车载终端技术的现状及发展

韩彬

（天津渤海职业技术学院）

传统的车载终端模式单一，只有导航功能，且所有数据都来自于离线下载到本地的“地图包”，车主只能看到相对固定的地图数据，并且车主需要定期到4S店更新“地图包”数据，耗费时间。因此，越来越多的车主都选择在开车时打开智能手机使用地图App来导航，而逐渐开始放弃传统的车载导航[1]。车载终端系统若想重新赢得汽车用户的关注，不再成为“鸡肋”，则需要在“智能化”和“联网化”2个方面下功夫做出创新。基于此，文章对传统车载终端与新一代车载终端进行了对比分析，介绍了今后车载终端系统的研究方向。

1　传统车载终端的现状

十几年前，对于经常出门的驾驶员来说，车载导航是一种技术水平高、非常实用且必备的工具，图1示出车载导航显示界面。然而，随着智能手机在最近三四年里功能变得越来越强大，各种地图导航类App也随之逐渐普及。在今天4G网络已经基本普及的情况下，智能手机导航在便捷性和功能上已经远远超过了传统的车载导航。而车载导航之所以逐渐被大家放弃使用，归根结底是由其本身的许多局限性所导致。

图1　车载导航显示界面

1.1　无法呈现实时路况

实时路况的重要性不仅仅体现在避开拥堵路段上，包括修路、封路和各种临时的路况变化，都可以通过实时路况信息加以体现。而对于目前大部分的车载导航来说，所有的数据都来自于离线下载到本地的“地图包”，而这样的地图包加载到本地与GPS信号结合，车主只能看到相对固定的地图数据，而根本无法获取任何路况的实时变化信息。图2示出传统车载终端升级方法显示界面。因此，对于路况不熟悉或者在外地行驶的驾驶员，总会遇到被迫“挤进”拥堵路段或者一头扎进死胡同的情况。而这个问题通过智能手机导航就可以轻松解决，智能手机本身具有能够联网的特性，可以随时更新各种地图App或者供应商的数据信息，不仅能够非常直观地显示拥堵路段的实时信息，甚至连哪个地方发生交通肇事造成临时拥堵、行驶缓慢这样的突发状况，都可以第一时间通知车主。因此在实时路况获取方面，车载导航明显不如智能手机。

图2　传统车载终端升级方法显示界面

1.2　通信能力不足

车辆之间的通信对于导航来说，也起到了很重要的作用，它能够警示驾驶员潜在的危险并预防事故的发生[2]。车载导航的信号来自于车内的GPS接收器，但是除了接收卫星定位信号之外，大部分汽车都没有接收其他信号的能力。车载导航信号接收方式，如图3所示。而智能手机则完全不同，GPS、Wi-Fi、蜂窝数据信号及各种传感器等都可以为导航提供基本的信号来源保证。

1.3　计算速度慢

车载导航的另一个问题就是硬件配置的局限性导致了计算速度太慢。不仅是规划路线或者选取道路的等待时间太长，而且有些老旧的车载导航甚至还会经常出现死机的情况。通常来说，大部分车载导航在操作响应速度、GPS信号接收和路径规划上存在速度偏慢的问题。而智能手机导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机就能够在速度上超过车载导航的配置。因此相比之下，对于许多车主来说，智能手机使用起来更快速方便。

2　新一代车载终端系统的研究方向及技术

针对传统车载终端系统的现状，通过智能化芯片技术、车载Wi-Fi模块技术、公共无线网络智能交互技术的交叉与融合，构成了全新智能车载导航系统。该系统通过人机界面实现实时的地图更新匹配、路径规划、路径引导及其他信息服务等功能。图4示出新一代车载终端功能图。

图4　新一代车载终端功能图

新一代车载终端系统希望在载客运输的基本职能的基础上，给乘客带来更多增值服务，要求能够通过3G和Wi-Fi覆盖的内部网或者因特网发布影视、广告、宣传片、管理条例及紧急预警等各类多媒体信息。

2.1　智能化芯片技术

智能化芯片技术就是将智能手机的特性整合进车载导航中。车载系统可以通过内置的网络模块像智能手机一样进行升级，从而让车载导航系统“智能手机化”。高精度芯片的优点体现在2个方面。

1）高精度定位芯片的车联网终端能基于地基增强信号，快速锁定车辆在任意时刻的位置；在高楼林立的居民小区、商业街或高架桥上，也能根据地基增强信号，配合车联网设备中的其他传感器，保障定位的精度。

2）米级范围或优于米级的定位能力将推进导航地图的精细化发展，地图上的车道将有望精细到每条车道线；路况信息以及地图导航服务中的线路规划也将精准到车道级的精度。

随着激光雷达、计算机视觉与人工智能技术的日趋成熟，高精度定位的能力也将通过云端与其他感知技术融合，高精度定位会成为未来自动驾驶的基础技术。

2.2　无线网络技术

2.2.1车载Wi-Fi模块技术

在车载导航系统内植入一个WCDMA+Wi-Fi网关模块，配置以太WAN端口，内置Wi-Fi功能。与联通或移动等运营商合作，使用SIM卡购买互联资费，车载设备与基站采用3G/4G通讯，通过运营商的3GNET接入点连接至网络，再转换成供乘客使用的Wi-Fi。此无线网络信号既可以用于笔记本电脑、手机及PAD等，又可以用于导航系统地图的实时更新、路线规划指引及车辆定位等便捷服务。与公交车Wi-Fi不同的是，该无线网络在功能上没有限制，属于私人订制范畴，不但可以进行网页浏览，使用微博、微信、地图等日常应用，还可以进行高速下载或在线观看视频；无线网络信号可覆盖周边50 m范围，使用户的汽车变成一台移动的无线路由器。

2.2.2公共无线网络智能交互技术

车载Wi-Fi技术虽然便捷实用，但有一点不足就是需要产生一定的费用。公共无线网络的产生恰好解决了用户最关心的资费问题。汽车生产企业与公共网络运营商制定统一的无线网络接入行业标准和细则，并开发相应的零部件模块，集成到车载导航系统的智能化芯片中，通过人机交互界面的简单操作，即可接入公共网络资源，如住宅区、商场、车站、学校、超市、医院、公园、景点以及高速公路等，使用户在完全免费的基础上，及时更新地图和路况信息，甚至获得周边衣食住行等生活所必须的信息，从而真正实现用户“足不出车”即可了解所需的一切。

3　新型车载终端应用实例

3.1　丰田“G-BOOK”车载终端

丰田公司宣称已研发出一种在任何时间、任何地点更有条理、更有效率地连接人、汽车与社会的网络资料系统“G-BOOK”。它将服务于个人计算机、数字助理及手机等平台。“G-BOOK”是一种利用无线网络技术取得广泛的相关资讯的车载电子终端设备，将音乐、新闻、交通与天气报告、股价和其他相关信息传送到终端设备，主要提供包括话务员服务、G路径检索、信息提供、远程诊断、紧急通报、道路救援、被盗通知及远程维护在内的8个服务项目。图5示出丰田“G-BOOK”车载终端系统显示界面。

图5 丰田“G-BOOK”车载终端系统显示界面

3.2　福特SYNC系统

福特联合微软推出了第一代福特SYNC系统（英文全称Synchronization，即同步），这是一款智能车载多媒体通讯娱乐系统。与传统车载信息系统固定的模块化设计不同，它采用了近乎全开放式的平台为车主提供服务；与传统的导航和服务系统不同，福特SYNC更像是具有娱乐性的人机交互平台。SYNC重点强调了车辆与手机通讯器材的无线通信，其具有适用范围广、兼容性强、准入门槛低等突出优势。在最新版本的SYNC上，福特增加了安全气囊启动检测、紧急援助（拨打救援电话）、定制交通报告、实时交通信息、汽车导航以及定制各种信息服务等功能。

4　结论

“智能化”和“网络化”的创新和应用是车载终端重新回归市场的必由之路。通过将智能化芯片植入车载系统，增加了无线网络数据交互功能并大幅度提升了计算速度；通过利用车载Wi-Fi或公众网络资源，解决了车辆实时数据更新的问题，使得汽车像手机一样处于一个庞大的无线网络数据环境中，能够随时随地定位车辆和接收各种实用信息。

基于无线网络技术的车载终端系统，打破了以往传统车载导航模式的局限性，构建智能动态车载终端新模式，实现设备智能化，使其实用价值得到进一步提高，并且为系统的功能扩展提供了良好的基础，这对汽车产业发展有着重要的意义。