智能座艙的前世今生和未來

王保東

摘 要：如今汽車已經進入了一個新的階段，特別是智能化的賦能將會為汽車的發展注入新的活力。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展進行了探討。

關鍵詞：智能座艙;智能化;汽車

1 引言

隨著汽車電動化、智能化、互聯化和共享化新四化的發展和進化，汽車進入了一個新階段。汽車作為一個商品，已經走過了機械階段，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？在汽車內與人相關的空間里，實現智能化，包括對語音語義的識別和理解，對車輛周圍及環境和乘員狀態的感知，做出相關的判斷，并對每一個乘員提供專門服務，而形成的智能系統。可以提供的服務包括：出行、與家人視頻、看電影、玩游戲、購物、卡拉OK、學習、工作會議、睡眠休息和醫療診斷等。

智能座艙的主要功能如下圖1。

3 智能座艙的發展歷程

根據中國汽車技術研究中心所發布的《智能座艙技術發展及應用案例解析》報告顯示，汽車智能座艙進化分為三個階段：第一階段，機械儀表階段;第二階段，傳感器和數字儀表階段;第三階段，全面智能階段。

該報告也指出，當前正是第二階段的普及期，也是第三階段的導入期。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行相關操作，完成特定任務。

第二階段：汽車開始智能化，網聯化，更多的傳感器和芯片技術，使汽車的感知能力和信息化處理能力有了較大進步。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IVI，ADAS高級駕駛輔助系統，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技術加持下，汽車擁有了真正的“智能”，車內乘客可以完全放心的將駕駛權限交給汽車，此時的汽車從駕駛人為中心轉變為以乘客為中心。

4 智能座艙的當前內涵

智能座艙是用戶體驗的載體，表現力和內容更為豐富的大型全液晶儀表盤、全面觸控的中控設備、先進的車載信息娛樂系統、ADAS高級駕駛輔助系統、集成HUD或增強型現實系統、流媒體中央后視鏡、車聯網模塊、SRV環視等為駕駛員及乘客在座艙內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的一個重要節點，成為智能服務的一個重要載體。

隨著電子技術、汽車技術的發展，智能車艙大致經歷了：整體一盤散沙（總線連接），細分亮點產品（液晶儀表+HUD+中控屏+后座娛樂等），各產品的協同融合。

如今，互聯網、車聯網、5G通訊技術的出現使汽車智能座艙發展如虎添翼，自動駕駛的實現釋放車內空間 ，空間的變化不斷催生新的智能化需求，新的產品服務理念，生態的鏈接能力。智能座艙具有汽車的安全舒適屬性、互聯網的便捷高效屬性、人性化交互屬性。

5 智能座艙的核心技術

技術架構：

芯片是智能座艙計算能力突破的關鍵。

芯片支持操作系統、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勢。單芯片處理器支持多屏操作，可以顯著降低系統復雜度，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）。

低端產品：意法半導體（A5/A6）。

正在進入的還有華為、三星、聯發科。

車載操作系統：

QNX 、Linux 平分秋色，微軟逐漸淘汰。

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

汽車操作系統主要分為安全相關的車控操作系統和與用戶體驗相關的車載操作系統兩大部分。其中，車載操作系統應用于導航、信息娛樂、藍牙語音等。

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

與 QNX 相比，Linux 為免費的開源系統，具備定制開發靈活、成本較低等特點，主要應用于信息娛樂系統。谷歌 Android 是基于 Linux 系統內核開發而來，應用生態優于 QNX、Linux，并逐漸成為新的一級。

國內企業也紛紛加入操作系統競爭市場，阿里基于 Linux 系統內核開發出 AliOS，上汽榮威所搭載的斑馬智行系統即基于 AliOS打造。此外，鴻蒙系統（Harmony OS）同樣 基于 Linux 系統內核開發。

企業開發自主車載系統方式主要分為三種：1.定制化操作系統，從系統內核到應用程序層級進行深度重構，將硬件資源進行整合優化;2.ROM方式，基于需求定制汽車服務及以上層級，下層基于Android、Ali OS、Harmony OS等系統自有架構;3.超級APP方式，在應用層調用系統已有接口實現相關功能，其余層級完全沿用已有系統架構。

傳感器技術、攝像頭技術、語音識別技術、圖像識別技術、存儲技術、大數據分析技術、智能表面技術、軟件技術等也是智能座艙發展的基礎性技術。

6 智能座艙的未來發展趨勢

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。即結合車外環境、車內視覺、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導航與傳統導航相比，展示的細節更多（車輛、車道線和行人等），需要車外視覺感知結果的輸入;主動性交互則需要通過車內攝像頭精準判斷車內所有生命物體，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重要。

隨著汽車零部件的再制造的推進，汽車將逐步進入快消品品類，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鍵。在自動采集和用戶反饋等大數據的基礎上，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計開發能力，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，不是一家企業所能通盤掌控的，產業上下游通力合作才能走向未來。

參考文獻：

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