对汽车的智能化改造上，苹果一点都不输特斯拉。
文/James 晓寒
来源：车东西（ID:chedongxi）
上个月，苹果公司（下文简称“苹果”）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。
▲苹果 2019 年以来获得的汽车相关专利
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。
01
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。
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。
02
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。
03
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。
04
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。
05
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。
06
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。