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智慧車專題/從專利看Apple Car的神秘樣貌

(圖片來源:patently-apple)
(圖片來源:patently-apple)

【吳碧娥╱北美智權報 編輯部】

※如欲轉載本文,請與北美智權報聯絡

從2014年開始,蘋果公司開始從事一項名為「泰坦計劃」(Project Titan)的電動車項目,超過千名員工在蘋果總部附近的秘密地點從事電動汽車研發。雖然外界對於Apple Car的真面目很期待,但「泰坦計劃」一直都是很神秘,蘋果至今也尚未公開討論任何自駕車的研究。在過去的幾年中,曾有傳言蘋果已將重點轉移到自動駕駛軟體上,2016年甚至傳出蘋果擱置了造車計劃,但2018年8月,蘋果重新聘請了特斯拉的工程師道格·菲爾德(Doug Field),直到2020年12月,蘋果研發造車的情況逐漸明朗,計劃在三到六年內,或許就能發布一款Apple Car。近期蘋果公司剛獲得幾項相關專利,可以看出蘋果對於Apple Car的想法……

車用抬頭顯示器專利:擋風玻璃上的全息圖像

汽車通常會配備顯示車輛狀態訊息的平視顯示器,典型的平視顯示器會將圖像投影到車輛的擋風玻璃上,駕駛可以在開車時觀看投影圖像,無需駕駛員將視線從前方的道路移開。不過,這種類型的傳統平視顯示器會在車輛中對其自身的位置施加限制。例如抬頭顯示器可能與車輛的側窗不兼容,由於反射定律,從側窗反射出的光可能不會到達用戶的眼睛。因此蘋果希望進一步改進抬頭顯示器(Head-Up Display),在更寬的位置範圍內顯示功能給車輛駕駛。

2020年12月15日,美國專利商標局(USPTO)授予蘋果一項與車輛的抬頭顯示器有關的專利,可結合全息(holographic)光學元件,將影像投影於駕駛側的擋風玻璃及車輛側窗。根據蘋果獲得專利的內容,該系統可以將全息圖像射到擋風玻璃或其他車窗上,然後反射給駕駛員和乘客,這些圖像可能包括速度、方向和位置等關於車輛的訊息,或是收音機裡播放的是什麼歌曲。

從專利示意圖來看,車輛中具有兩個抬頭顯示系統,由全息元件形成的光學組合器,可將圖像投影到側窗。光學組合器中的每個反射器都可以成一定角度,以使光根據反射定律從每個單獨的反射器反射而出,到達觀看者的眼睛上。

圖一、具有平視顯示器的示例性車輛的側視圖 (圖片來源:System with holographic head-up display(US 10,866,414))
圖一、具有平視顯示器的示例性車輛的側視圖 (圖片來源:System with holographic head-up display(US 10,866,414))

氣候控制系統專利

蘋果早在2017年8月就向歐洲專利局申請車輛氣候控制系統專利,2018年該專利在美國公開,去年12月中在美國獲得專利。

在蘋果的專利摘要中指出,蘋果設計了一種車輛氣候控制系統,用於控制車廂各個車廂區域的氣候條件。由氣候控制系統控制一個或多個車輛元件,以改變車內氣流、濕度、溫度等,達到讓駕駛員和乘客感覺到最舒適的條件。這項系統可以解決駕駛和乘客之間調整溫度的問題,透過傳感器和視覺鏡頭組合來收集乘客的溫度數據,並傳輸到系統進行智能調整,即使坐在車內不同的座艙區域,也能保證駕駛與乘客在路途中都能獲得最佳的舒適度和體驗。

為了控制和調節車輛內的氣候,蘋果將採用多個傳感器,包括在特定窗戶和天窗上測量太陽輻射的輻射傳感器;測量外部環境的相對濕度的濕度傳感器;另外還有測量車輛外部風速、氣流量的風傳感器等。

圖二、蘋果的氣候控制系統專利可調節車輛內部各個區域的溫度和氣候。 (圖片來源:Climate control(US 10,875,380))
圖二、蘋果的氣候控制系統專利可調節車輛內部各個區域的溫度和氣候。 (圖片來源:Climate control(US 10,875,380))

蘋果希望藉由傳感器的數據訊息控制氣候系統,為乘客創造一個舒適的車內環境,同時結合用戶的無線用戶設備,進一步獲取諸如用戶健康數據、用戶活動數據、用戶偏好數據等訊息,告知車內的理想氣候,並自動調整車內的氣候條件。

增強型車輛態勢感知警報系統

除了氣候控制專利外,蘋果還獲得另一項專利名為「增強態勢感知的無線車輛系統」Wireless vehicle system for enhancing situational awareness),該專利主要涉及移動車輛的電子設備,以電子設備發送和接收與車輛位置相關的無線訊息。除了獲得駕駛本身車輛的相關資訊,也可以經由發送器獲得附近其他車輛的狀態訊息,透過無線傳輸獲取附近車輛的情報,並為駕駛員提供警告訊息,例如有救護車通過立應即靠邊停車,或是提醒右側車輛通過。

該專利圖2中展示車輛在行駛時,其多個設備如何無線互動;專利圖8展示了車輛的顯示屏正在向駕駛展示增強型態勢感知警報訊息,提供駕駛車輛與同一道路附近的車輛顯示。

圖三、車輛增強態勢感知系統 (圖片來源:Wireless vehicle system for enhancing situational awareness(US 10,878,699))
圖三、車輛增強態勢感知系統 (圖片來源:Wireless vehicle system for enhancing situational awareness(US 10,878,699))

車輛定位方法

在外面停好車之後常常找不到車嗎?蘋果有一項專利就是在協助車主找不到愛車的困擾,車上和停車場的感測器能協助定位,駕駛利用iPhone或其他可攜式智慧裝置,透過藍牙進行無線連結就能找到車子。

這項專利申請名為「定位車輛的方法」,描述通過藍牙將流動設備與車輛配對,進而確定車輛是否處於停車狀態。若狀態符合條件,手機就能與停車場的無線系統進行通信,確定停車位置並加以記錄。 當車主返回停車場時,利用手機或其他可攜式智慧裝置,可以連上停車場的停車位訊息系統,查詢車輛現在的位置訊息,幫助車主迅速找到返回車輛的路線。在某些情況下,除了位置數據之外,該專利技術還可以提供其他資訊,包括停車收費標準、如何繳納停車費,甚至可以根據特定的停車位置和停車時間,協助計算停車費金額。

圖四、利用無線連接計算車輛定位的方法。 (圖片來源:Method for locating a vehicle (US 10,748,422))
圖四、利用無線連接計算車輛定位的方法。 (圖片來源:Method for locating a vehicle (US 10,748,422))

無需人工的自動充電站

蘋果認為,駕駛電動車需要下車連接到充電站,可能會給操作人員帶來不便,或是需要手動充電的汽車,在沒有人員協助在場操作的情況下無法充電,在天黑或下雨氣候不佳時尤其感到麻煩。蘋果公司希望通過這項發明實現「不用下車就能為車子充電」,有了這種充電站後,電動汽車只要在停在充電器旁邊,由駕駛本人或開啟自動駕駛功能,在車內就可以連接到充電器,無需人工幫助。充電站有自動調整高度的機制,確保充電器順利接上汽車充電插孔。

這項專利標榜電動車駕駛毋須下車就能充電,解決了萬一下雨、天寒或夜色太黑時的難題。不論電動車是真人駕駛或自動駕駛,當電動車停靠充電站,這項技術將協助其自動連接充電。充電站有自動調整高度的機制,確保充電器順利接上汽車充電插孔。

圖五、自動連接的充電站。 (圖片來源:Systems and methods for surface monitoring(US 10,832,426))
圖五、自動連接的充電站。 (圖片來源:Systems and methods for surface monitoring(US 10,832,426))

路透社認為,蘋果的目標是在2024年開始生產汽車;彭博社則認為Apple Car的研發工作尚處於初期階段,要等到2026年至2028年才能推出。儘管離Apple Car正式問世還有一段長遠的路要走,相信有「專利狂魔」稱號的蘋果公司,未來還是會繼續申請與Apple Car相關的各種專利。


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