車東西（公眾號：chedongxi）
文?|?James
壹年壹度的蘋果全球開發者大會WWDC將在明天淩晨正式舉辦，近期無論是蘋果的軟件還是硬件產品，都有不少新消息爆出。
壹直保持神秘的蘋果“泰坦”汽車項目也是如此。
5月底，有報告說今年蘋果將在汽車項目上投入190億美元（約合1330億元人民幣）研發，要知道，全球汽車行業全年的研發經費也就800億～1000億美元（約合5600億～7000億元人民幣），蘋果壹家公司就占了五分之壹到四分之壹。
此外，蘋果近期又獲得了幾項有關自動駕駛的專利，讓蘋果的汽車專利不斷充實。根據車東西的不完全統計，蘋果從2017年至今已經獲得了近70項汽車專利，而今年過半，已經至少獲得了16項汽車專利。並且，無論在自動駕駛、電動汽車、車內軟件、車身、安全保障方面都有涉獵，可以說涵蓋了造車的方方面面。
▲今年以來蘋果獲得的汽車專利
那麽蘋果在汽車領域到底在做什麽？蘋果有哪些創造性的想法和設計？會對汽車行業做出怎樣的改變呢？
車東西從蘋果今年新獲得的專利中發現，蘋果所獲專利中壹部分是關於自動駕駛和電動汽車的，還有車門、懸架等車身結構的，數量最多的則是車內體驗的專利，今年***獲得了7項，占比接近壹半。同時，蘋果今年獲得的專利中，有不少是對此前專利的更新叠代（可參考車東西此前文章《蘋果造車之心不死！1年新增30項專利，各個都是黑科技》）。
這就說明，蘋果壹心想造壹輛能夠自動駕駛的電動汽車，並且擁有智能的軟硬件交互體驗，同時還能有很高的安全性以及舒適的駕乘感覺。從專利來看，蘋果造車很有目的性，並非天馬行空。
壹、蘋果年投1300億研發汽車?拿下近70項專利
近日，研究機構摩根士丹利發布了壹份投資者報告，資深分析師Katy?Huberty在報告中表示，如今特斯拉和蘋果兩家科技界的巨頭不太可能成為合作夥伴，而很可能成為競爭對手。此外，報告還預測了蘋果汽車項目未來發展的路線。
Katy?Huberty預測，蘋果今年將在汽車項目上投入190億美元（1330億元人民幣）的研發經費。
這裏做壹個比較，全球汽車行業全年的研發經費在800～1000億美元之間（大約5600億～7000億元人民幣），蘋果今年的研發經費就相當於整個汽車行業的20%～25%。
另外，與五年前相比，蘋果在汽車項目上的研發經費增加了100億美元以上。也就是說，蘋果在五年時間內在汽車項目上的投入已經翻倍。
Katy?Huberty認為，蘋果的汽車項目不會局限於“高級版的CarPlay”，而是面向更大的平臺，這樣蘋果能在硬件、軟件上實現更靈活的控制，並且也能為用戶提供更好的服務。
此外，Katy?Huberty還認為，如今的特斯拉與20年前剛發布iPod時的蘋果公司非常相似，因為特斯拉在汽車領域的創新非常迅速，且這個領域需要大量的創新，這就會引起投資者的興趣。
她在報告中預測，參照特斯拉現在創新的趨勢和速度，未來幾年蘋果和特斯拉之間很可能形成競爭關系，而不會讓兩家公司成為合作夥伴。
這壹報告發布之後，蘋果前高管Jean-Louis?Gassée在《Modaynote》發文說，雖然蘋果為汽車的研發大量投資，但現實是殘酷的，蘋果不壹定能造出汽車，他的理由主要有兩點。
▲蘋果前高管Jean-Louis?Gassée的文?
壹是蘋果要造車，就得先建廠，但現在沒有任何消息顯示蘋果有建造汽車工廠的計劃。因此，造車並不是蘋果短期或中期的計劃，而是壹項長期計劃。
二是蘋果造車，利潤如何保證？看特斯拉的財報就能發現，雖然特斯拉在新能源車中賣的最好，但特斯拉還沒有壹年實現全年盈利。如今，特斯拉靠不斷降低制造成本希望實現盈利，但蘋果沒有造車經驗，又如何能降低成本呢？
蘋果前高管Jean-Louis?Gassée的文章可以說給蘋果的汽車項目當頭壹悶棍。不過，雖然外界的猜測、批評不斷，但從2017年以來，蘋果至少已經獲得70項專利，這就能表明蘋果造車從來就沒暫停過。
▲2019年至今蘋果獲得的汽車專利
今年蘋果獲得的汽車專利中，有不少都是之前專利的叠代，例如在CarPlay在液晶儀表中顯示、如何更節省空間地開關車門、如何調節懸架提高乘坐舒適感……從專利的壹次次叠代中，能看到蘋果對車內體驗的重視以及對未來出行方式的探索。
此外，這些專利的壹次次叠代，也讓這輛還未面世的蘋果汽車漸漸有了雛形。隨著越來越多專利細節被披露，相信蘋果汽車將離我們越來越近。
二、自動駕駛怎麽搞？傳感器互通?還能自動充電
本月初，蘋果獲得了兩項有關自動駕駛的專利。其中壹個是自動駕駛傳感器之間的數據***享，允許不同傳感器之間在運算數據過程中互相糾錯；另壹項專利是車輛可以自動駕駛連接到充電接頭，自動開始充電。
這兩項專利是蘋果為數不多的自動駕駛和充電方面的專利，也引起了許多討論。
1、全車傳感器聯動?能互相檢查錯誤
根據美國專利及商標局發布的信息，蘋果公司在6月2日獲得了這項專利，專利名稱是“在傳感器數據處理過程中***享數據”，也就是說，蘋果希望在傳感器采集信息之後，進行數據***享，讓自動駕駛的決策過程更加精準。
在當前大多數自動駕駛車輛中，通常都帶有多個傳感器，例如激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、攝像頭，以及參與車輛控制的加速度傳感器，參與方向控制的角速度傳感器。這些傳感器擁有不同的探測本領，實時觀察車輛周圍和前方的路況信息。
在收集數據後，傳感器產生的圖像信息，深度信息都將發送到自動駕駛計算電腦進行計算，根據計算結果車輛才能做出在速度和方向的決策。
不過，圖像信息是二維平面，雷達信息帶有縱向深度，加速度傳感器生成加速度信息，這些信息無法同時進行處理或比較。
因此，通常自動駕駛車輛的計算電腦會分別處理傳感器搜集到的數據，計算輸出最終結果之後，車輛才會對速度和方向進行決策。
雖然通過這種方式能控制自動駕駛車輛，但如果決策不當，很可能導致車輛駕駛策略的混亂。例如，在10年前谷歌自動駕駛公司Waymo的車輛通過路口時就出現了這樣的混亂場面。
▲十年前Waymo自動駕駛車輛通過路口時決策混亂
隨著自動駕駛決策的不斷進步，操作混亂的場面已經基本沒有了，但操作失誤還是時有發生。
回到蘋果的這項專利，既然每個傳感器分別輸出結果可能不準確，且多個數據無法在同壹平臺計算，那就只能在計算過程中加入糾錯機制防止錯誤發生。
蘋果工程師找到了壹種方法，既然原始數據無法比較，最終輸出的數據綜合起來又能夠控制車輛，那麽在計算過程中的數據就是逐步接近最終數據的。也就是說，在計算過程中的數據放在壹起就能夠互相糾錯。
在輸入數據之後，會經歷三個步驟，分別是原始數據處理、特征處理和決策處理。蘋果希望在這三個步驟處理前後，都加入數據***享的機制，隨時對數據的準確性進行檢查，這樣壹來，就能夠在計算過程中及時發現錯誤。
▲專利流程圖
在計算過程中，不同傳感器之間有哪些數據可以***享呢？
蘋果在專利文件中用激光雷達和攝像頭兩個傳感器進行舉例。
例如，激光雷達的壹部分投射點與攝像頭的捕捉畫面的關鍵區域（例如畫面的下半部分更容易出現路況變化）之間就能建立聯系。另外，攝像頭的視覺特征的分類與激光雷達對物體的分類就能同時進行。激光雷達的特征識別和攝像頭的特征融合，也能進行數據交換。
▲蘋果舉出攝像頭和激光雷達數據***享機制
在最終計算結果輸出之前，攝像頭與激光雷達之間的數據已經“互相檢查”三次，出錯的可能性大幅降低。
除了這兩種傳感器之外，蘋果還希望紅外線、毫米波雷達、超聲波雷達、GPS、加速度傳感器和角速度傳感器等多種傳感器***同融合，對自動駕駛進行更精確的計算。
實際上，蘋果從開始進行造車項目以來，就壹直在申請自動駕駛方面的專利，包括隱藏激光雷達、識別交警手勢、“置信”算法加快計算速度，甚至還能觀察乘客的心理變化調整車輛的駕駛模式。
2、自動駕駛去充電再也不怕電量耗盡
今年5月，蘋果獲得了壹項名為“具有自動對準裝置的充電站”的專利。這項專利中指出，電動汽車可以自動駕駛到充電站並自動插入插頭充電。
與通常的“充電槍”充電方式不同，蘋果的這種充電器固定安裝，車輛對準插頭並對接好就能開始充電。
▲自動駕駛充電原理圖
實際上，自動駕駛去充電還比較簡單，但能成功對準插頭還是壹個非常困難的事情。因此，蘋果的充電樁充電接口能夠進行上下左右調節，尤其在車輛角度不正的時候能更快速地連接電源。
▲可以調節高度和角度的充電插頭
在電動汽車不斷普及的今天，充電、續航的問題壹直沒有得到妥善解決，這也是許多消費者不選擇電動汽車的原因之壹。如果車輛能自動駕駛去充電，電動車充電的痛點至少解決了壹半。
此外，從專利圖片可以看到，電動車的草圖並不像家用轎車，外觀上更像無人配送車或者小型巴士。這類車型如果配上自動駕駛充電的裝置，對無人配送和出行行業都會有巨大的改變，至少業內員工不用再為充電發愁。
不過，蘋果專利中充電的金屬觸點暴露在空氣中，如果出現刮風下雨的天氣，沾水的觸點更容易發生漏電危險，不知道蘋果會怎樣解決這個問題。
從這兩個專利中可以發現，蘋果在做自動駕駛的過程中，從用戶體驗的角度出發，解決車輛使用中的種種痛點。結合此前隱藏激光雷達、在惡劣天氣條件下的景物識別，都能反映出蘋果對自動駕駛非常重視。甚至可以說，沒有自動駕駛的蘋果汽車就沒有靈魂。
三、內飾怎麽做？CarPlay連儀表?車窗能變色
在車內的駕駛體驗上，蘋果也下了大功夫。車內氛圍、車內燈光，以及車內的虛擬現實、增強現實系統都在蘋果的開發範圍內。在蘋果的設想中，未來的自動駕駛車輛將成為人們的壹個移動空間，而不僅僅是壹個出行工具。今年以來，蘋果在車內空間的設計上也沒少下功夫，液晶儀表顯示CarPlay內容，車內座椅、地板信息顯示，同時還能調節車窗的顏色、反射率，看起來都非常有科技感。
隨著自動駕駛的不斷升級，車內空間對於人們來說還將有壹個質的提升。在自動駕駛愈加普及之時，車內空間是否人性化或將成為各大車企競爭的另壹個核心。
1、液晶儀表將成為CarPlay第二屏
2014年蘋果推出了CarPlay，駕駛員可以在車內使用手機映射的車機系統。此後，雖然CarPlay有軟件上的功能更新，但只能在車機中控屏幕上顯示，車輛的其他屏幕都不能顯示CarPlay內容。
這就讓使用CarPlay的駕駛員不得不將視線切換到車機中控屏幕才能查看和操作，讓駕駛過程的危險系數增加。
▲目前CarPlay只能單屏幕顯示
在今年3月蘋果獲得的壹項專利中，蘋果就嘗試將CarPlay從壹屏擴展到多屏，甚至在液晶儀表中也能使用CarPlay了。
▲液晶儀表也將支持顯示CarPlay內容
如果在液晶儀表中顯示信息，字體、畫面要更大，信息要更凝練。例如，在導航過程中，液晶儀表就會顯示導航的路線和方向。需要轉彎時，就顯示壹個轉彎的符號，這樣更容易辨識。
實際上，這項功能非常容易實現，只是和各大液晶儀表顯示廠商的協調上會比較緩慢。如果壹切順利，這項功能很可能在蘋果汽車出現之前就能提前享受。
2、車窗隨時隨地調顏色和透明度
除了非常實用的液晶儀表顯示CarPlay內容之外，蘋果還獲得了壹個車窗的專利，車窗可以根據乘員的需求調節顏色、反射率和透明度，既可以保證車內隱私，也能調節車內氛圍。
根據專利文件的描述，蘋果在車窗玻璃中插入了多個隔層，這些隔層分別負責調節車窗顏色、反射率以及是否調節成霧面。
▲車窗調節可提供不同的組合
這項功能對於未來出行也算是個剛需產品。如果在車內開個工作會議，但不想讓老板知道自己在哪的話，就可以把窗戶全部調整成霧面。在周末野外郊遊的時候，可以把車窗顏色進行調整，讓車內的氣氛更加活潑。
從現售的蘋果產品中其實也能看到這壹點，軟硬件的交互、設備間的協同是蘋果最重視的體驗之壹。既然車機屏幕能顯示導航信息，為什麽液晶儀表不能顯示呢？既然想要保證車內隱私，車窗為什麽不能改變顏色和透明度呢？這些能在車內提升體驗的小細節雖然不那麽引人註目，但真裝裝進車內，相信對駕乘體驗是個不小的提升。
四、汽車硬件怎麽改？?車門向上開，懸架變智能
除了自動駕駛，蘋果實際也非常註重實際的用戶體驗，拿現在蘋果最“不值得買”的產品之壹——顯示器支架來說，7799的售價和高端家用顯示器本體的售價相當。在2019年WWDC上發布時，輕描淡寫地說了壹句Pro?Stand賣999美元（約合7000元人民幣），還是引來全場哄笑。
▲2019年WWDC上發布的Pro?Stand顯示器支架
可是，當妳真正體驗Pro?Stand之後，就會發現其他顯示器支架真的非常難用。
這個顯示器支架可以讓妳用壹根手指調整重達7.5kg的顯示器，這對於使用顯示器的任何壹個群體來說都是非常友好的。但是，即便蘋果在發布會上展示了顯示器支架的解剖圖，大多數人還是不知道這東西好在哪。
▲2019年WWDC上展示的Pro?Stand內部結構
蘋果的汽車專利可能也是如此。從2019年開始，蘋果先後獲得了四項有關車門的專利、三項有關懸架的專利。雖然這兩個部件算是汽車結構中比較成熟的部件了，但蘋果似乎壹點都不滿足。
1、節省空間?車門選擇向上開啟
2019年5月和6月的兩項專利中，蘋果對車門的結構，開合的方式進行規定，而在去年9月的專利中，開始註重車門鉸鏈設計。
在這份專利中，蘋果似乎想要把車門的鉸鏈做成類似MacBook筆記本電腦鉸鏈壹樣順滑。同時，蘋果還為車門加入傳感器，如果車外有危險情況，車門會給乘員壹個力反饋，防止發生危險。
其實，這也不算什麽。蘋果今年5月獲得的另壹項車門專利，從圖片上看，精細程度遠超此前的專利。
在現售乘用車中，車門主要有三種開合方式。第壹種是向外開門，第二種是商務車常用的滑動車門，第三種是鷗翼式車門。這三種開門方式僅有滑動車門最節省空間，蘋果也希望使用這種方式。不過，蘋果不想讓車門向後滑，而是向上滑。
▲蘋果專利中車門的結構
從專利說明中可以看出，這壹車門可以讓車門向車輛頂部旋轉，這樣壹來，既不會占用車輛左右兩側的空間，也不會占用車輛上方空間。這樣看來，蘋果似乎想要對開關車門的方式來壹個大的創新。
▲車門打開狀態
可是，從圖片上看還是有壹個問題，車門的組件這麽復雜，在車內如何保持美觀呢？這可能是在制造過程中蘋果不得不考慮的壹件事。
2、實時識別路況調整懸架
除車門之外，懸架也是蘋果壹直心心念念的壹個車身部件。2019年5月和7月，蘋果分別獲得了兩項汽車懸架專利。此前，蘋果希望通過調整懸架的軟硬提升不同駕駛狀態下乘員的乘坐舒適度，甚至還能減緩乘員暈車的狀況、減少輪胎的磨損。
今年2月，蘋果再次獲得了壹項懸架專利，名稱是“主動懸架系統”，車輛在檢測當前道路狀況後，會主動調節懸架，讓車內乘員乘坐始終保持舒適狀態。
▲車輛懸架剖面圖
具體來說，如果行駛在沙石等不平整的路面時，車輛的懸架就會主動調節，讓車輪上下跳動中的能量盡可能讓車輪吸收，而不是傳導到車內，這樣乘坐舒適度就會更高。
此外，蘋果也在這壹專利中特別說明，即便車輛使用自動駕駛系統行駛，也能根據路況調整懸架。
這裏可以推導兩個事實：壹是蘋果真的要做自動駕駛汽車，二是蘋果的自動駕駛是全方位的，不僅能自己開，其他參數也能自己調整。與其他自動駕駛系統的智能化系統相比，可謂更上壹層樓。
五、無人車如何解決安全問題？將氣囊塞入安全帶
除了細節方面，蘋果對車內安全性能也十分重視，在今年新獲得的專利中，有關駕駛、乘坐安全的***有三項。其中，有關安全氣囊的專利非常引人註目。
蘋果在今年5月12日獲得的壹項專利中，描述了車內乘員面對面乘坐時發生碰撞事故後車輛采取的措施。
在傳統乘用車的座位排布中，前壹排的座椅靠背往往能為後排乘客提供緩沖，在發生碰撞時能在壹定程度上保證乘客安全。但蘋果設計的壹款車輛采用面對面的方式乘坐，如果發生碰撞或者急剎情況時，兩名乘客可能撞到壹起，很可能兩人同時受傷。
因此，蘋果希望能在兩人中央彈出安全氣囊，保護乘員安全。
不過，即便是安裝安全氣囊，也沒有那麽簡單。如今，大多數車型都配備了方向盤的主駕駛安全氣囊、中控臺安全氣囊，這些氣囊或有方向盤，或有中控臺的支撐。在發生碰撞時，安全氣囊不會發生偏移失去緩沖效果。
而面對面乘坐的兩名乘客之間沒有任何支撐表面，即便安全氣囊彈開，也可能發生偏移無法起到緩沖作用。於是，蘋果在專利中提出了好幾種解決方案。
▲安全帶安全氣囊
第壹，安全帶安全氣囊。將安全氣囊倉安裝在安全帶內，壹旦發生危險，就可以從腰部安全帶處彈開安全氣囊，相當於乘客面前撐起壹個大氣球。
▲“變大”的安全氣簾
第二，就是將安全氣囊安裝在車頂或者車廂側面。這種設計相當於把現在常用的車輛安全氣簾擴大，可以直接擋住乘員的上半身。
可以說，把安全氣囊裝進安全帶還是蘋果的首創，在形式上非常有創意，實際安全效果如何還是要經過嚴格的檢測。
把安全氣囊塞進安全帶，蘋果工程師可謂腦洞大開，不過這還不算最富有想象力的。此前，蘋果工程師甚至想把觸控板裝進安全帶，並設置幾個按鈕，駕駛員甚至可以在安全帶上喚醒Siri、接打電話，可以說非常智能。
結語：蘋果究竟想造什麽車？
蘋果從2014年前後開始向汽車領域進發，研發自動駕駛，並且申請汽車方面的專利。不過，蘋果研發了這麽多年，確實還沒有多少實質性成果，不少人懷疑，蘋果真的想造車嗎？
從蘋果汽車專利上看，蘋果壹直向著造車的方向前進，近70項專利基本已經畫出了Apple?Car的輪廓。
從蘋果多年在科技界的成果來看，它肯定不甘心做CarPlay壹個軟件，而是要做CarPlay拓展出的硬件產品，那就是汽車。
具體來說，蘋果想要造的車用電力驅動，擁有自動駕駛能力，車內有基於CarPlay的強大交互功能，說不定之後蘋果還會升級成“CarOS”。面對未來出行方式的改變，蘋果的汽車甚至可以將方向盤收起，允許兩排乘客面對面乘坐。
說到這，似乎真的有了些未來出行的味道了。
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