編譯？|?詹姆斯
編輯？|?曉寒
蘋果已經開始為汽車行業提供新的思路。
自6月以來，蘋果在汽車領域獲得了20項新專利，涵蓋自動駕駛、智能駕駛艙和智能車身三個方面。
在這份新曝光的專利中，蘋果的腦洞也是大開。
其用途與Google Alpha有關？走類似AI技術教機器開車，用長波紅外相機等視覺傳感器提高激光雷達的效率；？將汽車的擋風玻璃變成AR-HUD屏幕，自動給車外的建築物編號以方便導航，引入自己的FaceTime視頻通話功能，甚至為汽車制作溺水逃生系統…
作為全球市值最高的科技公司和消費電子領域極具影響力的IT巨頭，蘋果每涉足壹個領域，都會帶來大量驚人的創新，將產品體驗推向新的高度。
雖然我已經放棄了我的泰坦造車計劃，轉向自動駕駛。然而，近年來，蘋果壹直在申請各種智能汽車相關的專利。通過這些文件，我們不僅可以看到蘋果給業界帶來的創新技術和各種奇思妙想，也可以看到這個科技巨頭的技術儲備有多麽強大。
蘋果公司今年獲得了汽車專利。
今年6月，車東系統報道了蘋果今年上半年獲得的數十項汽車專利(請參考《解密蘋果汽車的70項專利！腦洞太大，特斯拉趕不上)，本文主要解讀6月以後獲得的新專利。
壹、用AI教機器開車？谷歌Alpha？使用相同的技術
在5個月左右的時間裏，蘋果* * *獲得了10項自動駕駛專利，涉及自動駕駛的傳感器、通信、控制三大領域。
如今，自動駕駛發展多年，計算設備的計算能力大大提高，但如何控制自動駕駛汽車仍然是個大問題。難點在於如何為自動駕駛汽車做出及時合理的決策。而且路上車輛越多，交通環境越復雜，決策難度越大。
在蘋果的專利地圖中，蘋果描述自動駕駛車輛可以完成自動進出匝道、自動變道超車等駕駛動作。為了完成這些動作，自動駕駛電腦需要完成兩個動作:
1，預測即將到來的交通狀況，對車輛行駛軌跡做各種規劃；
2.從各種方案中選擇壹個正確的駕駛動作。
這個決策過程和下棋的決策過程很像，所以蘋果采用了和Google Alpha的決策過程？圍棋是壹種類似機器學習的方法，即蒙特卡羅樹搜索，已經廣泛應用於棋類遊戲和開放遊戲中。
當車輛進入自動駕駛狀態時，可以根據交通狀況規劃壹定時間範圍內的車輛動作，包括加速、減速、變道等。這些動作可以通過蒙特卡洛搜索樹生成。
蒙特卡羅樹搜索的四個步驟
蒙特卡洛樹搜索的壹個循環包括四個步驟，即選擇、擴展、模擬和反向傳播。從根節點R開始，向下逐漸推導出子節點。每個子節點就是車輛的狀態，連接子節點和父節點的邊代表車輛的動作。
比如車輛可以選擇從根節點R到子節點L的決策，如果成功，可以繼續從L擴展到E，到E節點後會采用隨機選擇的方式繼續向下決策，進入仿真流程。這個自動駕駛過程結束後，系統會從底層子節點反向推導到R，讓機器不斷學習，變得更強大。
專利中蒙特卡羅樹搜索的圖解
在實際應用中，蘋果的決策過程更加復雜。通過為不同的蒙特卡羅樹搜索模型提供記錄的車輛動作、來自仿真的動作和收益，強化學習策略神經網絡和監督學習值神經網絡中的蒙特卡羅樹搜索可以分別增強廣度和深度。
事實上，控制自動駕駛車輛的方法不僅僅是機器學習，還有隨機技術和確定性技術，最終輸入決策過程的是三者的混合計算結果。
綜上所述，自動駕駛汽車在進行運動決策的過程中，可能會遇到隨機動態的環境、無限的空間、潛在的巨大視野以及實時性的限制。這些因素導致自動駕駛汽車不能在道路上自由行駛，而是依賴於自動駕駛計算機的計算。
第二，傳感器在壹起？激光雷達可以看得更清楚。
自動駕駛車輛也離不開各種傳感器設備。對於高水平的自動駕駛，激光雷達更是必不可少。蘋果最早在2018獲得了幾項關於激光雷達的專利。早期的專利顯示，蘋果將使用激光雷達進行測距，並將數據用於自動駕駛。
從今年6月開始，不到半年的時間，蘋果再次獲得了三項與激光雷達相關的專利，並進壹步闡述了如何使用激光雷達。
在壹項名為“通過遙感探測物體和測距”的專利中，蘋果使用傳感器輔助激光雷達來實現更精確的測距和識別。
在自動駕駛過程中，並不是所有的道路交通狀況都需要車輛關註，壹些重要的交通狀況更需要關註。現在視覺傳感器遍布車身，幾乎沒有盲區。這些傳感器可以實時檢測車輛周圍的交通狀況。
紅外攝像機輔助激光雷達測距
此時視覺傳感器可以確定壹個重點關註區域，激光雷達可以加入測距，使距離判斷更加準確。
在另壹項名為“解決視野中隱藏物體的系統和方法”的專利中，蘋果使用了壹種長波長紅外傳感器(LWIR)來輔助激光雷達，可以在極其黑暗的光線下探測到道路上可能出現的動物和行人。
在長波紅外線的幫助下，可以在壹定區域內以高分辨率探測到物體的熱能，探測到其他傳感器可能探測不到的物體。
兩項專利信息都顯示，激光雷達可以與其他傳感器結合使用。比如激光雷達和紅外相機可以同時測量距離，可以提高測距的精度。長波紅外傳感器可以與單色傳感器、RGB傳感器、激光雷達等傳感器結合使用，增強目標探測效果。
同時，專利文件還展示了其他傳感器組件，包括攝像頭、生物探測處理器、激光雷達、垂直腔面發射激光脈沖控制器等。這些傳感器可以參與自動駕駛過程中的物體檢測。
有趣的是，第壹個配備激光雷達的蘋果設備不是汽車，而是今年的iPad？Pro和iPhone？12?Pro系列，安裝在移動設備上的激光雷達模塊可以掃描壹個房間的3D信息，同時可以提高弱光下的對焦速度。
iPhone激光雷達看到的圖像
這裏可以合理想象，蘋果目前在激光雷達硬件上的布局，也可能應用到自動駕駛上。
三、擋風玻璃變成大屏？妳也可以隨意使用FaceTime
除了大量的自動駕駛專利，蘋果在車載技術上也沒有懈怠，將移動設備中的優秀解決方案放到汽車中。
AR增強現實壹直是蘋果的關鍵技術之壹。現在如果瀏覽蘋果官網，其所有的主力產品都可以通過AR查看，所以在購買之前可以對設備的尺寸和顏色有更準確的了解。
用AR查看iPhone
同時，蘋果App中大量AR應用？商店提供，甚至憤怒的小鳥，我的世界AR版。
在汽車行業，今年有很多關於AR的討論，主要集中在AR-HUD上。
今年9月，奔馳發布的11代S級轎車搭載了AR-HUD。它的顯示面積相當於77英寸的顯示器。根據奔馳的介紹，這款AR-HUD采用了影院放映中使用的數字微鏡器件的成像單元，由654.38+0.3萬個微透鏡和壹個高分辨率成像矩陣組成，光源高效。
奔馳s級AR HUD顯示效果
駕駛時，可將動畫箭頭、車距等虛擬信息疊加在10米範圍內的現實世界上，實現ar效果。
布局多年的蘋果自然希望AR技術進入汽車，主要應用還是AR-HUD。據統計，到目前為止，蘋果已經獲得了四項關於AR-HUD的專利。
在蘋果獲得的壹項名為“增強現實顯示系統”的專利中，詳細描述了蘋果希望AR-HUD能夠實現的功能。
1，提供導航信息，翻譯路牌。
HUD的初衷是讓司機專心開車，盡量不讓眼睛離開路面。AR-HUD是HUD基礎上的壹大改進，將原來的小區域、固定內容的HUD擴展到更大的區域，提供基於外部環境的增強現實體驗。
基於這個目標，最容易想到的就是把導航信息從汽車或者儀表上移到擋風玻璃上。通過特定的標誌，司機可以獲得更好的導航服務，同時，更多的司機可以讓導航“完全閉嘴”。
AR-HUD可平移街道標誌
AR-HUD只提供導航服務，比較簡單，所以蘋果增加了翻譯路牌的功能。如果在海外開車，各國路標不統壹，語言不通，可能會導致嚴重的安全隱患。如果車輛能夠實時識別路牌，將路牌的含義和文字信息轉化為通俗易懂的內容，也將方便更多的司機。
2.擋風玻璃上有FaceTime通話嗎？副駕駛也可以看視頻。
FaceTime通話被喬布斯定義為蘋果再壹次定義了iPhone，所以在車上，FaceTime通話是必不可少的。
通過AR-HUD，駕駛員可以直接在擋風玻璃上說話，顯示屏可以和真人壹樣大，使視頻通話更具臨場感。
但在駕駛過程中，FaceTime手機不會遮擋駕駛員的視線，副駕駛可以看到完整的畫面，主駕駛員只能進行音頻通話。當車速下降或停止時，FaceTime屏幕將顯示在駕駛員壹側。
FaceTime視頻電話可以通過擋風玻璃實現。
事實上，FaceTime被引入汽車後，擋風玻璃就是壹個大屏幕。在旅行中，副駕駛可以透過擋風玻璃看視頻，甚至玩遊戲。
其實AR-HUD的應用不僅如此。蘋果在另壹項名為“混合現實界面中識別物體的系統和方法”的專利中描述了AR-HUD的另壹種用途。
在紛繁復雜的城市中，當我們走到高樓林立的街區時，說不出高樓的名字，也不知道如何形容，成了人們出行的壹大難題。
蘋果在AR-HUD中標記臨街的高層建築或商店。在車上選擇號碼，汽車會自動行駛到特定位置，方便車內乘員到達特定位置。
四、四個窗戶都是智能玻璃？和溺水逃生系統。
除了軟件和服務，蘋果在硬件方面也下了很大功夫。在機身結構上，蘋果也希望“全副武裝”，將硬件行業帶到壹個新的高度。
據統計，蘋果* *在半年內獲得了10項關於車身的專利。可能是蘋果非常重視隱私保護，申請了很多“變色窗”相關的專利。今年以來，已獲得7項專利。同時，對車身安全的保護也壹直為蘋果所重視。即使車輛落入水中，也能做出正確的操作，便於車內人員的疏散。
1，智能窗口可以是虛擬的，也可以是真實的？5層組件保護隱私
蘋果希望將窗戶設計成多層，每層使用不同的結構來調整窗戶的整體色彩氛圍和透明度。這樣既能保證車內乘員不受有害光線傷害，又不用貼膜保護隱私。
在壹項名為“窗戶與系統”的專利中，蘋果希望通過使用電動可調窗戶來控制光線的吸收，從而達到控制車內光線的效果。這項技術不僅可以用於側窗，還可以用於擋風玻璃、天窗和後窗，並且可以調節整個車窗的透光率。
根據專利文件中的描述，窗玻璃實際上與液晶顯示模塊非常相似。它還可以用來顯示圖像，同時調整顏色。例如，諸如顯示導航信息和提供內部照明的實用功能可以在窗玻璃上實現。
在另壹項名為“具有可加熱紅外透明區域的窗戶”的專利中，蘋果在窗戶上添加了過濾層，以阻擋紅外光。這樣可以避免車內陽光暴曬時積聚過多熱量。此外，車輛後窗還會加裝歐姆線，通電後可以加熱除霜。
在蘋果的最新專利中，“動態隱私保護和窗口著色的系統和方法”更詳細地描述了窗口的分層。
從專利圖中可以發現，車窗分別由聚碳酸酯層、導電層和賓主液晶層組成，其中聚碳酸酯層和導電層將賓主液晶層包裹在內部。
窗戶組件* * *具有五層展示組件。
通過這個組件，窗口可以動態調整窗口顏色。如果有強光，窗戶會調節刺眼的光線。如果外界能見度低，窗戶會更清晰明亮。此外，車內乘員還可以手動調節車窗著色，保護車內隱私。車輛甚至可以使用激光雷達裝置。如果車外有人向車內窺視，車輛會調整車窗的透光度，防止車內隱私泄露。
同時，為了防止攝像頭、激光雷達、夜視儀等部件的不可見光被窗戶夾層吸收，蘋果在窗戶上為這些硬件預留了壹定的區域，以保證不可見光能順利透過窗戶向遠處看。
2.溺水後逃生方便嗎？安全帶，門窗都是關鍵。
蘋果還獲得了壹項名為“動態元素保護措施”的專利。溺水後，車輛可以根據溺水情況做出正確反應，幫助車內乘員盡快逃生。
車輛溺水是非常危險的。
當車輛部分浸沒在水中時，車內的壹個或多個計算機系統開始幹預，並操作關閉車窗、鎖好車門、解鎖安全措施、開啟漂浮設備、發出求救信號和調整座椅位置，以方便車內乘員逃生。同時提醒車上乘客，準備逃生。
車輛將實時探測生命。使用高分辨率超寬帶雷達設備可以檢測到車內可能存在的生命體征，包括呼吸和心跳的檢測，甚至可以及時發現留在車內的寵物。
確定車內乘員全部逃生後，車輛會進入自我保護狀態，鎖好門窗，避免損失擴大。
除了車窗和安全專利，蘋果還獲得了壹項智能懸掛專利，使車輛行駛更加平穩。同時，通風管道可以隱藏在車身的框架內，使車內空間更加充裕。從這些細節可以看出，蘋果造車非常用心。
結論:“蘋果智能汽車”值得業界借鑒。
目前，蘋果已經獲得了100多項汽車專利。這半年獲得的專利顯示出蘋果對自動駕駛的重視程度正在迅速提升，這也讓蘋果的自動駕駛路線逐漸清晰。
如今在智能汽車行業，無論是在車輛智能化、自動駕駛還是三電系統，特斯拉等造車新勢力都是汽車行業壹道亮麗的風景線。蘋果這樣的巨頭在汽車行業動作不斷，也給造車新勢力上了壹些極好的課。如何做出像蘋果壹樣的汽車？蘋果定義的汽車還能受到市場歡迎嗎？
本文來自車家作者汽車之家，不代表汽車之家立場。