上個月,蘋果公司釋出了iOS和iPadOS 13.4的第一個測試版本更新,有媒體發現系統包含了一個名為CarKey的API。這項功能有望在未來實現用iPhone或Apple Watch解鎖、鎖定或者啟動汽車的功能。
這一項API的釋出讓蘋果造車的話題再次浮出水面。
2015年開始,業界盛傳蘋果發起了造車的泰坦計劃,但隨後被證實轉型到了研發自動駕駛系統上,似乎蘋果已經放棄了造車的想法。
進入2019年後,蘋果自動駕駛相關的資訊少之又少,反而不斷爆出汽車相關的專利技術——在2019年申請的專利數,幾乎是前幾年得到的汽車相關專利數量之和。
比較有創意的專利包括,將安全帶變為觸控板進行一些車載功能的操作、用智慧車門來防止開門時發生的事故、將後視鏡畫面\u001c投射到側面車窗等。
從不斷曝出的蘋果汽車相關專利上看,蘋果似乎仍有意自己造車,而且一定是自動駕駛汽車。而從這些專利上,也能大概看出蘋果到底要造一臺怎樣的自動駕駛汽車。
一、召集數千人祕密研發多年 蘋果神祕造車路最早有關蘋果造車的新聞可以追溯到2014年。當年3月,蘋果在日內瓦車展釋出Carplay車載軟體之後,便開始對汽車進行實質性的研究。
這一年,蘋果從全球各大車企都挖來了優秀的人才,包括特斯拉、克萊斯勒汽車、福斯集團。在這其中,就包括特斯拉前副QuattroporteChris Porritt。目前,他還在蘋果的Titan專案中擔任重要職位。
此外,蘋果在2015年還從英偉達、Waymo等公司聘用自動駕駛相關的人才,幫助蘋果研發自動駕駛系統。蘋果還從三星公司“挖”走至少三名電池專家,主攻動力電池技術。
在當年的一次採訪中,特斯拉執行長埃隆·馬斯克戲稱蘋果公司是特斯拉的“墳墓”,因為蘋果招聘的人員都是被特斯拉“解僱”的。
2016年,蘋果公司的Titan專案經歷了一次重大轉變。
Bob Mansfield在擔任蘋果硬體高階副Quattroporte期間,曾帶領團隊設計了MacBook Air和MacBook Pro等產品。在返聘Bob Mansfield之後,蘋果也從汽車硬體開發轉變為自動駕駛系統的開發。
▲蘋果前硬體高階副QuattroporteBob Mansfield,現在主持自動駕駛技術研發
2017年,蘋果公司獲准在加利福尼亞州的公共道路上測試自動駕駛汽車。
據外媒彭博社報道,當時從蘋果總部大樓駛出的一輛凌志RX450h上,安裝有Velodyne公司最長探測距離的64線鐳射雷達,此外還有至少兩個雷達,兩個攝像頭。
▲蘋果用於自動駕駛測試的凌志RX450h
蘋果執行長庫克在接受彭博電視臺採訪時說:“蘋果正在專注於自動駕駛系統,但不一定會開發出真正的硬體產品。”
當時人們紛紛猜測,蘋果可能希望推出一個自主研發的自動駕駛系統,並提供類似Uber的乘車共享服務。
2018年,蘋果對自動駕駛的測試不斷升級、規模也在不斷擴大。
雖然蘋果公司沒有公開承認正在測試自動駕駛系統,但是蘋果在加利福尼亞州的自動駕駛許可證數量卻排名第三,當年共有70輛車允許上路進行自動駕駛測試,僅次於通用集團旗下Cruise公司175輛和Alphabet旗下Waymo公司88輛自動駕駛測試車輛。
進入2019年,有關蘋果自動駕駛車輛的資訊在逐漸減少,甚至還曝出蘋果在自動駕駛部門裁員200人的訊息,唯一重磅的訊息是蘋果收購了Drive.ai自動駕駛公司。
自動駕駛相關資訊減少的同時,蘋果獲得的汽車專利卻在不斷被曝光。
從2019年蘋果獲得的汽車相關專利數量來看,幾乎是2017年和2018年兩年獲得汽車相關專利數量之和。
這說明,蘋果並沒有放棄造車計劃。
2019年以來,蘋果一共獲得汽車相關專利30項,整體分為自動駕駛、人車互聯、車體結構優化以及車內娛樂共4個方面。例如增強感測器夜間表現的技術、AR導航、車載VR、虛擬後視鏡等技術。
▲蘋果2019年以來獲得的汽車相關專利
綜合這些專利的內容來看,蘋果的造車路徑,不過是從此前造乘用車賣給消費者的打法,轉向了造汽車與自家自動駕駛技術相結合的套路——也就是直接造無人車。
二、解決自動駕駛難題:提升感測器夜間表現1、增強自動駕駛感測器夜間的表現
在白天,自動駕駛感測器可以依靠日光識別車輛周圍的物體,不過,在夜間,車燈、路燈以及其他光源混合在一起使路況更加複雜,自動駕駛感測器將會難以發揮優勢。
例如,在不同色溫的燈光下,物體反射的顏色不同;沒有燈光或燈光較弱的條件下,對於物體識別會更加不精準。
不過,在蘋果的這項專利中,感測器在夜間的識別準確率也會大幅提高。
由於車輛燈光的亮度、角度都受到法律限制不能實現更遠距離的照射,因此需要用夜視攝像機、紅外探測器和長波紅外感測器(LWIR)三個系統配合使用,通過三個系統的配合使用,夜間識別效率將比傳統頭燈提升三倍。
▲蘋果夜間自動駕駛專利圖片
首先,使用攝像機探測車輛前方60米左右的物體,探測角度大約是120度,這樣可以判斷近處物體的種類和運動規律,讓自動駕駛車輛保持安全行駛。
然後,使用近紅外感測器探測更遠距離的物體。探測範圍可以達到200米,不過探測範圍大約僅有30度。
最後還需要使用長波紅外感測器,這個感測器可以探測車輛周圍物體產生的熱輻射,如果使用感測器陣列進行探測,可以達到180度的視場。
在蘋果的專利圖片中可以看到,車輛在三種感測器的配合之下,可以提升車輛執行的安全性。
在夜間駕駛中,由於傳統汽車頭燈的亮度、覆蓋範圍有限,因此夜間成為交通事故多發時段。如果能夠依靠自動駕駛系統進行探測、識別,對於提升夜間行駛安全具有重要意義。
此外,蘋果在2019年5月還公佈了一項在惡劣環境下識別路標的專利,這項專利可以在霧霾、暴風雪天氣精準識別路標,同樣也能提升駕駛安全。
2、與周圍車輛和行人通訊
人們在駕駛傳統汽車時,通常通過鳴笛、燈光控制向其他車輛傳遞訊號,但是在自動駕駛車輛中,難以實現這兩種方式的資訊傳遞。
蘋果在2019年6月收購了自動駕駛公司Drive.ai,同時聘用了這家公司的工程和設計員工。
在這家公司的自動駕駛車輛上,前後各有一個小顯示屏。當汽車在人行橫道前禮讓行人時,顯示器就會顯示提示資訊,給後方車輛文字提示,保證行人安全。在車輛前方的顯示屏也會顯示提示資訊,給行人更多安全感。
▲Drive.ai自動駕駛車輛會在車輛四周以圖案和文字顯示車輛所處狀態
不過,蘋果還想實現更多功能。
除了精準識別周圍車輛並傳遞視覺、聽覺資訊,還能在特定路段傳遞不同的資訊。例如,在學校路段,車輛就會給行人更簡單的視覺反饋,以適應學生和兒童群體。
此外,這項功能在不同情況下做出不同的反饋。在緊急情況下,這個系統可以提高音量,改變顯示的光線、顏色,或是讓提示資訊持續閃爍使周圍車輛駕駛員重視這條提示資訊。
▲蘋果在2019年全球開發者大會WWDC上宣佈地圖服務細節將有巨大提升
這項功能如果要實現,必須依靠精準的地圖服務。
而蘋果目前也做到了這一點。在2019年的蘋果全球開發者大會WWDC上,蘋果宣佈將提升地圖細節,這項功能隨著iOS 13.3的釋出目前已經上線,未來也有可能用於自動駕駛車輛。
三、黑科技提升駕駛體驗:後視鏡畫面投至車窗除了自動駕駛的技術之外,蘋果還希望將自己的王牌軟體服務融入車輛。
多年以來,蘋果在軟硬體開發上相輔相成,軟硬體的深度融合讓蘋果產品在使用上具有更好的體驗。蘋果在汽車領域也有類似想法,讓車輛與人們的其他移動裝置深度融合,達到更加完美的駕駛體驗。
1、AR地圖
蘋果對於增強現實AR的研究已經有很多年了,執行長庫克也多次表示看好AR技術的未來。而當AR技術應用於汽車時,將帶我們走向汽車的未來。
蘋果目前擁有大量關於AR的專利,可以實際應用於汽車的也有許多。而這一項AR地圖專利非常務實,即便是現在就實現這項功能也不是很困難的事情。
▲利用移動裝置的AR技術為車輛導航
蘋果在專利說明中表示:通過iPhone手機或者AR眼鏡當中的攝像頭,可以捕獲前方的環境,並在螢幕上顯示出路線和障礙物,這樣就能實現更精準的車到引導和導航功能。
目前,導航系統大多是衛星圖片拍攝的2D影象,在岔路口和立交橋路段有部分3D影象。3D影象的顯示可以大大增強導航的體驗感。而如果導航全程都使用3D影象,那麼司機走錯路的概率就會大大降低,提升出行效率。
2、後視鏡影象投射到側窗或HUD
此外,還有一項車輛互聯技術非常有趣。蘋果希望將外部後視鏡的影象投射到側窗或抬頭顯示HUD當中。
在這項專利描述中,蘋果希望用兩種方式實現,一種是隱藏後視鏡,將後視鏡可視內容全部投射到玻璃側窗上。另一種是保留後視鏡,同時將後視鏡內容實時顯示在抬頭顯示HUD當中。
▲後視鏡投射技術專利圖
通過這兩種方式呈現後視鏡內容,可以讓駕駛員更加集中精力駕駛,不會因為側方狀況分心。
本田的LaneWatch盲點顯示系統就是其中一種。通常情況下,車外後視鏡的可視角度大約為30度,車外盲區較大,容易發生危險。本田在後視鏡下方添加了一個攝像頭,可以在車內顯示屏內實時顯示後視鏡內容,拓展了後視鏡的可視範圍,整個後視鏡的可視角度可以達到90度。
▲本田的LaneWatch盲點顯示系統示意圖
蘋果應該也是希望通過類似技術實現擴大後視鏡的可視角度。不過,本田的LaneWatch盲點顯示系統所拍攝的內容只能在中控顯示器上顯示,實際使用上可能導致駕駛員注意力不集中於前方道路發生交通事故。
四、重新設計硬體:安全帶變身觸控板除了軟體方面,蘋果依然沒有放棄對汽車的硬體研發。這也能從另一個側面表明,蘋果仍然沒有放棄造車。
在車體結構上,蘋果主要獲得了車輛安全性方面的專利,有智慧車門這樣可以直接體驗的技術,有可伸縮保險槓、底盤穩定這樣提升安全方面的技術,還有懸架升級、加熱除霜這樣增強體驗、更加人性化的技術。
1、智慧車門系統和鉸鏈
蘋果MacBook筆記本的鉸鏈一直製作得非常優秀,可以做到單手開合電腦。如果汽車門也做得如此“順滑”的話,開關門的體驗也會更加舒適。
▲Mac筆記本的鉸鏈經過特殊設計,可以實現單手開合
平常我們在開關車門時,常常會遇到兩個問題:如果車位較窄,離旁邊的車距離較近,車門開啟時很容易碰到旁邊車輛;如果在路邊上下車,可能會有單車或後方來車躲避不及剎車撞上車門。
▲蘋果智慧門鉸鏈專利圖片
如果汽車使用了智慧門鉸鏈,那麼在實際使用當中,這兩個問題可以更好地解決。蘋果希望在車門中加入智慧鉸鏈以及觸覺反饋裝置,一旦車外發現緊急情況,車門就會增大阻力,或者給予震動反饋,這樣人們就能注意到車外可能發生的情況。
同時,蘋果還希望在門把手內加入Touch ID或Face ID識別裝置,這樣能夠讓車輛更加安全。
此外,蘋果還拓展了智慧門鉸鏈的功能。這項功能不但可以用於汽車,還能用於智慧家居產品或者Mac膝上型電腦。如果智慧門鉸鏈用於智慧家居門,可以根據門的開合程度判斷是否要為房間開燈;用於Mac膝上型電腦時,也可以加入觸覺反饋,例如在電腦開合時給予震動反饋。
2、伸縮保險槓技術
蘋果有關保險槓的專利一共有兩個,蘋果都加入了可伸縮的功能。
▲蘋果可伸縮保險槓專利
從專利圖上可以看出,如果車輛發生碰撞,保險槓將會受到擠壓。此時,位於底部的兩個保險槓液壓支架與保險槓形成三角結構。同時,保險槓收縮,整體可以起到緩衝作用,從而減輕碰撞造成的傷害。
如果碰撞力度較大,兩個保險槓液壓支架還能主動破碎,分解碰撞產生的巨大力量。
此外,蘋果還希望在保險槓中充入緩衝材料。當車輛遭到碰撞時,緩衝材料可以擠壓收縮,並消除部分碰撞產生的力量。
近年來,各大車企也在研發更堅固的保險槓和保險槓緩衝技術。總體來說和蘋果專利的原理大致相同,車輛保險槓的發展正趨於成熟。
3、讓安全帶變身觸控板
幾乎所有汽車當中的部件都可以個性化改動,但安全帶始終沒有什麼改動,也沒有設計師改動安全帶的設計。不過,蘋果在一項專利中為安全帶加入了更多炫酷的功能。
加入更多功能的安全帶主要可以實現6大功能。
通過觸控進行通訊。使用者可以在安全帶上定義不同的功能按鍵,並通過點按、滑動的方式調整車輛的音量、接聽電話、詢問Siri等功能。
通過安全帶實現車載音訊和通訊的功能。內建麥克風離駕駛員的嘴更近,因此可以獲得更好的收音效果。
通過嵌入生物識別技術和感測器,檢驗駕駛員是否酒駕。安全帶進行加熱,讓駕駛員和乘客感受到溫暖。
此外,前排安全帶可以控制後排娛樂系統,同時還能利用外界照射的Sunny進行太陽能供電。
五、汽車化身VR會議室 生物識別助力車載支付自動駕駛時代,司乘人員從開車任務中解放出來後,將有更多的時間從事其他事項。蘋果針對這種變化,也申請了一些讓乘客在乘車途中有事可做的專利。
1、車載VR技術
首當其中的是車載VR技術,如果車輛在自動駕駛時,人們戴上VR眼鏡,就可以在車輛當中沉浸在另外一個世界裡。蘋果甚至認為,在車上也可以進行沉浸式VR視訊會議。
▲利用VR虛擬現實技術,可實現在車內進行多人會議
這項專利描述的場景似乎離我們的日常生活還有一定的距離,但是,蘋果近年來在AR、VR領域的不斷髮力,真正實現VR視訊會議的那一天似乎也並不遙遠。
2、Touch ID/Face ID上車,車內完成支付
其次是將蘋果自家的Face ID/Touch ID等生物識別技術搬上了車,結合近場通訊技術,提升了車輛的安全性,同時也能實現車內支付、智慧召喚等功能。
蘋果將這項綜合技術成為車輛認證系統。
依託該系統,汽車既能夠識別上車的乘客和車主,還能讓乘客更容易找到前來接駕的汽車。如果裝有這項系統的車輛是網約車,那麼當車輛靠近乘客時,車輛可以與乘客的移動裝置進行通訊,乘客就可以準確定位自己預約的車輛。
▲蘋果車輛認證系統專利圖片
同時,通過這項技術,還能拓展Apple Pay的功能。這項功能點像高速公路的ETC收費,當汽車與感應裝置保持一定的距離就能實現認證和付款。
不過,蘋果描述了另一個使用場景:當汽車停在充電站時,駕駛員通常需要手持信用卡或者手機進行付款。如果車輛與充電樁都有感應裝置,當車輛駛入充電樁可識別的範圍之內,駕駛員或乘客就可以在車內進行Touch ID或Face ID認證,自動進行付款,使車輛本身實現Apple Pay的功能。
此外,這項技術還能實現在停車場中召喚車輛。如果停車場規模很大車輛難以尋找,可以通過iPhone或者Apple Watch與車輛進行通訊,車輛就可以準確找到駕駛員所在位置。這項功能與特斯拉的召喚功能非常相似。
最後\u001d,駕駛員還能通過移動裝置語音控制車輛,可以在上車之前調整車內溫度、調整座椅。
值得一提的是,蘋果的這個專利,很可能還要用上新發布的U1晶片。
在2019年9月釋出的iPhone 11系列手機當中,有一顆U1晶片。這顆晶片使用超寬頻技術,可以將定位精確到10釐米。不過,目前除iPhone 11之外,還沒有其他蘋果裝置或第三方裝置可以使用這塊晶片或這項技術。
▲2019年釋出的iPhone 11手機中發現的Apple U1超寬頻晶片
而車輛在停車場中的精確定位、充電站實現車輛Apple Pay付款以及網約車精確定位很可能要用上蘋果的這顆U1晶片。
結語:蘋果給汽車產業帶來新的血液蘋果在2019年到現在,一共獲得了30項汽車相關的專利,這些專利中有自動駕駛相關的技術和方法,也有人機互聯技術的發展,當然也有最基礎的車體硬體專利。如果給這些專利再次分類,正是汽車的智慧化、網聯化、共享化。2015年,蘋果從三星公司“挖”走了至少三名電池專家,研究動力電池技術,這也正是汽車的電動化。
時至今日,我們仍不知道蘋果希望做出一輛什麼外形的車,但如果用蘋果多年以來的專利組合成一輛汽車,這輛車一定是汽車“四化”浪潮中走在最前列的。
電腦公司做手機,在傳統手機廠商眼裡幾乎是一件不可能的事情,但蘋果成功了;科技公司造車,在傳統汽車廠商眼裡這幾乎是一個不可能的事情,但特斯拉成功了。
現在,蘋果作為全球市值最高的科技公司,希望研發汽車,雖然整個過程已經持續數年,過程也並非一帆風順,但以蘋果的研發能力,還是搞出了一些不一樣的東西,也將加速汽車產業的四化轉型浪潮。