车东西(公众号:chedongxi) 文 | James 晓寒 上个月,苹果公司发布了iOS和iPadOS 13.4的第一个测试版本更新,有媒体发现系统包含了一个名为CarKey的API.这项功能有望在未来实现用iPhone或Apple Watch解锁,锁定或者启动汽车的功能. 这一项API的发布让苹果造车的话题再次浮出水面. 2015年开始,业界盛传苹果发起了造车的泰坦计划,但随后被证实转型到了研发自动驾驶系统上,似乎苹果已经放弃了造车的想法. 进入2019年后,苹果自动驾驶相关的信息少之又少,反而不断爆出汽车相关的专利技术――在2019年申请的专利数,几乎是前几年得到的汽车相关专利数量之和. 车东西汇总了2019年以来苹果在汽车领域获得的30多项专利,涉及自动驾驶,AR导航,车载VR,车内支付,生物识别,智能硬件,车外交互,虚拟后视镜等多个领域. 比较有创意的专利包括,将安全带变为触控板进行一些车载功能的操作,用智能车门来防止开门时发生的事故,将后视镜画面投射到侧面车窗等. 从不断曝出的苹果汽车相关专利上看,苹果似乎仍有意自己造车,而且一定是自动驾驶汽车.而从这些专利上,也能大概看出苹果到底要造一台怎样的自动驾驶汽车. 一,召集数千人秘密研发多年苹果神秘造车路 最早有关苹果造车的新闻可以追溯到2014年.当年3月,苹果在日内瓦车展发布Carplay车载软件之后,便开始对汽车进行实质性的研究. 2015年,有媒体报道称苹果的汽车项目有数千人参与研发工作.同时,苹果也一直在鼓励特斯拉员工加入苹果公司. 这一年,苹果从全球各大车企都挖来了优秀的人才,包括特斯拉,克莱斯勒汽车,大众集团.在这其中,就包括特斯拉前副总裁Chris Porritt.目前,他还在苹果的Titan项目中担任重要职位. 此外,苹果在2015年还从英伟达,Waymo等公司聘用自动驾驶相关的人才,帮助苹果研发自动驾驶系统.苹果还从三星公司"挖"走至少三名电池专家,主攻动力电池技术. 在当年的一次采访中,特斯拉首席执行官埃隆・马斯克戏称苹果公司是特斯拉的"坟墓",因为苹果招聘的人员都是被特斯拉"解雇"的. 2016年,苹果公司的Titan项目经历了一次重大转变. 据外媒"华尔街日报"报道,苹果在当年7月返聘已退休的苹果前硬件高级副总裁Bob Mansfield,并由他来接管Titan汽车项目. Bob Mansfield在担任苹果硬件高级副总裁期间,曾带领团队设计了MacBook Air和MacBook Pro等产品.在返聘Bob Mansfield之后,苹果也从汽车硬件开发转变为自动驾驶系统的开发. ▲苹果前硬件高级副总裁Bob Mansfield,现在主持自动驾驶技术研发 2017年,苹果公司获准在加利福尼亚州的公共道路上测试自动驾驶汽车. 据外媒彭博社报道,当时从苹果总部大楼驶出的一辆雷克萨斯RX450h上,安装有Velodyne公司最长探测距离的64线激光雷达,此外还有至少两个雷达,两个摄像头. ▲苹果用于自动驾驶测试的雷克萨斯RX450h 苹果首席执行官库克在接受彭博电视台采访时说:"苹果正在专注于自动驾驶系统,但不一定会开发出真正的硬件产品." 当时人们纷纷猜测,苹果可能希望推出一个自主研发的自动驾驶系统,并提供类似Uber的乘车共享服务. 2018年,苹果对自动驾驶的测试不断升级,规模也在不断扩大. 虽然苹果公司没有公开承认正在测试自动驾驶系统,但是苹果在加利福尼亚州的自动驾驶许可证数量却排名第三,当年共有70辆车允许上路进行自动驾驶测试,仅次于通用集团旗下Cruise公司175辆和Alphabet旗下Waymo公司88辆自动驾驶测试车辆. 进入2019年,有关苹果自动驾驶车辆的信息在逐渐减少,甚至还曝出苹果在自动驾驶部门裁员200人的消息,唯一重磅的消息是苹果收购了Drive.ai自动驾驶公司. 自动驾驶相关信息减少的同时,苹果获得的汽车专利却在不断被曝光. 从2019年苹果获得的汽车相关专利数量来看,几乎是2017年和2018年两年获得汽车相关专利数量之和. 这说明,苹果并没有放弃造车计划. 2019年以来,苹果一共获得汽车相关专利30项,整体分为自动驾驶,人车互联,车体结构优化以及车内娱乐共4个方面.例如增强传感器夜间表现的技术,AR导航,车载VR,虚拟后视镜等技术. ▲苹果2019年以来获得的汽车相关专利 综合这些专利的内容来看,苹果的造车路径,不过是从此前造乘用车卖给消费者的打法,转向了造汽车与自家自动驾驶技术相结合的套路――也就是直接造无人车. 下面车东西将具体介绍一些苹果获得的汽车相关的专利,跟大家一起看看苹果在汽车上,到底憋出了哪些大招. 二,解决自动驾驶难题:提升传感器夜间表现 1,增强自动驾驶传感器夜间的表现 在白天,自动驾驶传感器可以依靠日光识别车辆周围的物体,不过,在夜间,车灯,路灯以及其他光源混合在一起使路况更加复杂,自动驾驶传感器将会难以发挥优势. 例如,在不同色温的灯光下,物体反射的颜色不同;没有灯光或灯光较弱的条件下,对于物体识别会更加不精准. 不过,在苹果的这项专利中,传感器在夜间的识别准确率也会大幅提高. 由于车辆灯光的亮度,角度都受到法律限制不能实现更远距离的照射,因此需要用夜视摄像机,红外探测器和长波红外传感器(LWIR)三个系统配合使用,通过三个系统的配合使用,夜间识别效率将比传统头灯提升三倍. ▲苹果夜间自动驾驶专利图片 首先,使用摄像机探测车辆前方60米左右的物体,探测角度大约是120度,这样可以判断近处物体的种类和运动规律,让自动驾驶车辆保持安全行驶. 然后,使用近红外传感器探测更远距离的物体.探测范围可以达到200米,不过探测范围大约仅有30度. 最后还需要使用长波红外传感器,这个传感器可以探测车辆周围物体产生的热辐射,如果使用传感器阵列进行探测,可以达到180度的视场. 在苹果的专利图片中可以看到,车辆在三种传感器的配合之下,可以提升车辆运行的安全性. 在夜间驾驶中,由于传统汽车头灯的亮度,覆盖范围有限,因此夜间成为交通事故多发时段.如果能够依靠自动驾驶系统进行探测,识别,对于提升夜间行驶安全具有重要意义. 此外,苹果在2019年5月还公布了一项在恶劣环境下识别路标的专利,这项专利可以在雾霾,暴风雪天气精准识别路标,同样也能提升驾驶安全. 2,与周围车辆和行人通信 人们在驾驶传统汽车时,通常通过鸣笛,灯光控制向其他车辆传递信号,但是在自动驾驶车辆中,难以实现这两种方式的信息传递. 苹果在2019年6月收购了自动驾驶公司Drive.ai,同时聘用了这家公司的工程和设计员工. 在这家公司的自动驾驶车辆上,前后各有一个小显示屏.当汽车在人行横道前礼让行人时,显示器就会显示提示信息,给后方车辆文字提示,保证行人安全.在车辆前方的显示屏也会显示提示信息,给行人更多安全感. ▲Drive.ai自动驾驶车辆会在车辆四周以图案和文字显示车辆所处状态 不过,苹果还想实现更多功能. 除了精准识别周围车辆并传递视觉,听觉信息,还能在特定路段传递不同的信息.例如,在学校路段,车辆就会给行人更简单的视觉反馈,以适应学生和儿童群体. 此外,这项功能在不同情况下做出不同的反馈.在紧急情况下,这个系统可以提高音量,改变显示的光线,颜色,或是让提示信息持续闪烁使周围车辆驾驶员重视这条提示信息. ▲苹果在2019年全球开发者大会WWDC上宣布地图服务细节将有巨大提升 这项功能如果要实现,必须依靠精准的地图服务. 而苹果目前也做到了这一点.在2019年的苹果全球开发者大会WWDC上,苹果宣布将提升地图细节,这项功能随着iOS 13.3的发布目前已经上线,未来也有可能用于自动驾驶车辆. 三,黑科技提升驾驶体验:后视镜画面投至车窗 除了自动驾驶的技术之外,苹果还希望将自己的王牌软件服务融入车辆. 多年以来,苹果在软硬件开发上相辅相成,软硬件的深度融合让苹果产品在使用上具有更好的体验.苹果在汽车领域也有类似想法,让车辆与人们的其他移动设备深度融合,达到更加完美的驾驶体验. 1,AR地图 苹果对于增强现实AR的研究已经有很多年了,首席执行官库克也多次表示看好AR技术的未来.而当AR技术应用于汽车时,将带我们走向汽车的未来. 苹果目前拥有大量关于AR的专利,可以实际应用于汽车的也有许多.而这一项AR地图专利非常务实,即便是现在就实现这项功能也不是很困难的事情. ▲利用移动设备的AR技术为车辆导航 苹果在专利说明中表示:通过iPhone手机或者AR眼镜当中的摄像头,可以捕获前方的环境,并在屏幕上显示出路线和障碍物,这样就能实现更精准的车到引导和导航功能. 目前,导航系统大多是卫星图片拍摄的2D图像,在岔路口和立交桥路段有部分3D图像.3D图像的显示可以大大增强导航的体验感.而如果导航全程都使用3D图像,那么司机走错路的概率就会大大降低,提升出行效率. 2,后视镜图像投射到侧窗或HUD 此外,还有一项车辆互联技术非常有趣.苹果希望将外部后视镜的图像投射到侧窗或抬头显示HUD当中. 在这项专利描述中,苹果希望用两种方式实现,一种是隐藏后视镜,将后视镜可视内容全部投射到玻璃侧窗上.另一种是保留后视镜,同时将后视镜内容实时显示在抬头显示HUD当中. ▲后视镜投射技术专利图 通过这两种方式呈现后视镜内容,可以让驾驶员更加集中精力驾驶,不会因为侧方状况分心. 近年来,许多汽车厂商都推出了类似的功能,希望能够拓展后视镜的可视角度和功能. 本田的LaneWatch盲点显示系统就是其中一种.通常情况下,车外后视镜的可视角度大约为30度,车外盲区较大,容易发生危险.本田在后视镜下方添加了一个摄像头,可以在车内显示屏内实时显示后视镜内容,拓展了后视镜的可视范围,整个后视镜的可视角度可以达到90度. ▲本田的LaneWatch盲点显示系统示意图 苹果应该也是希望通过类似技术实现扩大后视镜的可视角度.不过,本田的LaneWatch盲点显示系统所拍摄的内容只能在中控显示器上显示,实际使用上可能导致驾驶员注意力不集中于前方道路发生交通事故. 四,重新设计硬件:安全带变身触控板 除了软件方面,苹果依然没有放弃对汽车的硬件研发.这也能从另一个侧面表明,苹果仍然没有放弃造车. 在车体结构上,苹果主要获得了车辆安全性方面的专利,有智能车门这样可以直接体验的技术,有可伸缩保险杠,底盘稳定这样提升安全方面的技术,还有悬架升级,加热除霜这样增强体验,更加人性化的技术. 1,智能车门系统和铰链 苹果MacBook笔记本的铰链一直制作得非常优秀,可以做到单手开合电脑.如果汽车门也做得如此"顺滑"的话,开关门的体验也会更加舒适. ▲Mac笔记本的铰链经过特殊设计,可以实现单手开合 平常我们在开关车门时,常常会遇到两个问题:如果车位较窄,离旁边的车距离较近,车门打开时很容易碰到旁边车辆;如果在路边上下车,可能会有自行车或后方来车躲避不及刹车撞上车门. ▲苹果智能门铰链专利图片 如果汽车使用了智能门铰链,那么在实际使用当中,这两个问题可以更好地解决.苹果希望在车门中加入智能铰链以及触觉反馈装置,一旦车外发现紧急情况,车门就会增大阻力,或者给予震动反馈,这样人们就能注意到车外可能发生的情况. 同时,苹果还希望在门把手内加入Touch ID或Face ID识别装置,这样能够让车辆更加安全. 此外,苹果还拓展了智能门铰链的功能.这项功能不但可以用于汽车,还能用于智能家居产品或者Mac笔记本电脑.如果智能门铰链用于智能家居门,可以根据门的开合程度判断是否要为房间开灯;用于Mac笔记本电脑时,也可以加入触觉反馈,例如在电脑开合时给予震动反馈. 2,伸缩保险杠技术 苹果有关保险杠的专利一共有两个,苹果都加入了可伸缩的功能. ▲苹果可伸缩保险杠专利 从专利图上可以看出,如果车辆发生碰撞,保险杠将会受到挤压.此时,位于底部的两个保险杠液压支架与保险杠形成三角结构.同时,保险杠收缩,整体可以起到缓冲作用,从而减轻碰撞造成的伤害. 如果碰撞力度较大,两个保险杠液压支架还能主动破碎,分解碰撞产生的巨大力量. 此外,苹果还希望在保险杠中充入缓冲材料.当车辆遭到碰撞时,缓冲材料可以挤压收缩,并消除部分碰撞产生的力量. 近年来,各大车企也在研发更坚固的保险杠和保险杠缓冲技术.总体来说和苹果专利的原理大致相同,车辆保险杠的发展正趋于成熟. 3,让安全带变身触控板 几乎所有汽车当中的部件都可以个性化改动,但安全带始终没有什么改动,也没有设计师改动安全带的设计.不过,苹果在一项专利中为安全带加入了更多炫酷的功能. 加入更多功能的安全带主要可以实现6大功能. ▲驾驶员可以对驾驶员上的按钮,功能进行自由定义 通过触摸进行通信.用户可以在安全带上定义不同的功能按键,并通过点按,滑动的方式调整车辆的音量,接听电话,询问Siri等功能. 通过安全带实现车载音频和通讯的功能.内置麦克风离驾驶员的嘴更近,因此可以获得更好的收音效果. 通过嵌入生物识别技术和传感器,检验驾驶员是否酒驾.安全带进行加热,让驾驶员和乘客感受到温暖. 此外,前排安全带可以控制后排娱乐系统,同时还能利用外界照射的阳光进行太阳能供电. 五,汽车化身VR会议室 生物识别助力车载支付 自动驾驶时代,司乘人员从开车任务中解放出来后,将有更多的时间从事其他事项.苹果针对这种变化,也申请了一些让乘客在乘车途中有事可做的专利. 1,车载VR技术 首当其中的是车载VR技术,如果车辆在自动驾驶时,人们戴上VR眼镜,就可以在车辆当中沉浸在另外一个世界里.苹果甚至认为,在车上也可以进行沉浸式VR视频会议. ▲利用VR虚拟现实技术,可实现在车内进行多人会议 这项专利描述的场景似乎离我们的日常生活还有一定的距离,但是,苹果近年来在AR,VR领域的不断发力,真正实现VR视频会议的那一天似乎也并不遥远. 2,Touch ID/Face ID上车,车内完成支付 其次是将苹果自家的Face ID/Touch ID等生物识别技术搬上了车,结合近场通信技术,提升了车辆的安全性,同时也能实现车内支付,智能召唤等功能. 苹果将这项综合技术成为车辆认证系统. 依托该系统,汽车既能够识别上车的乘客和车主,还能让乘客更容易找到前来接驾的汽车.如果装有这项系统的车辆是网约车,那么当车辆靠近乘客时,车辆可以与乘客的移动设备进行通信,乘客就可以准确定位自己预约的车辆. ▲苹果车辆认证系统专利图片 同时,通过这项技术,还能拓展Apple Pay的功能.这项功能点像高速公路的ETC收费,当汽车与感应装置保持一定的距离就能实现认证和付款. 不过,苹果描述了另一个使用场景:当汽车停在充电站时,驾驶员通常需要手持信用卡或者手机进行付款.如果车辆与充电桩都有感应装置,当车辆驶入充电桩可识别的范围之内,驾驶员或乘客就可以在车内进行Touch ID或Face ID认证,自动进行付款,使车辆本身实现Apple Pay的功能. 此外,这项技术还能实现在停车场中召唤车辆.如果停车场规模很大车辆难以寻找,可以通过iPhone或者Apple Watch与车辆进行通信,车辆就可以准确找到驾驶员所在位置.这项功能与特斯拉的召唤功能非常相似. 最后,驾驶员还能通过移动设备语音控制车辆,可以在上车之前调整车内温度,调整座椅. 值得一提的是,苹果的这个专利,很可能还要用上新发布的U1芯片. 在2019年9月发布的iPhone 11系列手机当中,有一颗U1芯片.这颗芯片使用超宽频技术,可以将定位精确到10厘米.不过,目前除iPhone 11之外,还没有其他苹果设备或第三方设备可以使用这块芯片或这项技术. ▲2019年发布的iPhone 11手机中发现的Apple U1超宽频芯片 而车辆在停车场中的精确定位,充电站实现车辆Apple Pay付款以及网约车精确定位很可能要用上苹果的这颗U1芯片. 结语:苹果给汽车产业带来新的血液 苹果在2019年到现在,一共获得了30项汽车相关的专利,这些专利中有自动驾驶相关的技术和方法,也有人机互联技术的发展,当然也有最基础的车体硬件专利.如果给这些专利再次分类,正是汽车的智能化,网联化,共享化.2015年,苹果从三星公司"挖"走了至少三名电池专家,研究动力电池技术,这也正是汽车的电动化. 时至今日,我们仍不知道苹果希望做出一辆什么外形的车,但如果用苹果多年以来的专利组合成一辆汽车,这辆车一定是汽车"四化"浪潮中走在最前列的. 电脑公司做手机,在传统手机厂商眼里几乎是一件不可能的事情,但苹果成功了;科技公司造车,在传统汽车厂商眼里这几乎是一个不可能的事情,但特斯拉成功了. 如今,苹果作为全球市值最高的科技公司,希望研发汽车,虽然整个过程已经持续数年,过程也并非一帆风顺,但以苹果的研发能力,还是搞出了一些不一样的东西,也将加速汽车产业的四化转型浪潮.