解析——自动驾驶与智能座舱的关系,及智能座舱技术的难点
汽车从工具到伴侣的身份转变,不仅意味着汽车与用户之间的关系变化,更意味着汽车开有了与人交流的能力,也就是汽车的智能化程度达到了更高的级别,尤其是近年来,自动驾驶汽车的不断亮相,让人物对智能汽车充满了憧憬和期待,其实相比难度极高的自动驾驶技术,智能座舱技术不仅简单好实现,还能为用户带来真正的伴侣级服务。
目前就用户对汽车智能化的体验来说,智能座舱无疑是现阶段用户可以直接体验的智能服务,智能座舱也因其强大的商业落地能力、更强的可自定性,以及更直观的用户感受能力,已经成为了各大车企竞争的一大重点领域,因此智能座舱便成了各个车企的创新点和打造自家产品差异化的重要手段。
01 什么是智能座舱
从电子电器的架构来理解,智能座舱可以简单定义为娱乐域内的电子电器的软硬件集合,如汽车的传统内饰座椅、灯光,以及空调都属于车身域,而像NOMI这种的创新型产品将归为座舱产品中去。
智能座舱的发展已经经历了从电子座舱跨入驾驶助理的时代,驾驶员可以通过语音、手势、生物识别、多屏联动,以及智能交互等技术手段完成与车辆的交流互动,实现高级辅助驾驶技术与系统功能的提升。除此之外,汽车操作系统也从一个个机械按键转变成了屏幕点按式,操作屏幕除了可自定界面,还可以随意缩放大小,而驾驶室的简洁化也成了智能座舱的发展趋势。
智能座舱的交互分为驾驶员主动式交互、车辆建议式交互、车辆主动式交互3个阶段。第1阶段是驾驶员主动向车辆输入如开启收音机、开启空调等需信息,让车辆做出反馈,从而实现驾驶员需求;第2阶段是车辆根据驾驶员驾驶习惯或通过监测驾驶员驾驶状态,给出建议性动作,并由驾驶员根据车辆建议进行选择,从而让车辆提供最完善的驾驶辅助;第3阶段是车辆根据驾驶员驾驶习惯或通过监测驾驶员驾驶状态,主动提供驾驶辅助,从而实现驾驶员更好地驾驶车辆。现阶段的智能座舱正从第1阶段向第2阶段过渡。
智能座舱的产业链主要分为上游、中游、下游三个环节,其实从某种意义上来说,传统座舱产业链主要由整车厂商主导,传统Tier1级供应商向整车供应商直接提供座舱产品,主要原材料来自于更上游的Tier2级供应商。在智能座舱产业链中,上游零部件厂商往往寻求向下延展,下游整车厂商需求往往向上延展,纷纷寻求解决路径,也就是卡位Tier 0.5座舱解决方案集成供应商的位置。
属于主导位置的整车厂拥有着完整且成熟的汽车研发、生产、供应链这一套体系,但是在软件开发能力上却严重不足,而且也没有互联网公司的应用生态;其次就是在软件开发方面拥有巨大优势的互联网公司,他们不仅拥有完整的应用生态,还有着极强的底层系统开发能力,但在与整车厂的合作和对硬件集成开发经验不足;最后就是传统的Tier 1级供应商,他们拥有互联网公司和整车厂所没有的系统定制能力。
02 智能座舱的技术难点
智能座舱的技术难点就在于,如何使驾驶员和汽车之间的交互更加流畅且准确,简单来说,就是如何使你的汽车更加懂你!
首先就拿语音交互来说,这驾驶员下达语音指令的过程中,将不可避免的遭遇到噪音、回声,以及识别不清等状况,因此仅依靠单纯的语音交互,座舱做到极致,也不过是一个指哪打哪的机器,距离智能座舱还相距甚远,而只有通过手势、眼神、表情甚至是情绪等一系列全面的交互形式与语音交互互补,才能达到“智能”这个目标。
比如,将语音跟唇动判断技术融合,在车内噪音大、系统没办法完全听清指令的时候,也能通过读取用户唇语,准确接受任务。其实长安UNI-T就搭载了这种多模语音交互方案,使用了地平线的 Horizon Halo 车载智能交互方案,通过结合语音、唇动等多模态 AI 技术,准确判断声音指令的来源位置,避免误唤醒,遇到打电话时座舱还能自动降低音乐的音量。
而想要做的这些,就得保证车内的感知系统足够精准且流程,在 2021 年的上海车展上,小鹏 P5、极氪 001、智己 L7、阿尔法 S 等新发布的车型中,座舱内都搭载了不只一个摄像头,这些摄像头主要用于人脸识别 FACE-ID 和驾驶员疲劳监测。
除了车内摄像头的增加,车内麦克风的数量也增加了很多,据统计,从 2020 年到 2021 年,短短一年时间里,平均每台新车多装了 0.5 个麦克风,其实座舱内摄像头和麦克风的增加不仅体现在数量上,位置和功能也在变化。如果说传统的座舱是以驾驶员为中心,那智能座舱正在逐渐转变成以座舱内全员为中心,座舱内监控系统从 DMS(驾驶员监控系统)向 IMS(座舱内全员监控系统)发展。
随着车内感知系统和交互模式的升级,对车规级芯片的需求也达到了一个顶峰,在上海车展上,华为推出了一芯拖五屏、算力 3.5 TOPS 的麒麟 990A 智能座舱芯片;地平线的征程 2 芯片,4TOPS AI 算力,已经使用在长安 UNI 系列的两款车型上。根据地平线透露,目前已经完成流片的征程 5,更是将车内人机交互与自动驾驶融合在一起,将智驾和智舱的功能在同一个车载中央计算平台上完成。
事实上,从 2021 年到 2024 年,仅仅在感知层面上,NPU 算力的需求就会每年增加一倍,而 CPU 算力需求将会翻 6 倍。尤其在全球“缺芯”的大环境下,芯片更成了智能汽车的重中之重。
03 智能座舱与自动驾驶的关系
关于自动驾驶和智能座舱这两者的关系,一直是业内的争论话题,其实汽车的自动驾驶程度越高,智能座舱所能发挥的空间也就越大,而且只要驾驶员还需要全神贯注、手握方向盘、目视前方地开车,那智能座舱所能发挥出的能力就会受到限制,因此自动驾驶是智能座舱的基础前提,也是自动驾驶汽车的核心。
所以智能座舱想要迎来真正颠覆式的发展,实现汽车变成智能移动空间的愿景,大前提是自动驾驶已经到了很高的程度,而表征则是乘坐舒适性与家媲美、人机交互体验与消费电子相当、万物互联打通所有智能终端。
这也是很多车企,坚持自动驾驶全栈自研,而智能座舱往往会以构建汽车开发者生态的模式的原因。
04 智能座舱的未来
其实,自从智能汽车这个概念出现以后,所有人对智能汽车的一切都充满了憧憬,不过根据目前的发展趋势,我们可以大胆预测一下,未来在汽车交互方面,汽车可能会变得更加主动,而不是让驾驶员主动去下达指令,比如让语音与视觉、声学等感知融合,当用户看着车窗时说「大一点」,车窗就能开大一点;当眼睛盯着空调时说同样的话,指令就变成空调开大一点;当你情绪悲伤的时候,说「播放音乐」,座舱会帮你播放一首舒缓的音乐来抚慰你的情绪……
其次从操作系统来看,汽车从最初的按键、到触摸屏、再到语音、最后到手势交互,那么未来的操作模式必然将更加智能和简洁,座舱的智能化交互将会带给我们机器人时代全新的智能化交互,车将会是主动,个性,有情商的机器人。
文章来源:
1.《自动驾驶智能座舱的执念》-与非网(智驾最前沿)
2.《智能座舱,一个被大众忽略的千亿级市场》-36Kr(新眸)
3.《2030 年,智能座舱是什么样子?—— 《智能座舱市场与技术发展趋势研究白皮书》独家解读》-极客汽车(米其林)
4.《自动驾驶和智能座舱,到底谁更重要?》-童济仁汽车评论
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