蘋果喊話造車的事兒,已經過去快7年。
2015年就已經曝出蘋果研究造車的事兒,但直到現在仍然沒有概念車、量產車出現。蘋果內部把造車計劃稱之為“泰坦”,陸陸續續的曝光了很多關於造車的專利,第一項專利,僅僅是一個透過車載智慧系統操控車載音響的功能。
時隔多年,關於蘋果汽車的專利,已經接近120項。以蘋果的實力,它的汽車產品可能會具備什麼樣的能力?
如果蘋果願意,也能先把軟體賣出去從造車專案開始,蘋果對待自動駕駛領域的研發非常重視,自動駕駛是智慧汽車的未來,也正是當下車企的發力點之一,蘋果在自動駕駛、感知裝置上已經獲得的專利比重很高。
- 專利號11,243,532,自動駕駛相關AI模擬訓練、深度學習的神經網路;
- 專利號10,908,328,在惡劣天氣下依靠多個逆向反射器系統完成車身周圍感知;
- 專利號10,891,745,與前照燈融為一體的深度感應裝置,具備ToF功能;
- 專利號20200348418,安裝在後擋風玻璃上的鐳射雷達。
以上只是幾個我們值得關注的點,具備學習能力的神經網路、應對惡劣天氣的解決方案以及不多見的後置鐳射雷達。還有一些我們已經有所瞭解的功能,例如識別交通手勢、用意圖訊號在目的地附近引導車輛等。
其實這些專利中,我們最應該關心的是蘋果關於自動駕駛神經網路的研發。提及自動駕駛神經網路,最先想到的應該是特斯拉,之後會想到一個問題神經網路和深度學習適合用用在車輛的自動駕駛演算法上嗎?
這個問題的答案是適合且有用,自動駕駛發展到現在,感知裝置的種類包括了4D雷達、鐳射雷達、高畫質攝像頭等多種感知裝置,融合了高畫質影象和點雲之後,可以很好的對車輛周圍進行感知。所以自動駕駛的感知定位已經不是一件難事,之後的執行控制層也更輕而易舉。
重點落在了串聯兩部分的“決策層”,所以蘋果在造車伊始就加入了這方面的考量。從美國專利商標局的具體資訊中來看,蘋果的這套神經網路是具備推理、決策和運動規劃的機器學習系統,從而控制自主或部分自主車輛的行駛。
蘋果是怎麼做的?透過本地感測器進行資料收集(攝像頭、鐳射雷達、車內感測器),之後
感知子系統從原始感測器資料中提取並生成更高階的資料,傳送至運動決策元件。至此形成了一個數據收集、資料提取併發往決策層的連結,我們可以把這部分稱之為A。
那麼決策元件同時還連結著通訊裝置,也就是雲端資料庫(包含資料庫、地圖、當地交通規則裝置、符合當地特徵的車輛資訊),我們把這部分稱之為B。雲端資料庫還與資料中心相連線,資料中心包含了訓練模型和其他決策元件,我們把這部分稱之為C。
為了方便理解,我們把蘋果的神經網路中的決策層稱之為D、執行層稱之為F。A收據資料、提取,把資料傳送至D決策層同時D把資料傳送給C進行匹配雲端地圖和深度學習模型,之後由C返還資訊給D。再由D做出行為規劃、模型評估,最後進行車輛的控制。
之中的難點在於,雲端的儲存能力、資料中心模型訓練的多樣性和準確性。我們可以參考特斯拉,在資料收集過後還要進行雙重的資料標註一層機器識別一層人工校準以確保標註資訊的準確性。至少,我們目前還無法完全相信機器的資訊標註。
蘋果的神經網路中,需要車輛必須瞭解駕駛員正在行駛的路線、判斷併線的時間和方式;行駛出匝道的時間和方式;瞭解多種車速以確保安全併線;實時掃描周圍路況;瞭解交通指示牌和訊號燈等。另外,如果融入了後置的鐳射雷達之後,是不是車輛就具備了後方車輛速度的探測能力,進一步提升車輛的主動安全性?
關於一些其他功能,有沒有看點?上半段主要講了關於蘋果的自動駕駛能力,當然闡述的還不夠全面,例如它的決策優先順序是怎麼排序的、當兩種感知裝置同一事物給出不同判斷決策層會做出怎樣的判斷?目前蘋果的自動駕駛功能,已經在雷克薩斯測試車上開始測試,我們以後會再次展開關於蘋果的自動駕駛功能。
下半段主要聊一些車輛的其他專利,例如車內和車外都有什麼功能。
去年3月蘋果獲得了一個關於CarPlay的專利,主要內容是從一屏拓展到多屏,也可以在液晶儀表上使用CarPlay功能,這項功能很可能會在蘋果汽車量產之前提前使用到。之外還有關於車窗、車鑰匙、AR顯示的專利等。專利號11,005,533,是與車鑰匙相關的專利。在專利中顯示的功能,可以透過手機和平板電腦兩種裝置配置NFC通訊的無鑰匙解鎖車輛。
蘋果還獲得了一個關於車窗、天窗的專利,車窗與天窗都可以根據車內乘員需求,調劑誒顏色、反射率和透明度。根據專利中的介紹,蘋果在車窗玻璃中插入了多個隔層。該技術不算新穎,我們能接觸到的波音787的電子窗簾就是基於這樣一個技術來實現的,只是身邊應用的場景少而已。
除了這些細節功能之外,蘋果還獲得了關於車門、車輛懸架的專利。蘋果對車門做了一個“動態保護”,例如當週圍有停放的車輛時,可以選擇在經過該車時,車門保持關閉狀態,或者限制車門的開啟幅度,以防刮碰。另一項關於車門的專利,是採用了一種多聯動車門鉸鏈結構,在開啟車門的時候車門是被鉸鏈驅動貼合車身向上滑動開啟,很像特斯拉的鷗翼門設計但不完全是。
蘋果對車輛的懸架部分已經在2019年獲得了兩項專利,之後在2020年獲得了第三項專利。第三項關於懸架的專利,被名稱為“主動懸架系統”,在車輛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。在專利中,蘋果特意強調了一個使用情況,即便車輛在自動駕駛過程中也能根據路況來調整懸架。之外還有關於安全帶觸控板、安全帶安全氣囊、車頂安全氣囊、車載VR和AR地圖等專利。
總結不可否認,蘋果在智慧手機行業具備出色的設計、研發能力,在新能源汽車時代蘋果也不甘心只做CarPlay,而是要延伸到終極的硬體裝置新能源汽車。但在完成車輛的硬體設計、研發、量產之前,比這更重要的是在軟體上的成功。
蘋果想真正自己造車,擁有屬於自己的自動駕駛技術並且在量產車型推出之時擁有一個較為成熟的神經網路,必須得經過大量的資料收集和大量的模型訓練以應對多變的路況環境。延伸出一個問題,這套自動駕駛系統會不會率先搭載在B端市場車型或其他品牌車型上,完成最初的資料收集?