苹果“泰坦”新专利曝光：可帮自动驾驶汽车安全变道
据海外数码资讯网站“Patently Apple”日前消息，美国苹果公司旗下一项名为“泰坦”的项目日前向美国专利商标局（U.S。 Patent and Trademark Office）提交了一份专利申请，其内容是为自动驾驶车辆在变换车道时提供安全解决方案。
苹果“泰坦”项目负责人在一份公告中称，该专利利用搭载在无人驾驶车辆上的一组探测器、摄像头等决策类组件判定当前车辆的行为模式，并于另一组负责控制车辆实际行驶轨迹的组件相互协同工作，完成对无人驾驶车辆的整体控制。
该负责人还表示，利用这套组件，无人驾驶车辆将能够在兼顾空气动力学的同时还能最大程度的保证驾驶员舒适度，同时还可以满足未来更大范围的城市公共道路的安全行驶与正常变换车道。
根据专利文件内的技术阐述，自动驾驶汽车的车头可以监测车辆的行驶速度以及与前车之间的距离，从而计算出两车同时行驶时，变道所需要的时间。简而言之，就是车速越快，所需要的变道距离就更大。如果车头间距能够通过完整的公式和算法进行准确测算，那么就能够提高车辆的安全性。
苹果公司一直以来都希望能够在自动驾驶技术领域有所建树。2016年以来，苹果相继公示了一系列有关自动驾驶技术和智能网联方面的相关专利。随后，苹果公司成立“泰坦”项目，由苹果产品设计副总裁Steve Zadesky负责。此前曾有外媒报道称，苹果“泰坦”项目共吸纳了“数百名员工”，正在“秘密开发苹果品牌的电动汽车”，将会给特斯拉“迎头一击”，其最初的汽车外观设计“看起来更像是小型箱式货车”。
苹果的 92 项专利，勾勒出了一辆 Apple Car
手机、平板电脑、笔记本以及庞大的软件生态支撑苹果走向了两万亿美金市值，是当之无愧的全球第一大科技公司。只不过苹果显然并不满足于此，它还在寻找手机之外的下一个增长点。
VR、AR 都是大有潜力的领域，但受限于技术和生态，还无法得到规模化的应用。但发展势头正猛的电动汽车，可能是苹果现在入场的最佳领域。
苹果对汽车工业的‘觊觎’早已不是件新鲜事，但官方一直遮遮掩掩，并无实质性消息放出。甚至一段时间内，苹果的造车项目还一度传出关闭的新闻。
现在每年的苹果发布会，基本上开场前都已经被各路大 V 曝光的差不多了，几乎没什么神秘感可言。唯独‘汽车’这件产品保密性做得太好了，至今还没看到什么靠谱的预测。
苹果造车有了哪些进展？苹果到底要造一辆什么样的车？极客公园收集到了苹果关于汽车的 427 个专利，根据这些专利勾勒出了一辆 iCar 可能的样子。
苹果造车了，项目代号‘泰坦’
2015 年 2 月，一则关于苹果从事电动汽车项目的传言扩散开来，为了组建团队，苹果还从特斯拉挖走不少人才。
当年 10 月，苹果 CEO 蒂姆·库克谈及汽车行业时曾说到：‘这个行业似乎将发生巨大变化，我们拭目以待。我确实认为该行业正处于发生巨大变化的拐点。’库克同时指出，未来汽车的整套体系架构中，软件的重要性日益提高。这个观点在 5 年后的今天，被越来越多的行业内人士认同。
2016 年，被称作‘泰坦’（Titan）的苹果造车项目有了实锤。而爆料的来源，就是被大批挖人的特斯拉 CEO 马斯克。他表示，苹果可能会造出一款引人注目的电动汽车：‘如果雇用一千多名工程师来完成这项工作，就很难把它藏起来。’
但是，泰坦项目并没有想象中那么顺利。也许是意识到造车是一件极其困难复杂的事情，从 2017 年开始，泰坦项目的重点开始向‘自动驾驶’转移，把开发自动驾驶软件的工作放在首位。也是从这一年，库克公开承认了苹果正在研发自动驾驶技术的事实。
2017 年底开始，苹果逐渐开始公开专利：2018 与 2019 年最多，分别为 31 和 32 项，2020 年还未结束，苹果已经申请了 28 项与汽车相关的专利：
从2017年开始，苹果逐渐开始加大对汽车方面的专利投入 | 极客公园制图
2015 年开始造车的苹果，也是在最近三年逐渐开始发力，泰坦计划已经成了一项公开的秘密。
而从类别来看，我们暂且把专利分为三大类：自动驾驶、车辆外形及座舱，和新奇体验。三个类别中车辆外形与座舱相关的专利数量最多，很大一部分是关于车内驾驶员或者乘客与汽车交互方式的，其中也与自动驾驶有着紧密关联：
在车辆内外进行研发，是苹果比较关注的领域 | 极客公园制图
只不过，泰坦计划的发展也并不是一帆风顺。
在向自动驾驶转型的过程中，苹果裁掉了数十名员工；此后在 2019 年与 2020 年相继裁员共 400 名员工，项目负责人多次更换，可以看出苹果对汽车的计划摇摆不定。
但是，从申请的专利来看，苹果造车这件事非但没有停滞，反而眉目越来越清晰。从目前公开的 92 项专利当中，苹果汽车的一些特征也能被人们粗略地勾勒出原型。
iCar，到底是辆什么样的车？
苹果汽车长什么样子？车内的交互会不会像我们操作 iPhone 一样顺滑且用户体验极佳？为了表述更加详细，极客公园也将对苹果汽车的猜测分为自动驾驶、车辆外形及座舱和新奇体验三部分，分开描述。
新奇体验
首先可以完全笃定的是，苹果汽车一定会有 AR（增强现实）挡风玻璃。
AR 早已被科技爱好者们熟知，对于汽车迷来说，AR 与挡风玻璃的结合也存在很多‘先例’，即 AR-HUD。HUD 全称 Head Up Display，也就是抬头显示屏，可以将行车过程中的重要信息如时速、导航标志等，投影到驾驶员前方的挡风玻璃，本质上是为了驾驶安全，不让司机低头或转头看车内的其他屏幕。
由于 HUD 是集光学设计、结构设计、ECU 设计以及软件算法等技术于一体的复杂部件，技术门槛较高。AR HUD 相比传统 HUD 科技感更强，与道路情况融合度更高，而在普及的过程中，还存在技术及产业链等多方面问题需要克服。
而苹果换了一个思路，把挡风玻璃当成一块‘屏幕’。在 2018 年曝光的一项专利中显示，苹果可以通过为玻璃等透明表面‘铺’上一层计算机图像，通过计算机图像向透明表面后的司机或乘客提供信息。
苹果汽车AR 挡风玻璃概念图 | Patently Apple
简单来说就是，苹果把经过计算的图像（即增强现实）投影到挡风玻璃上，方便司机查看实时的路况以及其他信息。在苹果给出的示例当中，增强现实可以用于路况的实时导航。
不止如此，这块挡风玻璃还能显示更多。比如前方有许多高楼不知道具体位置时，司机可以说‘前方的建筑物’或者用手指前方某一栋楼，根据车内的识别，挡风玻璃上能显示那栋楼的具体信息并导航过去；
挡风玻璃甚至能显示前方所有车辆的车速。根据苹果汽车根据自身车速以及道路车速限制之间的差异，在环境中进行空间定位来计算出对方车速，这样既能看到对方车辆实时速度，也能告知司机车辆是否超过道路的限速。
在海外旅行时，如果遇到语言不通的情况，挡风玻璃可以实时翻译路标，对于异国游客十分友好。
为了证明苹果真的把挡风玻璃做成了屏幕，它还做了两个比较有趣的功能。副驾可以在挡风玻璃上观看流媒体视频，司机则可以使用 Facetime 视频通话。前者在绝大多数车辆上都采用车内加装屏幕的方式来完成，后者则不用让司机在车内使用手机，恰恰是苹果想用它代替屏幕最好的证明。
通过AR 屏幕显示，可以做很多交互 | Patently Apple
当然，把挡风玻璃做成高度集中智能化的设备，和车内任一传感器都必须有联系。
据苹果介绍，车辆包括外部和内部多组传感器，外部负责生成环境数据，内部负责用户数据，包括可见光照相机、红外照相机、超声波传感器、深度相机和雷达等设备。大量设备集成在一起，相较于手机而言难度翻了不止一倍，但同时带来的新体验也能达到新的高度。
自动驾驶
苹果早已把人工智能运用在旗下手机、平板电脑等设备，最典型如每一代的芯片都包含了神经网络引擎，方便手机运行大量 AI 计算。
在汽车上同理。苹果在 2018 年申请了两项关于神经网络控制自动驾驶汽车的专利，专利特别提到，神经网络可以用于多任务处理输出，包括改变车道、观察行人、运动控制等等。
这项技术现在看来并不是很难实现，车载 AI 芯片的最大用处就在于对外部环境数据的实时识别及分析，并反馈给车辆。但苹果的这两项专利详细讲述了如何实现，比如自动驾驶汽车使用神经网络将数据传递到多个任务当中，再由各任务进行判断。一个例子是，分析道路图像时，数据会实时反馈在车辆导航系统里。
实时识别分析图像，是当下所有自动驾驶的‘必备技能’| Patenty Apple
导航也能很好地和上文提到的 AR 挡风玻璃结合。在自动驾驶汽车里，乘客只要用手势和语音结合的方式，就能让汽车停在相应位置。如果位置不精确的话，还可以用 iPhone 的虚拟操纵杆进行微调。听起来和特斯拉的召唤模式有点相似。
自动驾驶技术到现在依然有巨大的成长空间，较晚起步的苹果相比 waymo、cruise 等专注自动驾驶的公司而言并没有占太多优势。在加州每年公布的自动驾驶汽车路测报告中，苹果的路测车辆为 60 余辆，相比之下，最早进行自动驾驶路测的企业之一 waymo 测试车辆为 153 辆。
并且报告数据表明，苹果对自动驾驶测试越来越不看重，不仅车辆减少至 23 辆，测试里程数也大幅下滑，从 79745 公里减少至 12140 公里。
在纯技术参数的比对之下，苹果没尝到什么甜头，但在它独特的优势——智能设备上，与自动驾驶结合起来倒是别有一番趣味。
在 2019 年公布的一项专利中，苹果在最不起眼的安全带上动了手脚。根据专利描述的信息，在采用自动驾驶模式后，用户在车内就拥有了休闲时间，可以与他人交流或者观看内容。安全带在其中，就起到了一个‘操作核心’的作用。
一条安全带上装载了众多传感器 | Patently Apple
例如，触摸或用手势控制安全带上的感应设置，可以控制车辆，包括车窗高度、座位位置、多媒体播放器等等；安全带还配备麦克风和扬声器，方便乘客通话，另外麦克风还能基于语音监测乘客的压力/情绪健康；当然还有安全方面的考虑，安全带上的传感器能测量乘客的生命体征，包括心率、体温、血液酒精含量等等。安全带有太阳能供电，当车辆白天停在室外，就是安全带‘充电’的好时候。
车辆外形及座舱
这一部分涉及到车辆本身，苹果在车内外也做了不少文章。
首先在车门上，就能看到苹果人性化的一面。除了传统打开车门的方式，车门还能基于车身传感器的数据自适应定位。在狭窄的停车位，两边都有车辆的时候，车门就能以滑动形式打开，如下图所示：
自适应车门| Patently Apple
同样做出改变的还有车辆外部的保险杠。和传统固定式的保险杠不同，如果发生车辆碰撞事故，苹果汽车的保险杠可以根据碰撞来发生改变，以吸收冲击力避免损坏车辆。
保险杠采用了可充气结构，内部注入了压缩气体，膨胀时可以使保险杠伸长 20-160mm。根据撞击的反应，保险杠前端反应也不同，撞击斜面物体时，保险杠可以适应对方物体的形状：
可以改变形状的弹性保险杠| Patently Apple
从安全角度而言，保险杠是一个很好的切入点，而在车内，苹果为了安全做出的改善比比皆是。
自动驾驶车辆的设计与一般的车辆不同，没有方向盘、刹车油门，座椅为两排乘客面对面，这时传统的安全气囊也不再适用。为此苹果重新设计了一套安全气囊系统，当车辆发生碰撞时，侧窗会弹出一个充气屏障阻挡乘客。
更简单的方式也有，在座舱顶部或者安全带里安装安全气囊，缓冲车辆撞击产生的冲击力。苹果特别提到，传统的安全气囊在没有足够的反应时间里可能会发生偏移，无法充分地保护司乘，最新的设计则能全面保护乘客免受伤害。
在‘新奇体验’中提到的，车内外布置大量传感器，也并不是完全为了增强现实显示和自动驾驶，这些传感器能判断司乘是否处于健康状态，车辆周围环境是否安全，都在苹果的考虑范围之内。
比如一项名为‘动态元素保护’的专利就提到，如果停车后开门，车辆前后方有自行车或行人经过时，车门会自动锁定，直到危险解除才可以打开车门。
一切都是为了安全，在安全基础上为用户的舒适度着想，也许就是苹果在汽车行业思考的逻辑之一。
寻找下一个增长
苹果想造车这件事，十几年前就有了预兆。
乔布斯在 2007 年推出 iPhone 不久后，明确表示过对苹果汽车十分感兴趣，还一度把设计和制造汽车提上计划。这个时间点，正好和特斯拉推出第一款车 Roadster 的时间差不多。
但这个计划最终不了了之，也许是当时的苹果还没有下定决心，也许是公司看到了智能手机的巨大潜力，举公司之力开始投入到手机的研发当中。
乔布斯曾经认真考虑过造车| 人民视觉
可以肯定的一点是，苹果作为全球市值最高的公司之一，和其他巨头的认知一样，汽车可能是目前唯一一个比手机更大、更具潜力的消费品市场，也是支撑巨头们继续增长的新动力。
最近几年，不论是整车企业或是自动驾驶公司，都开始快速发展，留给新玩家的机会越来越少。仅从专利上来看，苹果在汽车方面也加快了速度，显示出在手机的红利消失之前，寻找新方向的紧迫感。
能否赶上窗口期尚且未知，但苹果选择现在的时间点也许有自己的道理。只是如果再想重现引领行业变化的辉煌，苹果必须更加果断，必须给人们更多的惊喜。
（来源：环球网 极客公园）