智能座舱的前世今生和未来

王保东

摘 要：如今汽车已经进入了一个新的阶段，特别是智能化的赋能将会为汽车的发展注入新的活力。而这其中，智能座舱是非常重要的组成部分。文中，主要就对智能座舱的发展进行了探讨。

关键词：智能座舱;智能化;汽车

1 引言

随着汽车电动化、智能化、互联化和共享化新四化的发展和进化，汽车进入了一个新阶段。汽车作为一个商品，已经走过了机械阶段，电气化阶段，目前，刚好站在智能化阶段的门槛上张望，未来的汽车，或者称为智能出行工具，将会引领整个社会走入智能社会。在此翻天覆地的智能化变革中，智能座舱将会贯穿始终。

2 智能座舱的定义

何为智能？人与外界沟通的主要途径为六根：眼、耳、鼻、舌、身、意，外界可以给予人的反馈主要为六尘：色、声、香、味、触、法。智能即是识别读懂人的六根所需，正确的控制机器，从六尘方面及时的反馈给人，满足人的需求。如果使机器具有人的智能，则机器至少要具备三个要素：感觉要素，运动要素和思考要素。

何为智能座舱？在汽车内与人相关的空间里，实现智能化，包括对语音语义的识别和理解，对车辆周围及环境和乘员状态的感知，做出相关的判断，并对每一个乘员提供专门服务，而形成的智能系统。可以提供的服务包括：出行、与家人视频、看电影、玩游戏、购物、卡拉OK、学习、工作会议、睡眠休息和医疗诊断等。

智能座舱的主要功能如下图1。

3 智能座舱的发展历程

根据中国汽车技术研究中心所发布的《智能座舱技术发展及应用案例解析》报告显示，汽车智能座舱进化分为三个阶段：第一阶段，机械仪表阶段;第二阶段，传感器和数字仪表阶段;第三阶段，全面智能阶段。

该报告也指出，当前正是第二阶段的普及期，也是第三阶段的导入期。随着智能座舱的不断升级，智能驾驶的价值逐渐增加，智能座舱的核心竞争力也由中控平台向智能驾驶转移。

座舱的智能化革命历程。

第一阶段：以驾驶和控制为中心。仅包含机械仪表盘以及功放机头的驾驶环境。在这一阶段，汽车是一件没有灵魂的“物”，总是被动的、机械的按照驾驶员的指令执行相关操作，完成特定任务。

第二阶段：汽车开始智能化，网联化，更多的传感器和芯片技术，使汽车的感知能力和信息化处理能力有了较大进步。这一阶段的汽车有了灵性。

第三阶段：汽车全面智能化，人们期待这样的汽车：集移动办公，起居室，娱乐室，睡眠环境于一体的移动座舱。由此，真正的智能座舱孕育而生：全液晶仪表，车载信息娱乐系统IVI，ADAS高级驾驶辅助系统，语音识别，手势识别，AI、AR、HUD、氛围灯、智能座椅等，驾驶越来越有乐趣。

在成熟的人工智能和5G技術加持下，汽车拥有了真正的“智能”，车内乘客可以完全放心的将驾驶权限交给汽车，此时的汽车从驾驶人为中心转变为以乘客为中心。

4 智能座舱的当前内涵

智能座舱是用户体验的载体，表现力和内容更为丰富的大型全液晶仪表盘、全面触控的中控设备、先进的车载信息娱乐系统、ADAS高级驾驶辅助系统、集成HUD或增强型现实系统、流媒体中央后视镜、车联网模块、SRV环视等为驾驶员及乘客在座舱内营造出全新的用户体验。

在智能座舱阶段，汽车将成为万物互联的一个重要节点，成为智能服务的一个重要载体。

随着电子技术、汽车技术的发展，智能车舱大致经历了：整体一盘散沙（总线连接），细分亮点产品（液晶仪表+HUD+中控屏+后座娱乐等），各产品的协同融合。

如今，互联网、车联网、5G通讯技术的出现使汽车智能座舱发展如虎添翼，自动驾驶的实现释放车内空间 ，空间的变化不断催生新的智能化需求，新的产品服务理念，生态的链接能力。智能座舱具有汽车的安全舒适属性、互联网的便捷高效属性、人性化交互属性。

5 智能座舱的核心技术

技术架构：

芯片是智能座舱计算能力突破的关键。

芯片支持操作系统、ADAS等软件的运行，未来智能座舱所代表的“中控 CID+液晶仪表+抬头显示仪+后座娱乐显示屏”多屏融合体验，都依赖于芯片计算能力的提升。

而在多屏交互背景下，智能座舱将由一颗主控芯片提供算力，“一个芯片、多屏交互”是智能座舱的未来趋势。

从成本和安全性方面考虑，单一芯片方案也更有优势。单芯片处理器支持多屏操作，可以显著降低系统复杂度，保障行车安全。从成本角度，单处理器的总成本也低于多处理器。

智能座舱域控制器芯片未来3-5年的玩家。

智能座舱芯片：高端以高通、英特尔、瑞萨为主，高通领先。

CPU性能对比：高通820A CPU性能与英特尔、瑞萨基本一致。

GPU性能：目前浮点性能上，高通相比于瑞萨、英特尔领先较多，比如820A的GPU性能为588GFLOPS，而英特尔为216GFLOPS，瑞萨为115.2GFLOPS。

中低端玩家：恩智浦（i.MX6/i.MX8）、德州仪器（Jacinto 6/ Jacinto 8）。

低端产品：意法半导体（A5/A6）。

正在进入的还有华为、三星、联发科。

车载操作系统：

QNX 、Linux 平分秋色，微软逐渐淘汰。

操作系统，这是软件运行的底层基础，也是目前我国还未能攀越的技术高峰。PC时代是微软、移动智能手机时代则为苹果和谷歌。

汽车操作系统主要分为安全相关的车控操作系统和与用户体验相关的车载操作系统两大部分。其中，车载操作系统应用于导航、信息娱乐、蓝牙语音等。

底层车载操作系统形成 QNX、Linux、Android 三大阵营，WinCE 即将退出市场。QNX、Linux是车载操作系统的鼻祖。QNX 具有安全性高等优点，主要应用于仪表，但其并非开源，因此存在开发难度大、成本高等问题。

与 QNX 相比，Linux 为免费的开源系统，具备定制开发灵活、成本较低等特点，主要应用于信息娱乐系统。谷歌 Android 是基于 Linux 系统内核开发而来，应用生态优于 QNX、Linux，并逐渐成为新的一级。

国内企业也纷纷加入操作系统竞争市场，阿里基于 Linux 系统内核开发出 AliOS，上汽荣威所搭载的斑马智行系统即基于 AliOS打造。此外，鸿蒙系统（Harmony OS）同样 基于 Linux 系统内核开发。

企业开发自主车载系统方式主要分为三种：1.定制化操作系统，从系统内核到应用程序层级进行深度重构，将硬件资源进行整合优化;2.ROM方式，基于需求定制汽车服务及以上层级，下层基于Android、Ali OS、Harmony OS等系统自有架构;3.超级APP方式，在应用层调用系统已有接口实现相关功能，其余层级完全沿用已有系统架构。

传感器技术、摄像头技术、语音识别技术、图像识别技术、存储技术、大数据分析技术、智能表面技术、软件技术等也是智能座舱发展的基础性技术。

6 智能座舱的未来发展趋势

未来已来。

智能座舱的“终极”交互方案，是车对人的主动式交互。即结合车外环境、车内视觉、语音识别、手势识别、多维度传感器、AR等多种感知手段，基于强大的计算能力，全面自主控制汽车硬件，将车辆打造成智能“管家”，全方位提升乘员极致体验。

例如，AR导航与传统导航相比，展示的细节更多（车辆、车道线和行人等），需要车外视觉感知结果的输入;主动性交互则需要通过车内摄像头精准判断车内所有生命物体，融合按键、语音等，基于场景来主动“察言观色”。

汽车智能化的一个重要标志是汽车交互更懂人，智能化与个性化将是提升用户体验的关键点。针对这一需求，整合分散的感知能力，催生獨立的感知层至关重要。

随着汽车零部件的再制造的推进，汽车将逐步进入快消品品类，像手机一样，1-2年将更换一次。

智能座舱场景的定义将是未来竞争的关键。在自动采集和用户反馈等大数据的基础上，及时完善和升级智能座舱的场景定义，加强智能座舱的造型设计开发能力，然后，快速部署在汽车上，提升用户体验，将会使公司在未来的竞争中领先半个身位。

在汽车智能化的变革中，无论主机厂、零部件企业还是科技公司等都在朝着这个方向不断努力。智能座舱作为未来汽车核心价值高地，涉及到了方方面面的技术，不是一家企业所能通盘掌控的，产业上下游通力合作才能走向未来。

参考文献：

[1]张晓聪.汽车智能座舱发展现状及未来趋势[J].汽车纵横2019（8）：42-45.

[2]周满满.智能座舱技术对汽车产业链组织结构的影响[J].汽车与配件2020（3）：44-46.

[3]薛楠.新时代智能座舱面面观：更舒适，更懂你的人因工程[J].智能网联汽车，2019（5）：90-93.