蘋果專利：研發自動駕駛 VR 乘坐系統，帶來沉浸式乘車體驗

編者按：本文來自於 映維網，動點科技經授權發布。

對於未來有望成為虛擬桌面系統一部分的混合現實頭顯，我們已經看到了一系列非常智能和非常炫酷的專利申請。我們同時看到有專利非常詳細地探討了用於自動駕駛汽車平時顯示系統的先進手勢操控系統。

今天美國專利及商標局公布了一項蘋果專利。它可能永遠都不會出現在市場上，但這確實很酷。蘋果指出，這一 VR 系統可以應用於「一輛所有人都是乘客的『自動駕駛』汽車」。

VR 系統或許可以令自動駕駛汽車變得更安全，更小，和成本更低。車窗本質上是不安全的，結構也不健全，同時還增加了車輛的成本。通過提供真實環境或模擬環境的虛擬視圖，VR 系統可以減少或消除自動駕駛汽車對窗戶的設計需求。

另外，通過 VR 系統提供的 VR 體驗可以為乘客提供一種彷彿正在乘坐一輛比實際自動駕駛汽車更多的車輛中，這樣在搭乘小型自動駕駛汽車的時候，乘客將能獲地更愉悅和更安全的體驗。

或許更為重要的是，蘋果指出他們的 VR Experience System 可以為乘客提供有趣和狂野的創意娛樂體驗。

當然，該設想未來感十足，但這僅僅只是蘋果剛剛開始的構思，並且顯然可以吸引年輕一代的蘋果粉渴望如此一款自動駕駛汽車。

1. 「The Immersive Virtual & Augmented Display System（沉浸式 VR&AR 顯示系統）」

專利圖 1 中的虛擬現實系統包括作用域車輛乘客的頭顯；在專利圖 2，VR 系統將 VR 內容投影至一個窗戶以供乘客觀影；在專利圖 3，系統將 VR 內容投影至用戶前方的空間。

專利圖 6 講解了車輛中的 VR 系統；專利圖 7 則是關於 VR 系統的元件。

蘋果第二份專利增加了增強現實：在車輛前方的真實世界場景視圖中顯示虛擬內容，以向乘客提供增強現實或混合現實視圖。

2. 「Immersive VR Experiences（沉浸式 VR 體驗）」

蘋果專利圖 8 中描述了一種用來向乘客提供同步物理效果的主動系統。

蘋果提供了 VR 系統可以提供了多種沉浸式 VR 體驗示例，並表明這沒有任何限制。

對於 VR 系統可以為乘客提供的沉浸式 VR 體驗，例如可以使用乘客喜歡的任何虛擬體驗和環境來替代真實世界的視圖。

車輛運動可以集成至虛擬體驗之中，從而幫助防止暈動症和優化虛擬體驗。與坐在房間中並使用靜態模擬器或佩戴頭顯相比，為 VR 系統集成車輛運動能夠進一步提升沉浸感。

例如，車輛的加速和運動可以匹配虛擬體驗的加速和運動。在一些實施例中，主動車載系統（如 HVAC 系統，音頻系統和活動座椅）和車輛控制系統（如剎車，油門和方向盤）可以與 VR 系統集成，從而為虛擬體驗提供物理效果。例如，通過 HVAC 系統提供風感或熱感，通過音頻系統提供音效，通過座椅提供加速或運動效果。

在專利圖 9 的兩份專利中，在搭乘汽車時沉浸式 VR 體驗可以用於提高生產力，同時又為用戶提供有趣的 VR 體驗。例如。兩人或以上的用戶可以作為虛擬化身在虛擬環境中舉行會議，比方說專利圖 9B 中的虛擬房間，或者是平板卡車的車板。

兩份專利圖描述了一次快速獨木舟之旅，以及在末世環境下用車輛碾碎殭屍的情景。

其他體驗包括飛躍峽谷的滑翔飛機。這種虛擬體驗同時可以是具備教育性意義，例如允許乘客探索城市地標的歷史或其他信息。映維網認為這種虛擬體驗也可以是競爭性，例如允許乘客在虛擬賽車體驗中超過其他車輛。

如專利圖 11 所示，我們可以看到真人的虛擬視圖或虛構人物可以集成至 VR 系統提供的虛擬體驗之中。在下面的例子中，一名作家或脫口秀主持人的虛擬形象#1195 可以坐在乘客#1190 的旁邊。虛擬作家可以向乘客朗讀他們的書籍，或者虛擬脫口秀主持人可以向乘客主持一場脫口秀，而他們的聲音將通過車輛的語音系統或頭顯#1100 進行傳輸。

對於在平板卡車上舉行的會議體驗，你可以將其替換成私人音樂會，讓你最喜歡的樂隊為你和朋友進行演唱表演。

3. 「Monitoring a Passenger（監控乘客）」

在蘋果專利圖 18 中，系統正在監控使用 VR 系統的乘客#1890。由 VR 主機＃1810 執行，並且經由頭顯＃1820 呈現給乘客的虛擬內容＃1840 和音頻＃1842 可以根據乘客的偏好，和/或根據乘客感測器數據＃1830 來進行調整。

在一些實施例中，VR 應用可以根據預定義或預先約定的乘客喜好來初始化一個 VR 環境。

例如，乘客喜好數據可以儲存在控制器的偏好文件中，或者從雲儲存等外部存儲中獲取。在一些實施例中，VR 系統可以向用戶提供一個界面，幫助其選擇喜歡的 VR 環境。例如，乘客可能喜歡一個令人放鬆的或令人感到興奮的體驗。

在一些實施例中，當用戶佩戴頭顯來體驗由 VR 應用生成的 VR 世界時，各種感測器可以用來監控乘客是否出現不舒服或暈動症的跡象（如蒼白程度，流汗程度，坐立不安，吞咽，打嗝，心律，呼吸頻率，眼睛運動等等）。乘客感測器數據#1830 可以通過有線或無線連接傳輸至 VR 主機。

在一些實施例中，感測器群可以包含位於頭顯上火頭顯內的感測器#1832（如用於監控乘客眼睛或其他部位的內置攝像頭），用於檢測和追蹤乘客頭部運動的慣性測量單元，以及用於監控乘客生理反應的感測器（如流汗，吞咽和呼吸率）。

在一些實施例中，感測器群可以包括佩戴在乘客身體其他部位的感測器，如用於監控流汗，脈搏，吞咽或其他生理反應的腕帶、臂帶或手錶，以及包含用於檢測和追蹤乘客身體運動的慣性測量單元。

4. 「Establishing a Virtual Ground Plane（建立虛擬接地層）」

如專利圖 15 所示，虛擬接地層或虛擬平台#1504 可以出現在乘客下方，比如乘客雙腳正常的放置平面。這可以幫助避免暈動症的癥狀，防止乘客因沒有接地層的存在而產生一種漂浮在空中的感覺（這會導致部分用戶產生不適）。在一些實施例中，系統同時會渲染乘客的雙手和雙腳。

在專利圖 15 中，瞄定的虛擬內容#1506 可以幫助乘客確定自己的在真實世界的方向。

在一些實施例中，系統可以在虛擬環境中渲染瞄定真實世界方向的對象或元素（如太陽或月亮瞄定在正東方或正西方，或者一棟高樓瞄定在正北方），這樣乘客就可以輕鬆判斷自己在真實世界中的方向。隨著車輛在現實世界轉彎，虛擬世界可以伴隨車輛進行轉彎（包括虛擬內容#1502），但瞄定的虛擬內容將固定在相對於現實世界的位置。

在一些實施例中，系統可以提供關於下一步駕駛操作和真實世界地形效果的預覽信息，從而提升乘客的舒適度。在缺乏現實世界視圖和操作線索的 VR 體驗中，乘客可能會因為無法判斷自己在現實世界中的位置，以及無法預測下一步操作（影響他們的前庭/平衡感）而產生不適。

系統可以通過視覺，音頻和觸覺線索來提供關於駕駛操作和真實世界地形效果的預覽信息，比如通過指示性箭頭來說明下一個轉彎動作，爬坡或下坡動作。

另一個例子則是通過播放音頻線索來說明下一步操作。例如，向左耳播放一個聲音或音調來說明下一個左轉彎，向右耳播放一個聲音或音調來說明下一個右轉彎，向雙耳播放不同的聲音或音調來說明下一個爬坡或上坡。

蘋果專利 #20180089900於 2017 年 Q3 季度提交，其中兩名發明者是蘋果感知硬體總監 Benjamin Lyon，以及計算機視覺與機器學習經理 Daniel Kurz。

考慮到這只是專利申請，目前無法確定相關產品將於何時上市。

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