車載信息娛樂系統發展及趨勢研究

【摘" 要】車載信息娛樂系統廣泛應用在當前的汽車產品上，各個品牌的汽車也不斷地進行系統升級，有效地進行現狀分析和趨勢研究對于該領域發展起著至關重要的作用。文章通過對國內車載信息娛樂系統的發展歷程分析，從系統功能、系統框架、關鍵技術3個方面進行現狀描述，提出生態開放化、功能場景化、設計模塊化的車載信息娛樂系統的整體發展趨勢，為后續車載信息娛樂系統的業務發展提供指導方向。

【關鍵詞】車載信息娛樂系統;智能座艙;車載應用生態軟件

中圖分類號：U463.6" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）06-0039-03

Research on the Development and Trends of In-Vehicle Infotainment

SUN Deqiang，ZHANG Junyi，SHI Ruihao

（Automobile Engineering Institute，Guangzhou Automobile Group Co.，Ltd.，Guangzhou 511434，China）

【Abstract】Vehicle information and entertainment system is widely used in the current automotive products，and various brands of cars have also undergone system upgrades. Effective analysis of the current situation and trend research play a crucial role in the development of this field. This article analyzes the development process of domestic in car information and entertainment systems，describe the current situation from three aspects：system functionality，system framework，and key technologies. The overall development trend of ecological openness，functional scenario，and modular design for in car information and entertainment systems is proposed. This article provides guidance for the business development of In-Vehicle Infotainment by summarizing the past，analyzing the current situation，and researching trends.

【Key words】IVI system;intelligent cockpit;car application ecosystem software

車載信息娛樂系統IVI（In-Vehicle Infotainment）是采用車載專用娛樂主機控制器，基于整車通信服務和互聯網通信服務，整合車輛周邊智能化零件以及互聯網第三方生態應用、信息和娛樂服務的綜合系統。IVI能夠實現包括導航、電話、音樂、電臺、卡拉OK、游戲、社交、智能語音、車輛控制、移動辦公、智能設備、多屏聯動、OTA升級和TSP服務等一系列的用車服務，極大地提升了車輛數字化、網聯化和智能化水平。本文整理國內近十幾年關于汽車信息娛樂系統搭載功能情況的研究發展報告，梳理汽車座艙信息娛樂系統關聯功能的基本框架及關鍵技術，對后續信息娛樂系統發展脈絡進行展望。

1" 發展歷程

自汽車誕生以來，信息及娛樂就一直伴隨著技術的進步和汽車融合得愈加密切。新技術的誕生，直接影響著汽車信息娛樂系統的劃時代發展。根據技術斷代，可以把汽車信息娛樂系統劃分為4個主要階段，如：音頻娛樂階段、3G車聯網階段、4G車聯網階段和智能座艙階段。

1）音視頻娛樂階段。在2008年以前，網絡不發達，汽車主要以離線服務為主，更多的是基于音響系統、儀表系統、藍牙及USB系統發展起來的音頻娛樂、導航、行車安全信息等。進入21世紀，電子化的發展，使得汽車和行車信息、娛樂服務的融合程度越來越高，電子屏幕、導航、DVD、MP5、藍牙、USB和多媒體視頻等陸續上車[1-2]。該階段的發展中，車輛作為出行工具，信息娛樂系統主要提供基本行車信息和聽覺視覺服務類內容。

2）3G車聯網階段。2009年，3G網絡推出，汽車安防結合網絡提供了早期的TSP（Telematics Service Provider，內容服務提供者）服務，進行了車輛安全、遠程診斷、緊急救援等業務的開拓。車聯網進入中國，安吉星結合電信3G網絡推出了國內第1代汽車TSP，揭開了國內車聯網序幕，形成了信息娛樂系統的智能化雛形，這個階段的車聯網主要集中在汽車安防領域[3]。雖然3G網絡已經上車，但是在消費端智能手機尚未普及，大多數人還處在一個月30M流量的2G時代，汽車上的互聯網生態內容并不豐富。當時國內汽車信息娛樂系統多數車載導航還是離線數據，這一時期的車聯網的網絡搭載率還不高，只能做到GPS定位導航以及相關車輛零部件系統的告警信息，并基于此提供主動介入的道路救援服務。

3）4G車聯網階段。2014年，4G網絡進入消費市場，中國移動互聯網飛速發展，汽車信息娛樂系統也開始了“互聯網+”的嘗試。4G網絡時代網絡傳輸速度快、視頻數據表現性好、互聯網生態應用內容豐富，車聯網浪潮高速發展。在這一階段，車聯網主要圍繞車載信息服務、音視頻及互動娛樂、智能駕駛3方面展開。移動互聯網的發展，使得云服務應用愈加廣泛，以“云”為中心的車輛應用與服務得到了充分的發展;基于OTA（Over the Air，空中更新）技術的系統自動更新服務;推出車內支付系統、個性化車聯網保險服務等。觸摸屏幕、智能語音等新技術的出現使得在車輛上使用信息娛樂系統更加方便，移動互聯網開始發展，車輛在互聯網生態內容方面也逐步進行融合。在這一階段發展中，4G網絡的加持，移動互聯網生態內容及服務的整合，出現了互聯網生態服務、在線音樂、在線電臺、在線視頻、小游戲等應用服務[4-5]。值得一提的是，信息娛樂系統的發展方向，在這個階段發生了明顯的分化，2014年蘋果推出了Carplay投影模式，谷歌推出了Android Auto投影模式，隨后的幾年，移動互聯網企業陸續研發并發布了Carlife、Yealink、WeLink、Hicar等，但是該分支方向一直未作為主流產品路徑被各方發展。

4）智能座艙階段。2020年，隨著智能語音、人臉識別、云平臺、大數據技術的不斷成熟，汽車信息娛樂系統表現出了百花齊放的局面，信息娛樂系統和整體座艙融為一體，逐步展示出汽車大腦中樞的作用。汽車行業智能座艙發展的時代到來，國務院、工信部和交通部等相關部委正式出臺了一系列政策，來推動智能座艙產業的發展。這個階段，以主機為車端的中心處理單元，觸摸屏幕、儀表及HUD等人機交互界面，以TSP作為強大的中樞系統的整體框架，汽車智能座艙整體架構雛形已完成建設。隨著人工智能、機器學習、大模型等技術的不斷成熟，車內的人機交互體驗更加流暢、無縫、便捷。隨著互聯網生態逐步在用車場景的滲透，使得車內的功能場景更加豐富多元。在不遠的將來，汽車信息娛樂系統將成為一個真正意義上的智能化座艙。

2" 現狀分析

汽車信息娛樂系統除了滿足信息系統服務和娛樂系統服務外，結合大數據、物聯網、人工智能等技術，發展出了包含智能語音、智能設備、智能場景、大模型、多屏互聯和智能交通等功能及服務。在系統框架方面，信息娛樂系統需要集成及鏈接域控制器、顯示屏幕、喇叭、功放、云平臺、第三方生態、智駕系統、動力系統等多個系統和零部件，來實現豐富的系統功能，相關系統之間采用不同的通信方式進行信息傳輸。

2.1" 系統功能

信息娛樂系統通過軟硬件的集成，可以實現包括信息系統、娛樂系統、智能系統等相關的功能。其中信息系統主要面向對象為駕駛員，提供包括基本行車信息、行車安全、用車服務、電話、導航遠程控制等服務。娛樂系統的設計更多面向駕駛員和乘客，基于智能語音的便捷交互方式，提供音視頻娛樂服務、互動類娛樂服務以及新興起的游戲座艙及療愈座艙服務等[6]。智能系統是基于技術的發展對信息娛樂系統的擴展，區別于傳統的信息娛樂系統所提供的服務類型，更加智能的語音系統、更多的智能連接設備、智能化的場景編排服務、基于大模型下的服務應用、多終端的無縫連接，以及融入到整個智能交通系統中。信息娛樂系統功能如圖1所示。

2.2" 系統框架

信息娛樂系統是一個系統集成的整體，域控制器作為中樞進行周邊零部件的集成以及整合，包含TSP、第三方互聯網生態服務等。在零部件方面，通過整車的通信服務及物理線束，連接屏幕、儀表、HUD、揚聲器、攝像頭和麥克風等零件，以及與智能駕駛系統、動力控制系統等相關系統進行聯動。在生態服務方面，通過T-BOX（Telematics BOX，車聯網智能終端）連接互聯網與第三方服務提供商進行連接，包含TSP、智能語音、地圖、音樂、電臺、視頻、游戲、社交和出行服務等第三方應用。信息娛樂系統框架如圖2所示。

2.3" 關鍵技術

1）娛樂主機。信息娛樂系統主機是整個車載信息娛樂系統的核心模塊之一，主要包含主機硬件和主機軟件兩部分。主機硬件部分，其關鍵元器件包括主SOC（System on Chip，片上系統）、RAM、DDR存儲器、MCU、DSP、GPS、電源管理、Audio、AM/FM、LVDS、藍牙模塊、CAN、Ethernet和USB等關鍵元器件。隨著整體系統的集成度越來越高，搭載的功能越來越豐富，主SOC的CPU的算力也越來越高，并且隨著智能化的發展，NPU的能力也越來越受到關注。主機軟件部分，主要是以安卓為主的操作系統以及其所搭載的第三方生態應用，還有一些廠商會選擇Hypervisor的虛擬技術，在原操作系統上虛擬出QNX系統和Android系統兩部分，分別用于支持儀表和信息娛樂系統。

2）多屏顯示。顯示屏已經成為了智能座艙的核心信息窗口，除了常規的中控顯示屏和儀表屏幕之外，現在很多智能網聯汽車都配備了多屏設計，包括儀表屏+中控顯示屏+HUD+吸頂屏+后排娛樂屏+副駕屏+車輛控制屏等。一機多屏配置采用了不同類別信息呈現的設計，儀表屏和HUD以及車輛控制屏主要面向對象為駕駛員，方便為主駕位提供導航、電話、倒車影像、行車輔助等信息;中控顯示屏+后排娛樂屏更多面向乘客提供娛樂服務等功能。這種布置，即滿足了不同駕乘人員的需求，也極大地展現了汽車的科技品質[7]。多屏設計的不斷推廣，乘客對于屏幕之間的交互要求也不斷提高，如需要在設計時考慮開關機和導航的多屏聯動場景，以及不同乘客位置的顯示屏之間實時切換，音樂、視頻、游戲等娛樂信息在多屏之間的分享聯動等。

3）人工智能。隨著人工智能的發展，深度學習領域的大模型技術呈現出爆炸性增長，各個領域都在加強與大模型的融合。在車載信息娛樂系統方面，大模型具有天然的應用場景，自然語言處理、語音識別、計算機視覺等應用場景，都有助于在智能語音、智能助手、駕駛員監測等領域的發展。智能座艙領域是車聯網大模型最大的交互應用場景，一輛汽車有上百個傳感器，移動端的生態應用也在不斷地向車端遷移，車聯網大模型將會逐步發展成為連接人、車、路、環境和第三方生態服務平臺的決策中樞，跨模態生成更加貼合智能座艙場景下用戶需求的推薦服務。

4）生態集成。信息娛樂系統除了為駕乘人員提供必要的行車信息外，和移動互聯網的邊界也在逐漸模糊，更多的第三方生態在不斷地加入到車載終端上。在生態應用拓展方面，目前存在3條主要路徑來實現，分別是：手機互聯網投屏、定制化生態應用以及開放市場。

3" 趨勢研究

車載信息娛樂系統逐漸和座艙融為一體，成為了駕駛過程甚至是休閑娛樂的重要部分，開放的生態服務內容、場景化的功能組合、模塊化的零件搭配逐漸成為后續車載信息娛樂系統的核心。

1）生態開放化。車載信息娛樂系統，在經歷了定制應用的高成本過程后，當前這種通過Carplay/Carlife/Hicar等手機互聯的方式打通手機和車機端的功能已經不能滿足用戶需求。從操作系統層級，徹底地打通手機端和車機端的應用，具備更先進的兼容性的方向則成為了必然趨勢。通過底層設計的升級，未來的手機端APP則能夠以更低成本的方式移植到車機端的操作系統，第三方APP則會具備更加開放的搭載空間。

2）功能場景化。基于場景化的功能是未來車載信息娛樂系統發展的核心，將不同感知信息、音頻和視頻及智能語音功能進行有效整合是重要趨勢。在傳統的信息娛樂系統開發理念上，汽車所有的應用服務功能是獨立的APP應用，每個應用承載著不同的任務。但是，在人工智能、大數據、云服務等技術支持下，技術層逐步中臺化，所有服務進行模塊化，結合聲音、燈光、體感、溫度、香氛等要素的聯動，結合不同的用車場景進行個性化的服務推薦和呈現，進而打造更加獨特的主題式座艙。傳統的座艙功能更像是對用戶用車體驗的輔助，但是音樂座艙、影院座艙、游戲座艙、療愈座艙[6]等理念和技術的應用，使得信息娛樂系統在場景化服務方面存在無限的發展空間。

3）設計模塊化。模塊化設計是一種底層架構層面的產品設計思路，汽車領域整體上正在加快模塊化的設計理念，包含車身架構、動力領域、底盤領域、多媒體座艙在內的各個模塊，各個模塊做好解耦，又可以進行不同選型的兼容，以滿足整體產品的差異化特性。在信息娛樂系統領域也是一樣，基于信息娛樂系統域控制器為基礎，逐漸形成軟硬分離的架構模式、周邊零件模塊化、服務及內容接入模塊化的形態。在座艙內部零部件領域，形成包括屏幕、儀表、HUD、揚聲器、攝像頭和T-BOX等零件的模塊化方案;在座艙的服務及內容方面，基于TSP云平臺，打造一套可以兼容第三方內容和服務的標準體系，包括語音、地圖、音樂、出行服務、視頻、游戲和社交等。

4" 結束語

汽車領域和互聯網、物聯網、大數據的融合，催促車載信息娛樂系統不斷升級，推動了概念、設計、研發、制造、運營全過程的革新。經歷了音頻娛樂階段、3G車聯網階段、4G車聯網階段、智能座艙階段等，隨著智能語音、5G網絡、大模型等技術的應用，會不斷地呈現出更加立體豐富的個性化內容。車載信息娛樂系統領域會從封閉的生態研發向開放化合作轉變;車載功能的設計也將從單一的APP提供向場景化的聯動服務模式轉變;相關零部件也將會趨于模塊化的設計以滿足更大規模的研發生產。

參考文獻：

[1] 張翔. 汽車信息娛樂系統的發展趨勢[J]. 汽車電器，2012（7）：5-8.

[2] 彭岳華，朱德康，方楠. 汽車信息娛樂系統的發展綜述[J]. 汽車電器，2021（6）：1-3.

[3] 李海峰. 車聯網重新定義“汽車DNA”[J]. 科技創業家，2011（1）：66-69.

[4] 張妍，龐有俊，王鐳. 車載信息娛樂系統用戶體驗與偏好研究[J]. 時代汽車，2020（20）：179-180.

[5] 李翌. 我國車載信息娛樂系統的發展趨勢以及在商用車領域的應用[J]. 汽車零部件，2010（9）：64-68，72.

[6] 康雅馨，茍銳. 療愈視角下的車載信息娛樂系統設計研究[J]. 設計，2023，36（9）：38-42.

[7] 王慧，蔡曉勇，張澤瑩，等. 汽車智能座艙多屏互動方案[J]. 汽車電器，2023（4）：6-7.

（編輯" 楊凱麟）

收稿日期：2024-02-26