苹果专利：研发自动驾驶VR乘坐系统 带来沉浸式乘车体验

　　2018年03月30日，对于未来有望成为虚拟桌面系统一部分的混合现实头显，我们已经看到了一系列非常智能和非常炫酷的专利申请。我们同时看到有专利非常详细地探讨了用于自动驾驶汽车平时显示系统的先进手势操控系统。

　　今天美国专利及商标局公布了一项苹果专利。它可能永远都不会出现在市场上，但这确实很酷。苹果指出，这一VR系统可以应用于“一辆所有人都是乘客的‘自动驾驶’汽车”。

　　VR系统或许可以令自动驾驶汽车变得更安全，更小，和成本更低。车窗本质上是不安全的，结构也不健全，同时还增加了车辆的成本。通过提供真实环境或模拟环境的虚拟视图，VR系统可以减少或消除自动驾驶汽车对窗户的设计需求。

　　另外，通过VR系统提供的VR体验可以为乘客提供一种仿佛正在乘坐一辆比实际自动驾驶汽车更多的车辆中，这样在搭乘小型自动驾驶汽车的时候，乘客将能获地更愉悦和更安全的体验。

　　或许更为重要的是，苹果指出他们的VR Experience System可以为乘客提供有趣和狂野的创意娱乐体验。

　　当然，该设想未来感十足，但这仅仅只是苹果刚刚开始的构思，并且显然可以吸引年轻一代的苹果粉渴望如此一款自动驾驶汽车。

　　1. “The Immersive Virtual & Augmented Display System（沉浸式VR&AR显示系统）”

　　专利图1中的虚拟现实系统包括作用域车辆乘客的头显;在专利图2，VR系统将VR内容投影至一个窗户以供乘客观影;在专利图3，系统将VR内容投影至用户前方的空间。

　　苹果第二份专利增加了增强现实：在车辆前方的真实世界场景视图中显示虚拟内容，以向乘客提供增强现实或混合现实视图。

　　2. “Immersive VR Experiences（沉浸式VR体验）”

　　苹果专利图8中描述了一种用来向乘客提供同步物理效果的主动系统。

　　苹果提供了VR系统可以提供了多种沉浸式VR体验示例，并表明这没有任何限制。

　　对于VR系统可以为乘客提供的沉浸式VR体验，例如可以使用乘客喜欢的任何虚拟体验和环境来替代真实世界的视图。

　　车辆运动可以集成至虚拟体验之中，从而帮助防止晕动症和优化虚拟体验。与坐在房间中并使用静态模拟器或佩戴头显相比，为VR系统集成车辆运动能够进一步提升沉浸感。

　　例如，车辆的加速和运动可以匹配虚拟体验的加速和运动。在一些实施例中，主动车载系统(如HVAC系统，音频系统和活动座椅)和车辆控制系统(如刹车，油门和方向盘)可以与VR系统集成，从而为虚拟体验提供物理效果。例如，通过HVAC系统提供风感或热感，通过音频系统提供音效，通过座椅提供加速或运动效果。

　　在专利图9的两份专利中，在搭乘汽车时沉浸式VR体验可以用于提高生产力，同时又为用户提供有趣的VR体验。例如。两人或以上的用户可以作为虚拟化身在虚拟环境中举行会议，比方说专利图9B中的虚拟房间，或者是平板卡车的车板。

　　其他体验包括飞跃峡谷的滑翔飞机。这种虚拟体验同时可以是具备教育性意义，例如允许乘客探索城市地标的历史或其他信息。映维网认为这种虚拟体验也可以是竞争性，例如允许乘客在虚拟赛车体验中超过其他车辆。

　　如专利图11所示，我们可以看到真人的虚拟视图或虚构人物可以集成至VR系统提供的虚拟体验之中。在下面的例子中，一名作家或脱口秀主持人的虚拟形象#1195可以坐在乘客#1190的旁边。虚拟作家可以向乘客朗读他们的书籍，或者虚拟脱口秀主持人可以向乘客主持一场脱口秀，而他们的声音将通过车辆的语音系统或头显#1100进行传输。

　　对于在平板卡车上举行的会议体验，你可以将其替换成私人音乐会，让你最喜欢的乐队为你和朋友进行演唱表演。

　　3. “Monitoring a Passenger（监控乘客）”

　　在苹果专利图18中，系统正在监控使用VR系统的乘客#1890。由VR主机#1810执行，并且经由头显#1820呈现给乘客的虚拟内容#1840和音频#1842可以根据乘客的偏好，和/或根据乘客传感器数据#1830来进行调整。

　　在一些实施例中，VR应用可以根据预定义或预先约定的乘客喜好来初始化一个VR环境。

　　例如，乘客喜好数据可以储存在控制器的偏好文件中，或者从云储存等外部存储中获取。在一些实施例中，VR系统可以向用户提供一个界面，帮助其选择喜欢的VR环境。例如，乘客可能喜欢一个令人放松的或令人感到兴奋的体验。

　　在一些实施例中，当用户佩戴头显来体验由VR应用生成的VR世界时，各种传感器可以用来监控乘客是否出现不舒服或晕动症的迹象(如苍白程度，流汗程度，坐立不安，吞咽，打嗝，心律，呼吸频率，眼睛运动等等)。乘客传感器数据#1830可以通过有线或无线连接传输至VR主机。

　　在一些实施例中，传感器群可以包含位于头显上火头显内的传感器#1832(如用于监控乘客眼睛或其他部位的内置摄像头)，用于检测和追踪乘客头部运动的惯性测量单元，以及用于监控乘客生理反应的传感器(如流汗，吞咽和呼吸率)。

　　在一些实施例中，传感器群可以包括佩戴在乘客身体其他部位的传感器，如用于监控流汗，脉搏，吞咽或其他生理反应的腕带、臂带或手表，以及包含用于检测和追踪乘客身体运动的惯性测量单元。

　　4. “Establishing a Virtual Ground Plane（建立虚拟接地层）”

　　如专利图15所示，虚拟接地层或虚拟平台#1504可以出现在乘客下方，比如乘客双脚正常的放置平面。这可以帮助避免晕动症的症状，防止乘客因没有接地层的存在而产生一种漂浮在空中的感觉(这会导致部分用户产生不适)。在一些实施例中，系统同时会渲染乘客的双手和双脚。

　　在一些实施例中，系统可以在虚拟环境中渲染瞄定真实世界方向的对象或元素(如太阳或月亮瞄定在正东方或正西方，或者一栋高楼瞄定在正北方)，这样乘客就可以轻松判断自己在真实世界中的方向。随着车辆在现实世界转弯，虚拟世界可以伴随车辆进行转弯(包括虚拟内容#1502)，但瞄定的虚拟内容将固定在相对于现实世界的位置。

　　在一些实施例中，系统可以提供关于下一步驾驶操作和真实世界地形效果的预览信息，从而提升乘客的舒适度。在缺乏现实世界视图和操作线索的VR体验中，乘客可能会因为无法判断自己在现实世界中的位置，以及无法预测下一步操作(影响他们的前庭/平衡感)而产生不适。

　　系统可以通过视觉，音频和触觉线索来提供关于驾驶操作和真实世界地形效果的预览信息，比如通过指示性箭头来说明下一个转弯动作，爬坡或下坡动作。

　　另一个例子则是通过播放音频线索来说明下一步操作。例如，向左耳播放一个声音或音调来说明下一个左转弯，向右耳播放一个声音或音调来说明下一个右转弯，向双耳播放不同的声音或音调来说明下一个爬坡或上坡。

　　苹果专利#20180089900(点击前往)于2017年Q3季度提交，其中两名发明者是苹果感知硬件总监Benjamin Lyon，以及计算机视觉与机器学习经理Daniel Kurz。

　　考虑到这只是专利申请，目前无法确定相关产品将于何时上市。