5G通信时代汽车智能座舱发展趋势

2022-11-04 09:55郑红丽丁冠源回姝黄嘉桐
汽车文摘 2022年5期
关键词:主机厂座舱软件

郑红丽 丁冠源 回姝 黄嘉桐

(1.中国第一汽车股份有限公司智能网联开发院,长春130013;2.汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室,长春130013)

主题词:5G 汽车座舱 智能座舱

1 前言

5G作为当下较为先进的移动通信技术,相比上一代移动通信技术,其在传输速率、延迟率、连接容量、功耗表现等方面具有大幅度优势。目前我国5G技术发展领先世界,从5G建设方面来看,国内连接数量超过3.65亿户,5G基站总数已有96万个,已经覆盖全国地级以上城市;对于汽车行业而言,使用5G传输方式能够传递更多的交互数据、同步性高的传输需求,车联网C-V2X技术使车辆实时与周边环境交换信息。如今,汽车向着电动化、智能化、网联化、共享化发展已经成为大家关注的焦点,汽车座舱作为人与车的直接交互窗口,其形态功能也在不断升级进步,以往的机械按钮式的以驾驶操纵为核心的汽车座舱,现在变得越来越有温度。汽车智能座舱的设计或许成为未来汽车发展和创新的关键因素,也是打造差异化、吸引用户的重要因素。

2 汽车座舱的发展历史及智能座舱简介

2.1 汽车座舱的发展历史

首先,汽车的历史可以追溯到1885年,第一台汽车于1895年在德国诞生,自此汽车座舱随着汽车的进步发展不断升级改进。根据座舱的操作性和功能性可以将汽车座舱的发展历史划分为3个阶段:机械时期、电子时期和智能时期。

(1)机械时期。机械时期的汽车座舱主要有机械仪表和媒体播放设备组成。仪表是座舱最核心的器件,能够反应车辆的运行状态和基本信息,包括行驶车速、发动机转速、水温、燃油等。媒体播放设备主要依靠收音机以及卡带式播放器。仪表及媒体设备的控制多以按键或按钮的方式操作,功能需求十分简单。

(2)电子时期。此时期,座舱内增加了许多电子控制器件,例如电动升降车窗、氛围灯、电子车锁、空调等;传统机械式仪表被液晶仪表代替,显示内容更加丰富美观,中控增加了导航功能;媒体设备升级,可以与手机交互,座舱内的功能更加丰富用。

(3)智能时期。目前我们已经进入初步智能时期,座舱的中控液晶屏尺寸更大,传统仪表几乎淘汰。触控屏幕交互已经十分成熟,媒体设备可以连接互联网、车载WIFI网络、手机无线充电都在座舱得以应用。在座舱架构上,中控与仪表的一体化设计开始出现。冲破了硬件束缚,一个芯片就可以控制多个屏幕,或许在不远的未来,一块控制芯片即可控制整个座舱的智能设备。

2.2 智能座舱的概念

在汽车领域,智能座舱的定义有2种解释。其一,基于用户体验将智能座舱定义为智能服务系统,从用户的需求及体验考虑,座舱能够分析用户需求,结合大数据与用户偏好,通过显示屏、音响、座椅、氛围灯等交互载体满足用户需求,使用户获得舒适的驾驶体验和交互体验。其二,基于行驶环境将智能座舱定义为智能移动空间,座舱能够感知车外环境,通过分析环境以及其他周边车辆,结合驾驶员判断,实现人与车、车与路的交互。当前我们的汽车座舱技术发展水平介于电子时期可智能时期之间,在部分高端车型上已经实现初步智能座舱,伴随5G技术的应用与推广,“5G智能感知座舱”在行业内已经被广泛认可,未来汽车的智能座舱值得我们关注和思考。

3 汽车座舱的软硬件技术发展

3.1 软硬分开,整体协同

当前车企在汽车智能座舱的开发设计上有自主开发和同步开发2种模式。自主开发指即主机厂依靠自身研发能力,整车的硬件和软件都是自主设计。同步开发指主机厂负责车舱硬件或软件,另一部分交由供应商开发。当前随着网络生态需求的扩张以及车舱硬件平台的不断更新,以及仅仅依靠主机厂越来越难实现更复杂的设计需求。部分主机厂采取外部供应商合作的方式进行产品开发,主机厂主要负责系统框架搭建、定义功能需求、以及验收测试等工作,其他硬件设计有外部供应商进行,这种开发方式可以分担主机厂压力,让主机厂专注做车身硬件,能够提高产品力,但也存在弊端,当需求临时改变时,需要与供应商协调,这导致生产过程不够敏捷。随着软件定义汽车的趋势的发展,车舱软件需求更新速度不断加快,但由于主机厂与供应商之间的商业流程限制,使得调整更新速度响应慢,这种弊端越来越明显。

随着车联网技术的不断发展,大多数主机厂为取得主动权,避免以上开发方式的弊端,逐渐开始采用软硬分离的开发方式。软硬分离即将硬件电路设计和软件设计分开,硬件电路由供应商提供并给出组装方案,软件设计由主机厂负责,主机厂根据用户需求和自身研发能力在软件系统上实现创新。与整体式的自主开发相比,软硬分离的开发模式能够大幅降低企业的研发成本,为企业在自身特色方面进行创新提供了资源和空间;与同步开发模式相比,这种模式能够将主动权把握在自己手中,从而灵活应对市场和用户需求。当前,许多车企不断加入这种智能座舱开发模式,“软硬分开,整体协同”是汽车智能座舱的发展趋势。

3.2 不断创新,寻求特色

传统主机厂在智能化的竞争环境下,生产的产品同质化现象严重,大多数车型没有自身的软件特色,主机厂在智能化技术上还没有很深积淀,无法创造绝对的技术优势。未来汽车座舱一定形成特色的车内软件生态,消费者更关注座舱体验,因此这要求各车企打破现有产品的局限,不断创新,寻求特色,开发车载互联网应用平台,形成自己特色的软件生态。当前,消费者对座舱智能化的需求不断增多,座舱软件除了基本的驾驶功能外还可以与用户手机协同,构件电子产品的物联网系统。其次,车主是一个庞大的用户群体,车企可以在用户授权的情况下收集用户数据,通过大数据分析用户偏好,做出有个性化的座舱供用户选择,或者提供对应的软件升级服务。

4 汽车智能座舱的功能应用

4.1 交互方式更加丰富

当前阶段触屏技术和语音交互技术的发展已经成熟,识别率和反应速度都很快,但在汽车座舱的应用还不成熟,未来将不断优化现有功能。现阶段,也有一些厂商已经将焦点对准到了一些生物识别技术上,如手势识别和指纹识别等,例如,荣威RX5MAX配备了Sky eye天眼系统,可以通过摄像头捕捉用户的面部信息,进行汽车解锁。虽然面部识别还没有语音交互技术的应用成熟,但不可否认的是这一创新为未来智能座舱的发展提供了参考。

4.2 更高的数字化水平

随着5G移动通信技术的应用,汽车将在物联网的基础下实现数字化、在线化,就像当前的手机一样,可以实现各种功能,比如在线支付、多设备同步、3D实景模拟、个性地图、车载影院等多种丰富的数字化功能及娱乐方式。汽车升级也不需要更复杂的操作,在5G的传输速度下,可以远程在线升级,将大大缩短当前整车OTA升级的时间。目前,许多车企向数字化转型,比如大众集团专门成立了软件部门,创建软件系统、算法,并推出与之相关的服务,用以打造强大的用户体验。5G的到来将加速汽车研发模式的转型升级,主机厂逐渐从传统的专注硬件工程的产品研发体系,转变为软硬件结合的数字化服务体系,消费者也更加注重车辆的软件体验。

4.3 导航功能不断优化

当前,导航功能还存在许多问题,许多道路状况未能及时在地图更新,可能导致部分道路与导航不相符合,例如堵车、积水等路况在地图上的反应还不够精确,实时性差。在5G的情景下,这些问题都将解决,根据车外摄像头和定位功能对车行走状态进行判断,并实时更新到地图上避免导航失误。目前,一些车企已经将AR实景导航应用到产品上,比如红旗EHS9实景导航可以将出行路线与显示环境完美融合,提供全场景的充足视野,在安全驾驶的同时,体验“科技改变生活”的快感。

在智能汽车时代,车辆能够感知周围服务场景,除了基本的导航定位外,还可以根据大数据分析以及对用户的位置信息的判断,主动推荐出行服务,比如电影、周边游玩场所等等。旅游、社交类服务功能将不断拓展,例如火车票或机票推荐购买,酒店住房预订,旅游路线推荐,风景录像拍摄,车友沟通交流等等,这一系列的围绕环境做出的服务将给用户带来极佳的出行体验。

4.4 车内娱乐方式多样化

目前,用户在车内的社交活动仍旧是依靠手机完成的。随着车联网的发展,汽车座舱不仅可以是一个互联网终端,实现听音乐、看电影、看新闻等基本媒体功能。如比亚迪DliLInk 4.0(5G)智能座舱搭载5G技术,其特点为网速快、延时低,使得用户可以在车辆在线观看高清大片,且玩游戏和听音乐等在线操作体验也更好。在未来,用户可以通过车内自带的社交软件来打电话、收发消息、共享位置以及导航信息。例如根据车载应用实现目的地集合等多样化功能。

5 结束语

当前,汽车行业智能化的浪潮正不断推进。汽车智能座舱必然是汽车智能化的一个重要环节。5G移动通信技术的发展,为汽车座舱智能化奠定了现实基础。未来的智能汽车时代,还需要无数5G技术专家和车企研发人员共同努力。

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