車載終端技術的現狀及發展

韓彬

（天津渤海職業技術學院）

傳統的車載終端模式單一，只有導航功能，且所有數據都來自于離線下載到本地的“地圖包”，車主只能看到相對固定的地圖數據，并且車主需要定期到4S店更新“地圖包”數據，耗費時間。因此，越來越多的車主都選擇在開車時打開智能手機使用地圖App來導航，而逐漸開始放棄傳統的車載導航[1]。車載終端系統若想重新贏得汽車用戶的關注，不再成為“雞肋”，則需要在“智能化”和“聯網化”2個方面下功夫做出創新。基于此，文章對傳統車載終端與新一代車載終端進行了對比分析，介紹了今后車載終端系統的研究方向。

1　傳統車載終端的現狀

十幾年前，對于經常出門的駕駛員來說，車載導航是一種技術水平高、非常實用且必備的工具，圖1示出車載導航顯示界面。然而，隨著智能手機在最近三四年里功能變得越來越強大，各種地圖導航類App也隨之逐漸普及。在今天4G網絡已經基本普及的情況下，智能手機導航在便捷性和功能上已經遠遠超過了傳統的車載導航。而車載導航之所以逐漸被大家放棄使用，歸根結底是由其本身的許多局限性所導致。

圖1　車載導航顯示界面

1.1　無法呈現實時路況

實時路況的重要性不僅僅體現在避開擁堵路段上，包括修路、封路和各種臨時的路況變化，都可以通過實時路況信息加以體現。而對于目前大部分的車載導航來說，所有的數據都來自于離線下載到本地的“地圖包”，而這樣的地圖包加載到本地與GPS信號結合，車主只能看到相對固定的地圖數據，而根本無法獲取任何路況的實時變化信息。圖2示出傳統車載終端升級方法顯示界面。因此，對于路況不熟悉或者在外地行駛的駕駛員，總會遇到被迫“擠進”擁堵路段或者一頭扎進死胡同的情況。而這個問題通過智能手機導航就可以輕松解決，智能手機本身具有能夠聯網的特性，可以隨時更新各種地圖App或者供應商的數據信息，不僅能夠非常直觀地顯示擁堵路段的實時信息，甚至連哪個地方發生交通肇事造成臨時擁堵、行駛緩慢這樣的突發狀況，都可以第一時間通知車主。因此在實時路況獲取方面，車載導航明顯不如智能手機。

圖2　傳統車載終端升級方法顯示界面

1.2　通信能力不足

車輛之間的通信對于導航來說，也起到了很重要的作用，它能夠警示駕駛員潛在的危險并預防事故的發生[2]。車載導航的信號來自于車內的GPS接收器，但是除了接收衛星定位信號之外，大部分汽車都沒有接收其他信號的能力。車載導航信號接收方式，如圖3所示。而智能手機則完全不同，GPS、Wi-Fi、蜂窩數據信號及各種傳感器等都可以為導航提供基本的信號來源保證。

1.3　計算速度慢

車載導航的另一個問題就是硬件配置的局限性導致了計算速度太慢。不僅是規劃路線或者選取道路的等待時間太長，而且有些老舊的車載導航甚至還會經常出現死機的情況。通常來說，大部分車載導航在操作響應速度、GPS信號接收和路徑規劃上存在速度偏慢的問題。而智能手機導航的硬件配置更新速度很快，并且基本上中端配置的智能手機就能夠在速度上超過車載導航的配置。因此相比之下，對于許多車主來說，智能手機使用起來更快速方便。

2　新一代車載終端系統的研究方向及技術

針對傳統車載終端系統的現狀，通過智能化芯片技術、車載Wi-Fi模塊技術、公共無線網絡智能交互技術的交叉與融合，構成了全新智能車載導航系統。該系統通過人機界面實現實時的地圖更新匹配、路徑規劃、路徑引導及其他信息服務等功能。圖4示出新一代車載終端功能圖。

圖4　新一代車載終端功能圖

新一代車載終端系統希望在載客運輸的基本職能的基礎上，給乘客帶來更多增值服務，要求能夠通過3G和Wi-Fi覆蓋的內部網或者因特網發布影視、廣告、宣傳片、管理條例及緊急預警等各類多媒體信息。

2.1　智能化芯片技術

智能化芯片技術就是將智能手機的特性整合進車載導航中。車載系統可以通過內置的網絡模塊像智能手機一樣進行升級，從而讓車載導航系統“智能手機化”。高精度芯片的優點體現在2個方面。

1）高精度定位芯片的車聯網終端能基于地基增強信號，快速鎖定車輛在任意時刻的位置；在高樓林立的居民小區、商業街或高架橋上，也能根據地基增強信號，配合車聯網設備中的其他傳感器，保障定位的精度。

2）米級范圍或優于米級的定位能力將推進導航地圖的精細化發展，地圖上的車道將有望精細到每條車道線；路況信息以及地圖導航服務中的線路規劃也將精準到車道級的精度。

隨著激光雷達、計算機視覺與人工智能技術的日趨成熟，高精度定位的能力也將通過云端與其他感知技術融合，高精度定位會成為未來自動駕駛的基礎技術。

2.2　無線網絡技術

2.2.1車載Wi-Fi模塊技術

在車載導航系統內植入一個WCDMA+Wi-Fi網關模塊，配置以太WAN端口，內置Wi-Fi功能。與聯通或移動等運營商合作，使用SIM卡購買互聯資費，車載設備與基站采用3G/4G通訊，通過運營商的3GNET接入點連接至網絡，再轉換成供乘客使用的Wi-Fi。此無線網絡信號既可以用于筆記本電腦、手機及PAD等，又可以用于導航系統地圖的實時更新、路線規劃指引及車輛定位等便捷服務。與公交車Wi-Fi不同的是，該無線網絡在功能上沒有限制，屬于私人訂制范疇，不但可以進行網頁瀏覽，使用微博、微信、地圖等日常應用，還可以進行高速下載或在線觀看視頻；無線網絡信號可覆蓋周邊50 m范圍，使用戶的汽車變成一臺移動的無線路由器。

2.2.2公共無線網絡智能交互技術

車載Wi-Fi技術雖然便捷實用，但有一點不足就是需要產生一定的費用。公共無線網絡的產生恰好解決了用戶最關心的資費問題。汽車生產企業與公共網絡運營商制定統一的無線網絡接入行業標準和細則，并開發相應的零部件模塊，集成到車載導航系統的智能化芯片中，通過人機交互界面的簡單操作，即可接入公共網絡資源，如住宅區、商場、車站、學校、超市、醫院、公園、景點以及高速公路等，使用戶在完全免費的基礎上，及時更新地圖和路況信息，甚至獲得周邊衣食住行等生活所必須的信息，從而真正實現用戶“足不出車”即可了解所需的一切。

3　新型車載終端應用實例

3.1　豐田“G-BOOK”車載終端

豐田公司宣稱已研發出一種在任何時間、任何地點更有條理、更有效率地連接人、汽車與社會的網絡資料系統“G-BOOK”。它將服務于個人計算機、數字助理及手機等平臺。“G-BOOK”是一種利用無線網絡技術取得廣泛的相關資訊的車載電子終端設備，將音樂、新聞、交通與天氣報告、股價和其他相關信息傳送到終端設備，主要提供包括話務員服務、G路徑檢索、信息提供、遠程診斷、緊急通報、道路救援、被盜通知及遠程維護在內的8個服務項目。圖5示出豐田“G-BOOK”車載終端系統顯示界面。

圖5 豐田“G-BOOK”車載終端系統顯示界面

3.2　福特SYNC系統

福特聯合微軟推出了第一代福特SYNC系統（英文全稱Synchronization，即同步），這是一款智能車載多媒體通訊娛樂系統。與傳統車載信息系統固定的模塊化設計不同，它采用了近乎全開放式的平臺為車主提供服務；與傳統的導航和服務系統不同，福特SYNC更像是具有娛樂性的人機交互平臺。SYNC重點強調了車輛與手機通訊器材的無線通信，其具有適用范圍廣、兼容性強、準入門檻低等突出優勢。在最新版本的SYNC上，福特增加了安全氣囊啟動檢測、緊急援助（撥打救援電話）、定制交通報告、實時交通信息、汽車導航以及定制各種信息服務等功能。

4　結論

“智能化”和“網絡化”的創新和應用是車載終端重新回歸市場的必由之路。通過將智能化芯片植入車載系統，增加了無線網絡數據交互功能并大幅度提升了計算速度；通過利用車載Wi-Fi或公眾網絡資源，解決了車輛實時數據更新的問題，使得汽車像手機一樣處于一個龐大的無線網絡數據環境中，能夠隨時隨地定位車輛和接收各種實用信息。

基于無線網絡技術的車載終端系統，打破了以往傳統車載導航模式的局限性，構建智能動態車載終端新模式，實現設備智能化，使其實用價值得到進一步提高，并且為系統的功能擴展提供了良好的基礎，這對汽車產業發展有著重要的意義。