從小米申請的9個專利,看小米的汽車野心

作者:王珺   |   2015 / 09 / 14

文章來源:車云網   |   圖片來源:車云網


前後一年的時間裡,小米悄悄地申請了9項與汽車相關的專利發明。他想幹嘛?

話說關於小米究竟會不會進入汽車行業,是謠言四起又被不斷闢謠的過程。兩個月之前,小米公司發言人還在微博闢謠,表示沒有涉足房地產與電動車。但是不管小米與雷老大如何闢謠,似乎都很難說服深信小米不會放掉這塊肥肉的人們。

那麼小米對汽車業究竟有沒有野心呢?

筆者最近從中國專利網站上找到了小米從去年3月份開始,到今年三月份這一年時間內申請的一共9個與車輛相關的專利。不妨讓我們從這些專利中去找關於這個問題的答案。

小米

一、一種對車輛限速的方法及裝置

這是小米9項在申請專利中的第一項,申請於2014年3月。顧名思義,這項專利申請的最終產品是一套車輛限速系統。

根據專利申請文件的描述,這套系統會通過速度感測器即時採集車輛的行駛速度,並將這一速度與電控單元中設定的最高行駛速度或者與當前路段的最大限速進行對比。當發現車輛超過預設速度時,電控單元會向節氣門發出限速指令,通過減少進氣量的方式來降低車速;而如果車速超過了道路限速,則會先發出一個聲音警告信號,提醒駕駛員降低速度,只有當駕駛員在超出一定時間內還沒做出相應反應,才會自動調節車速。

如果單從這一段功能介紹裡,會認為這是一個前裝的技術,其實不然。

專利申請中明確表示,來改變引擎進氣量的電控節氣門是在引擎進氣管中新增加的,與車輛原有的節氣門串聯安裝,位置在原節氣門之前。

車輛限速系統示意圖
車輛限速系統示意圖

如上圖所示,205為原節氣門,206為新增節氣門,203為節氣門位置感測器,204是節氣門執行器,211則是車輛的電控單元。在正常狀態下,電控單元通過205來控制進入引擎的進氣量,206則為全開狀態,不產生影響。

當車輛有超速情況出現時,電控單元則會控制206的開闔度來改變進氣量。這種改變有兩種方式,一種是根據最大限速,計算出最大進氣量,並以此調整206的開闔度,保證不超速;第二種則是可是根據實際的限速要求,按照限速前後的速度比例來減小206開度,從而減少進氣量,能夠讓車輛保持在一個穩定的速度下行駛,限定的是平均時速。

那麼問題來了。

在圖示中兩個節氣門由一塊電控單元控制,雖然專利申請說明中並沒有明確提出這塊ECU是新增的,還是對原車ECU進行了更改,但是無論是哪種情況,最為關鍵的是,車輛原本的節氣門位置一直是保持不變的。引擎的實際運行狀態是根據節氣門205的開度來調整的,當其位置不變時,燃油噴射量也保持不變。那麼進氣量的減少,只是單純的讓燃燒過程變得不充分,最終表現是油耗增加,並且排放情況也會變差,積碳等問題都會日益嚴重。

車云觀點:

雖然說這個系統能夠通過限速帶來一定的安全性,但是實現的過程並不可取,還是直接從引擎的ECU來實現這一控制更為現實。自然,這項後裝專利,需要對車輛進行改裝,看著與小米造車是沒有什麼關聯啦。不過,如果小米要造車的話,這種控制方式倒是可以直接用在新車上。

二、控制車門開啟的方法及裝置

申請時間僅比上一項專利晚了一天,這套系統的目的是檢測車輛周圍,尤其側面或者後方是否有行人、車輛、物體靠近。如果發現有,則通過測距傳感器等檢測其與車輛的距離、以及相對運動速度等,判斷開啟車門是否會有影響,並以此判定是否開啟車門、車門的開啟幅度等。避免因為車內人員對周圍環境的忽視,而引發的交通事故。

在這套系統中,最為關鍵的是如何判定車門開度。在專利申請文件,有一套複雜的判定流程,設有三個距離閾值,首先會根據兩者之間的距離進行判定,當距離處於不同閾值範圍內時,再根據來車/人的運動方向、速度與加速度進行判定。

這裡頭給系統提出最大的挑戰是判定與相應時間。因為判定的機制是可以設定在車輛熄火時,或者是車門內部把手被開啟瞬間,如果不能在短時間內做出精準的判斷,最終就會變成好心辦成了壞事。要麼是車門開啟幅度判斷失誤,最終還是引發了事故,要麼就是靠近的車輛與人已經走遠,結果車門卻依然無法完全打開的情況。

車云觀點:

在申請文件中,小米並沒有描述如何控制車門的具體開度,但是這項技術的實現自然還是前裝優勢大。

三、設備控制方法及裝置

這項專利並不能夠讓人顧名思義,如果不說的話,你能想到它是與智能手環相關的麼?

簡單來說,這項專利的應用場景是,可以使用智能手環來代替車鑰匙、或者智能手機來解鎖車輛、啟動引擎等。

要想把智能手環當做車鑰匙來說,首先必須在系統中預設一個操作動作(揮動手臂之類),或者語音命令,然後在實際操作時,用戶配套智能手環做出相應的動作或發出語音指令,系統會將其與預設動作進行比對,兩者相匹配的時候,生成相應的控制信號,發送到車載端,實現控制。

不過,小米認為,智能手環的特點是方便與簡單,而判斷動作信號是否與預設動作相同則需要在智能手環中加入微處理器,會導致手環的耗能增加,續航時間降低。當然,成本也會相應增加。所以,這裡的設定是,手環將檢測到的動作信號發送到手機或者智能手錶等終端上,由它們來完成對動作感應信號的判斷,再來告訴手環動作或語音指令是否匹配。

智能手環-手機-車載終端-服務器
1-智能手環2-手機3-車載終端4-服務器

在這套系統中,預設的操作指令存儲在服務器中,可以對預設的操作指令進行更改,或者停止匹配。在服務器、手機、手環與車載終端之間,必須能夠即時通訊。

車云觀點:

用手環來控制車輛的解鎖開啟過程目前還沒有先例,唯一的問題是,手環與車鑰匙,哪一個更可能被遺落?這個專利看上去也與是否造車無關。不過嘛,用小米手環控制小米汽車,也說不定哦?而且,小米汽車說不定就根本沒有鑰匙呢。

四、操作功能執行方法和裝置

這項專利是關於人機互動的。

要說在駕駛途中,讓駕駛員伸手去中觸碰螢幕上進行操控,確實是個存在安全隱患的動作。所以,語音控制、手勢控制等新的人機互動方式應運而生。這項專利可以算是一個手勢控制的變形體。

申請文件中有提到,常規的手勢控制會因為攝影頭對動作捕捉的不準確而影響操控,並且讓駕駛員雙手離開方向盤本身也並不是什麼安全的事。那麼,要怎麼來實現更加方便的人機互動?

同樣是手勢控制,不過手勢的感應器被安裝在了方向盤上,而操作過程則會投射到擋風玻璃上,讓駕駛員能夠知道自己有沒有打開想要的功能。

預設感應區域
方向盤上的預設感應區域

方向盤上有一套感應設備,駕駛員需要通過特定的動作來開啟這套感應設備,而具體的操作過程可以通過手指的動作來實現,不同動作對應不同的指令,操作完成後,依然需要通過特定的動作來關閉感應設備。這個開啟與關閉過程,皆是為了防止誤操作。而且考慮到安全問題,當駕駛員十指緊握方向盤的時候,系統會判定當前處於較為緊張的狀態,默認不會開啟感應設備。

擋風玻璃上的交通狀態顯示

即時操作內容顯示
擋風玻璃上的交通狀態顯示(上)與即時操作內容顯示

風擋玻璃上的投射區域被分為兩塊。上方為即時的交通狀態顯示,比如信號燈、路況等信息。如果正在導航,還會有詳細引導。下方顯示的是手指控制打開的應用運行情況。

雖然吐槽攝影鏡頭的不精準,不過文件裡同樣特別說明,對於用戶雙手與方向盤的接觸情況,在方向盤上安裝感應裝置也只是方案之一,配置攝影鏡頭或者感測器的方法並沒有被這項專利排除在外。

車云觀點:

儘管沒有過多描述,但是依然可以看出,這項專利是在車載系統上的一個嘗試,對於車載系統的顯示過程也進行了設定。如果要進行應用,小米可以扮演的角色就多了,HMI設計方、車載系統開發商……當然,專利的獲益方也是其中之一。

五、輔助行駛的方法及裝置

這是一項與駕駛輔助系統有關的專利。在現在的駕駛輔助系統中,探測行人、物體和其他車輛的功能已經被愈來愈多的廠商所使用。不過,這項專利的研究者認為,常規的探測警告系統,只是提出警告,最終還需要讓駕駛員根據經驗來判斷,並且,這種警告只是單向的,路上的行人與其他車輛並不能受到這個警告。所以,為了應對這種缺陷,他們特意研究了此項發明。

系統在車輛左右兩側安裝多個雷射光源,在車輛啟動後,光源會被點亮並在道路上投射出光點,光點會造路上形成車輛的路線軌跡,用來顯示行車方向。

雷射光源點亮後示意
雷射光源點亮後示意

車輛轉彎時,系統會根據方向盤轉動角度和車輛速度來計算出車輛轉動的角度,並依此來轉動光源,使其跟隨車輛變動,並對變動後的軌跡進行計算,判斷車輛是否行駛在預設方向。

另外,在道路狹窄區域,系統還會根據車速即時計算光點軌跡的運動,並通過攝影鏡頭等方式來檢測光點的軌跡、光點與光源之間間距是否需要運算結果。如果符合,則判斷前方無危險,如果不符合,則車輛行駛前方可能會有障礙物等,存在危險隱患。

雷射光源軌跡用於輔助駕駛員進行判斷
雷射光源軌跡用於輔助駕駛員進行判斷

車云觀點:

如果讓筆者來評價的話,這套系統與單純的警告系統功能相比是有了提升。雖然也只是警告,不過通過光點的可視化,能夠讓駕駛員更加一目了然地去判斷如何進行下一步動作。

仔細研究一下,會發現這是一項針對後裝的專利。畢竟只有後裝的駕駛輔助系統,才只能停留在警告的階段,而不能通過對車輛的自動控制去規避安全隱患。所做的事情,也只是在車輛兩側新增了光源以及用來檢測的攝影鏡頭而已。

不過與後裝駕駛輔助系統相比,劣勢頓顯。拋去無法直接控制車輛這點,如果旁邊車輛沒有安裝這套系統,那麼別人的軌跡依然看不清,無法輔助判斷;如果大多數車都有這套系統,太多的光線軌跡依然無法讓經驗不足的駕駛員做出準確判斷,說不定還會起到反效果。

六、車輛操控方法及裝置(兩項)

小米有兩項專利都叫做這個名字,申請時間分別為去年的12月與今年3月。不過名字雖同,但實際的功能卻大相徑庭。

1. 車輛的自動控制,可讓車主實現遠程操作

簡言之,是車輛內有信號監測裝置,對監測信號進行判斷,是否滿足車輛自動操作啟動條件。滿足條件時,車輛則自動執行相應操作。不過也根據不同的信號,有不同的處理方式。主要分為三類:

  • 天氣情況及車輛表面的物體附著情況。即通過天氣與車輛表面物體附著,判斷是否出現雨雪天氣,當發現這類情況,且車窗或車門還處於開啟狀態時,則為滿足自動操作條件,會自動關上車門與車窗。
  • 監測車輛受到的衝擊力、速度變化或其他相關信號,來判斷車輛是否發生緊急事故。如果判斷發生了緊急事故,則滿足自動操作條件,會自動聯繫預設的聯繫人,發送車輛位置信息等,類似於e-call。
  • 當車輛熄火時,監控車內人員、以及指定系統的工作狀態。比如當車內無人,而一些指定係統卻開啟,則滿足條件。此時,有兩種處理方式。一種是先斬後奏,自動執行操作,在執行後發送信息到移動客戶端,告知發生的情況並進行的操作等;一種是在滿足條件後先發送信息,等待車主選擇何種操作。可以用於防盜、關窗等。

車云觀點:

這種功能與現在的車載系統中的安全防護、緊急呼叫功能想類似,結合了遠程控制與自動控制。不過雖然描述起來簡單,但卻因為涉及到車輛控制,無法後裝。

2. 通過對移動終端的識別,來實現駕駛艙內設置的個人化與客製化

在新的車載系統設置中,可以通過指紋識別、面部識別或者用戶登錄等方式來對車主的身份進行識別,從而實現一些個人化設定,比如說駕駛座的位置、愛聽的音樂,關注的新聞內容等。小米的這個專利與此有異曲同工之處。

只不過,在這裡,識別的並不是車主的生物特徵或者用戶名,而是車主隨身攜帶的移動設備。車主進入車輛之後,系統會先判斷是否有移動設備,如有則對其進行識別,並將識別到的信號發送至服務器,請求獲取相關設置信息,如果該移動設備此前預存過設置信息,則會從服務器下載相應信息儲存至本地。

設置信息的內容包括駕駛座椅的設定、車內外後視鏡的位置設定以及方向盤的位置設定。在應用設置信息之前,會詢問車主是否確認使用。當需要更改某項設定時,可以選擇不使用當前設定,並輸入新的設置信息。

至於判斷車內是否有移動設備的方法,一般有二:

  • 移動設備連接到車內的無線網絡,或者與車載系統進行了藍牙連接
  • 移動設備連接至車內電源

如果發現有多個移動設備的時候,那麼則會根據信號強弱以及設備與方向盤之間距離來判斷哪個移動設備是駕駛員的。

車云觀點:

在車載身份識別功能推出之前,這種方式還是有效果的。要想獲得駕駛座椅、後視鏡、方向盤的位置信息,同樣也得是前裝技​​術。

七、車輛補充能源的提示方法及裝置

這項專利想必不用筆者解釋,大家也知道是用來做什麼的。沒錯,就是提醒你,該加油了/充電了。

提醒的機制在於對現有油量或者電量的讀取,計算出當前狀態下能夠行駛的最大距離,再結合地圖中的加油站與充電樁信息,告知駕駛員需要在什麼位置去加油或者充電,防止半路拋錨。

在傳統汽車上,基本只有油量顯示,不過在新能源車上,比如Model S和i3上,都有根據剩餘電量計算出的即時行駛里程,配合地圖使用,也會類似功能。

車云觀點:

文件中並未具體說明提示的方式與位置,最簡單的可以是通過OBD結合手機App的方式,就無需對車輛進行更改,而如果是前裝,則可能是車載系統中的一項應用。

八、實現定速巡航的方法及裝置

定速巡航的功能大家都知道,這項專利可以看做是可自動變速的定速巡航。

一般的定速巡航系統是駕駛員手動設定一個巡航速度,車輛在設定速度下行駛。不過,如果行駛在一個不同車道之間限速不同(比如機場高速)、路段之間限速不同的路線之上,那麼就需要駕駛員根據實際情況來調整巡航速度,相對麻煩。這套系統的目的就是根據車輛行駛路線、車道,讀取相關限速信息,並自動將其設定為巡航速度,駕駛員就不用去管限速有沒有變化。

除了車道變更外,還會根據車輛行駛路線,預讀前方路段的限速信息,並根據當前限速給出預讀距離。當進入預讀距離內,讀取前方路段限速信息,判斷是否需要加速或者減速。

車云觀點:

這種方法比較複雜的成分在於,需要精確讀取車道信息。在這裡,採用了兩種方式,一種是GPS定位,將位置信息上傳到雲端,並對位置信息進行實時對比判斷是否改變車道,一種則是根據車輛轉向角度,根據車速會預設一個轉向角,超過轉向角,則認為變更車道。這兩種方式,在實際操作中都很難提供精確的車道信息,系統有出現誤判的可能。

讓我們來總結一下:

從以上這些專利,小米能夠做什麼呢?

從專利內容可以看出,九項專利中,有八項涉及到車輛控制,除去限速裝置是對後裝的零件進行控制外,只有一項涉及到車輛解鎖的已經有車廠自行開發App的先例,一項讀取油量與電量信息的可以走OBD的捷徑並結合手機地圖App等實現功能之外,其餘五項均為對車輛上原本就存在的零件進行控制,且目前還未出現車廠向第三方開放權限的情況。剩下的一項雖然不涉及到車輛控制,但是實用性如何現在還需要打個問號,改裝也存在一定成本。

可想而知,這些專利首先並不適用於後裝企業,最多是給後裝企業一個思路或者方法,更利於進入前裝,或者也可以說直接瞄準的就是中國還沒有相應技術的車企,準備從專利中獲利。

至於基於這些專利小米自己去造車的可能,並不能說沒有,只不過,相對來說較小而已。

為什麼呢?從專利實現的功能來看,有五項都是與車載系統的功能相關,最終的實現過程都可以集成為車載系統中的某個應用。而其他四項,一項涉及到引擎,不過可行性待定;三項與駕駛輔助功能相關,但是介於專利中對於最為關鍵的車輛控制方式並沒有提及,其實用性尚且未知。不過,不難發現的是,這四項其實都與行車安全、駕駛輔助相關。

所以,不管小米如何否認,這些專利都赤裸裸地說明,小米正在進行汽車相關的研究,目前的情況來看,研究主要集中在車載系統駕駛輔助兩大方面,功能上基本是基於現有功能的缺點改進,還並沒有涉及到汽車的核心零件研究上。

而且,一些科技巨頭,比如三星、LG之類,在汽車行業都已經有相當一部分數量的專利,他們至今也並未要自己造車,而是最終成為了車廠背後的供應商。

關於專利相關內容,小米表示只有在產品成型之後才會正式發布消息,目前暫不予以置評。一方面是因為這些專利還處於申請階段,發明公佈之後還需要接受實質審查,從新穎性、創新性、實用性三方面進行核實,這個時間會很漫長。要知道,在發明公佈的列表裡,小米還有一項2012年申請的關於用移動設備控制車輛的專利還沒有通過審核。

而另一方面,專利的研究應該只是小米對於公司未來發展的一個探索。如果進入汽車業是大勢所趨,小米或許也還需要時間來仔細思考自己究竟要扮演什麼角色。(文/王珺)

車云網授權轉載》

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