盖世汽车|苹果专利：使用红外摄像头和光脉冲检测道路物体
盖世汽车讯 据外媒报道 ， 日前 ， 美国专利商标局(US Patent and Trademark Office)授予苹果公司一项名为“物体遥感探测和测距”(Remote sensing for detection and ranging of objects)的专利 。在该专利中 ， 苹果提出了一种由可控光源、定时电路和测距电路或处理器组成的系统 。简言之 ， 除了激光雷达之外 ， 该公司还提出使用红外摄像头和光脉冲来检测道路障碍物 。
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(图片来源：appleinsider.com)
在制造自动驾驶汽车的诸多挑战之一是让自动驾驶系统获取道路数据 。目前许多传感器和系统可供使用 ， 不过在精度、成本和物理要求方面有相当大的差异 。例如 ， 激光雷达这项深度传感技术虽然性能出色 ， 但其涉及到的组件导致部署成本相对昂贵 。而通过利用不同系统中更便宜的组件 ， 苹果公司可以在降低成本的情况下 ， 获得接近激光雷达的精度 。
根据苹果公司的提议 ， 光源可以是垂直腔面发射激光器(VCSEL) ， 但另一更有趣的版本是使用近红外光 。此外 ， 还使用摄像头创建监控区域的视频传输 ， 此种摄像头可为红外摄像头 。
这两个版本都依靠定时电路向环境中发射光脉冲 ， 然后被附近的物体反射回摄像头 。也就是通过测量光脉冲返回摄像头所需的时间 ， 测距电路可计算出被检测到的物体有多远 ， 并将结果提供给自动驾驶计算系统 。
距离测定可使用窗口定时电路进行计算 ， 生成多个光脉冲曝光窗口 。窗口中的光脉冲会告知测距电路其往返物体所需的时间 。例如 ， 一个时间窗口中检测到的脉冲可能表示距离较短 ， 而下一个时间窗口中检测到的脉冲可能表示距离更长 。
由于使用了摄像头 ， 该系统可以覆盖广泛的视野 ， 因此可以监控大面积的区域 ， 而不是像激光雷达一样覆盖的单个点 。此外 ， 该系统还改进了标准摄像头的使用 ， 这是由于标准摄像头使用背景、对比度和颜色来确定物体的位置 ， 而该系统只需要使用检测到的红外光脉冲来确定距离 。
苹果建议该系统可与现有激光雷达装置一起使用 ， 创建一个混合系统 ， 以不同的精度检测物体 。专利中介绍的精度较低的光脉冲摄像头可用于为自动系统生成感兴趣的区域 ， 然后告知激光雷达元件扫描重点 ， 从而实现全场景覆盖 ， 并在选定区域内的目标检测和测距方面具有较高的检测精度 。
【盖世汽车|苹果专利：使用红外摄像头和光脉冲检测道路物体】此外 ， 使用窗口检测也可提高该系统的精度 。在第一次脉冲波和曝光窗口之后 ， 系统处理器可决定第二次脉冲波可能需要更高的分辨率 。为此 ， 可以缩短时间窗口 ， 增加测距范围内的距离数量 。
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