前或同時(shí)，可以獨(dú)立推斷出車速。此外，IMU也可獨(dú)立或者與其它組件結(jié)合達(dá)到降噪效果。

不僅如此，其他外部定位和測(cè)速系統(tǒng)，如全球定位系統(tǒng)（GPS），可與傳感器一起進(jìn)行誤差矯正和位置同步。此外，還可將其他傳感器（如偏航、車輪速度、陀螺儀、超聲傳感器）置于車輛底側(cè)，從而形成三合一傳感器。相對(duì)于雙傳感器系統(tǒng)，三合一傳感器可為速度測(cè)量提供更多信息，并消除車輛起伏率、側(cè)傾率和俯仰率的影響。本專利還提供收集數(shù)據(jù)的機(jī)制，以收集滑移角和車速數(shù)據(jù)。在特定示例中，該系統(tǒng)使用車輛底側(cè)傳感器收集到的信息可對(duì)滑移角和車速進(jìn)行估算。

新系統(tǒng)提供了一種解決方案，可在各種條件以及處于或超出車輛操控極限的情況，如車輛打滑或者更明顯的情況下，提高車速估算能力。對(duì)這些操控極限的了解非常重要，特別是遇到路面結(jié)冰等情況。因?yàn)樵谶@種情況下，輪胎可能會(huì)打滑，且無法根據(jù)輪胎轉(zhuǎn)速等信息判斷車輛行駛。此外，該系統(tǒng)還可以提供反饋信號(hào)，輔助當(dāng)前現(xiàn)有的駕駛員系統(tǒng)，如巡航控制、防抱死制動(dòng)（ABS）、電子穩(wěn)定控制（ESC）等。

圖2是滑移角的曲線圖。圖3A展示了位于車輛底側(cè)的正交定向傳感器的水平定位；圖3B展示了車輛底側(cè)的正交定向傳感器的非水平定位；圖7為測(cè)量滑移角和車速方法的流程圖。

蘋果專利圖2、3A、3B、7（圖片來源：patentlyapple.com）

多模式傳感器

蘋果公司表示，夜間或弱光環(huán)境對(duì)自動(dòng)車輛控制系統(tǒng)非常具有挑戰(zhàn)性。例如，車輛大燈在夜間發(fā)出的光照強(qiáng)度可能會(huì)受限于法律或法規(guī)，而法律或法規(guī)又可能會(huì)限制用于檢測(cè)車輛路徑內(nèi)或附近的可見光傳感器（如攝像頭）的有效監(jiān)測(cè)范圍。

檢測(cè)或分類物體的有效范圍（如大約60米或180英尺）若有限，則車輛安全行駛的速度也會(huì)降低。而采用多種互補(bǔ)的圖像傳感技術(shù)組合可解決上述挑戰(zhàn)。例如，可在車輛上安裝近紅外照明器，從而降低或消除照明限制。

帶有近紅外照明器的近紅外傳感器可用來捕獲一些高分辨率圖像信息。這些信息通常與車輛路徑中或其附近物體相關(guān)。此外，該傳感器也可以提高檢測(cè)范圍（例如，提高至200米或600英尺）。

相對(duì)于現(xiàn)有的自動(dòng)駕駛車輛視覺系統(tǒng)而言，此項(xiàng)蘋果專利技術(shù)有所改進(jìn)。在某些應(yīng)用中，可增加對(duì)車輛路徑內(nèi)及附近物體檢測(cè)和分類的有效距離，而在另外一些應(yīng)用中可以在低光照環(huán)境中對(duì)物體進(jìn)行更準(zhǔn)確地分類，從而改善自動(dòng)駕駛車輛控制系統(tǒng)的安全性，并增加弱光環(huán)境下的最大安全速度。

下圖4為采用多模式傳感器、可在夜間自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別物體的車輛的示例框圖。圖7為車輛上多種傳感器的重疊視場(chǎng)實(shí)例。