智能座艙的前世今生和未來

王保東

摘 要：如今汽車已經(jīng)進(jìn)入了一個新的階段，特別是智能化的賦能將會為汽車的發(fā)展注入新的活力。而這其中，智能座艙是非常重要的組成部分。文中，主要就對智能座艙的發(fā)展進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：智能座艙;智能化;汽車

1 引言

隨著汽車電動化、智能化、互聯(lián)化和共享化新四化的發(fā)展和進(jìn)化，汽車進(jìn)入了一個新階段。汽車作為一個商品，已經(jīng)走過了機械階段，電氣化階段，目前，剛好站在智能化階段的門檻上張望，未來的汽車，或者稱為智能出行工具，將會引領(lǐng)整個社會走入智能社會。在此翻天覆地的智能化變革中，智能座艙將會貫穿始終。

2 智能座艙的定義

何為智能？人與外界溝通的主要途徑為六根：眼、耳、鼻、舌、身、意，外界可以給予人的反饋主要為六塵：色、聲、香、味、觸、法。智能即是識別讀懂人的六根所需，正確的控制機器，從六塵方面及時的反饋給人，滿足人的需求。如果使機器具有人的智能，則機器至少要具備三個要素：感覺要素，運動要素和思考要素。

何為智能座艙？在汽車內(nèi)與人相關(guān)的空間里，實現(xiàn)智能化，包括對語音語義的識別和理解，對車輛周圍及環(huán)境和乘員狀態(tài)的感知，做出相關(guān)的判斷，并對每一個乘員提供專門服務(wù)，而形成的智能系統(tǒng)?？梢蕴峁┑姆?wù)包括：出行、與家人視頻、看電影、玩游戲、購物、卡拉OK、學(xué)習(xí)、工作會議、睡眠休息和醫(yī)療診斷等。

智能座艙的主要功能如下圖1。

3 智能座艙的發(fā)展歷程

根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心所發(fā)布的《智能座艙技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用案例解析》報告顯示，汽車智能座艙進(jìn)化分為三個階段：第一階段，機械儀表階段;第二階段，傳感器和數(shù)字儀表階段;第三階段，全面智能階段。

該報告也指出，當(dāng)前正是第二階段的普及期，也是第三階段的導(dǎo)入期。隨著智能座艙的不斷升級，智能駕駛的價值逐漸增加，智能座艙的核心競爭力也由中控平臺向智能駕駛轉(zhuǎn)移。

座艙的智能化革命歷程。

第一階段：以駕駛和控制為中心。僅包含機械儀表盤以及功放機頭的駕駛環(huán)境。在這一階段，汽車是一件沒有靈魂的“物”，總是被動的、機械的按照駕駛員的指令執(zhí)行相關(guān)操作，完成特定任務(wù)。

第二階段：汽車開始智能化，網(wǎng)聯(lián)化，更多的傳感器和芯片技術(shù)，使汽車的感知能力和信息化處理能力有了較大進(jìn)步。這一階段的汽車有了靈性。

第三階段：汽車全面智能化，人們期待這樣的汽車：集移動辦公，起居室，娛樂室，睡眠環(huán)境于一體的移動座艙。由此，真正的智能座艙孕育而生：全液晶儀表，車載信息娛樂系統(tǒng)IVI，ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng)，語音識別，手勢識別，AI、AR、HUD、氛圍燈、智能座椅等，駕駛越來越有樂趣。

在成熟的人工智能和5G技術(shù)加持下，汽車擁有了真正的“智能”，車內(nèi)乘客可以完全放心的將駕駛權(quán)限交給汽車，此時的汽車從駕駛?cè)藶橹行霓D(zhuǎn)變?yōu)橐猿丝蜑橹行摹?/p>

4 智能座艙的當(dāng)前內(nèi)涵

智能座艙是用戶體驗的載體，表現(xiàn)力和內(nèi)容更為豐富的大型全液晶儀表盤、全面觸控的中控設(shè)備、先進(jìn)的車載信息娛樂系統(tǒng)、ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng)、集成HUD或增強型現(xiàn)實系統(tǒng)、流媒體中央后視鏡、車聯(lián)網(wǎng)模塊、SRV環(huán)視等為駕駛員及乘客在座艙內(nèi)營造出全新的用戶體驗。

在智能座艙階段，汽車將成為萬物互聯(lián)的一個重要節(jié)點，成為智能服務(wù)的一個重要載體。

隨著電子技術(shù)、汽車技術(shù)的發(fā)展，智能車艙大致經(jīng)歷了：整體一盤散沙（總線連接），細(xì)分亮點產(chǎn)品（液晶儀表+HUD+中控屏+后座娛樂等），各產(chǎn)品的協(xié)同融合。

如今，互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、5G通訊技術(shù)的出現(xiàn)使汽車智能座艙發(fā)展如虎添翼，自動駕駛的實現(xiàn)釋放車內(nèi)空間 ，空間的變化不斷催生新的智能化需求，新的產(chǎn)品服務(wù)理念，生態(tài)的鏈接能力。智能座艙具有汽車的安全舒適屬性、互聯(lián)網(wǎng)的便捷高效屬性、人性化交互屬性。

5 智能座艙的核心技術(shù)

技術(shù)架構(gòu)：

芯片是智能座艙計算能力突破的關(guān)鍵。

芯片支持操作系統(tǒng)、ADAS等軟件的運行，未來智能座艙所代表的“中控 CID+液晶儀表+抬頭顯示儀+后座娛樂顯示屏”多屏融合體驗，都依賴于芯片計算能力的提升。

而在多屏交互背景下，智能座艙將由一顆主控芯片提供算力，“一個芯片、多屏交互”是智能座艙的未來趨勢。

從成本和安全性方面考慮，單一芯片方案也更有優(yōu)勢。單芯片處理器支持多屏操作，可以顯著降低系統(tǒng)復(fù)雜度，保障行車安全。從成本角度，單處理器的總成本也低于多處理器。

智能座艙域控制器芯片未來3-5年的玩家。

智能座艙芯片：高端以高通、英特爾、瑞薩為主，高通領(lǐng)先。

CPU性能對比：高通820A CPU性能與英特爾、瑞薩基本一致。

GPU性能：目前浮點性能上，高通相比于瑞薩、英特爾領(lǐng)先較多，比如820A的GPU性能為588GFLOPS，而英特爾為216GFLOPS，瑞薩為115.2GFLOPS。

中低端玩家：恩智浦（i.MX6/i.MX8）、德州儀器（Jacinto 6/ Jacinto 8）。

低端產(chǎn)品：意法半導(dǎo)體（A5/A6）。

正在進(jìn)入的還有華為、三星、聯(lián)發(fā)科。

車載操作系統(tǒng)：

QNX 、Linux 平分秋色，微軟逐漸淘汰。

操作系統(tǒng)，這是軟件運行的底層基礎(chǔ)，也是目前我國還未能攀越的技術(shù)高峰。PC時代是微軟、移動智能手機時代則為蘋果和谷歌。

汽車操作系統(tǒng)主要分為安全相關(guān)的車控操作系統(tǒng)和與用戶體驗相關(guān)的車載操作系統(tǒng)兩大部分。其中，車載操作系統(tǒng)應(yīng)用于導(dǎo)航、信息娛樂、藍(lán)牙語音等。

底層車載操作系統(tǒng)形成 QNX、Linux、Android 三大陣營，WinCE 即將退出市場。QNX、Linux是車載操作系統(tǒng)的鼻祖。QNX 具有安全性高等優(yōu)點，主要應(yīng)用于儀表，但其并非開源，因此存在開發(fā)難度大、成本高等問題。

與 QNX 相比，Linux 為免費的開源系統(tǒng)，具備定制開發(fā)靈活、成本較低等特點，主要應(yīng)用于信息娛樂系統(tǒng)。谷歌 Android 是基于 Linux 系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)而來，應(yīng)用生態(tài)優(yōu)于 QNX、Linux，并逐漸成為新的一級。

國內(nèi)企業(yè)也紛紛加入操作系統(tǒng)競爭市場，阿里基于 Linux 系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)出 AliOS，上汽榮威所搭載的斑馬智行系統(tǒng)即基于 AliOS打造。此外，鴻蒙系統(tǒng)（Harmony OS）同樣 基于 Linux 系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)。

企業(yè)開發(fā)自主車載系統(tǒng)方式主要分為三種：1.定制化操作系統(tǒng)，從系統(tǒng)內(nèi)核到應(yīng)用程序?qū)蛹夁M(jìn)行深度重構(gòu)，將硬件資源進(jìn)行整合優(yōu)化;2.ROM方式，基于需求定制汽車服務(wù)及以上層級，下層基于Android、Ali OS、Harmony OS等系統(tǒng)自有架構(gòu);3.超級APP方式，在應(yīng)用層調(diào)用系統(tǒng)已有接口實現(xiàn)相關(guān)功能，其余層級完全沿用已有系統(tǒng)架構(gòu)。

傳感器技術(shù)、攝像頭技術(shù)、語音識別技術(shù)、圖像識別技術(shù)、存儲技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、智能表面技術(shù)、軟件技術(shù)等也是智能座艙發(fā)展的基礎(chǔ)性技術(shù)。

6 智能座艙的未來發(fā)展趨勢

未來已來。

智能座艙的“終極”交互方案，是車對人的主動式交互。即結(jié)合車外環(huán)境、車內(nèi)視覺、語音識別、手勢識別、多維度傳感器、AR等多種感知手段，基于強大的計算能力，全面自主控制汽車硬件，將車輛打造成智能“管家”，全方位提升乘員極致體驗。

例如，AR導(dǎo)航與傳統(tǒng)導(dǎo)航相比，展示的細(xì)節(jié)更多（車輛、車道線和行人等），需要車外視覺感知結(jié)果的輸入;主動性交互則需要通過車內(nèi)攝像頭精準(zhǔn)判斷車內(nèi)所有生命物體，融合按鍵、語音等，基于場景來主動“察言觀色”。

汽車智能化的一個重要標(biāo)志是汽車交互更懂人，智能化與個性化將是提升用戶體驗的關(guān)鍵點。針對這一需求，整合分散的感知能力，催生獨立的感知層至關(guān)重要。

隨著汽車零部件的再制造的推進(jìn)，汽車將逐步進(jìn)入快消品品類，像手機一樣，1-2年將更換一次。

智能座艙場景的定義將是未來競爭的關(guān)鍵。在自動采集和用戶反饋等大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，及時完善和升級智能座艙的場景定義，加強智能座艙的造型設(shè)計開發(fā)能力，然后，快速部署在汽車上，提升用戶體驗，將會使公司在未來的競爭中領(lǐng)先半個身位。

在汽車智能化的變革中，無論主機廠、零部件企業(yè)還是科技公司等都在朝著這個方向不斷努力。智能座艙作為未來汽車核心價值高地，涉及到了方方面面的技術(shù)，不是一家企業(yè)所能通盤掌控的，產(chǎn)業(yè)上下游通力合作才能走向未來。

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