自從互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加入到汽車(chē)的核心技術(shù)中之后，不僅開(kāi)始引領(lǐng)汽車(chē)行業(yè)的變革，更讓汽車(chē)從一個(gè)單純的代步工具進(jìn)化成了人們的人生伴侶，汽車(chē)從工具到伴侶的身份轉(zhuǎn)變，不僅意味著汽車(chē)與用戶(hù)之間的關(guān)系變化，更意味著汽車(chē)有了與人交流的能力，也就是汽車(chē)的智能化程度達(dá)到了更高的級(jí)別，尤其是近年來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的不斷亮相，讓人物對(duì)智能汽車(chē)充滿(mǎn)了憧憬和期待，其實(shí)相比難度極高的自動(dòng)駕駛技術(shù)，智能座艙技術(shù)不僅簡(jiǎn)單好實(shí)現(xiàn)，還能為用戶(hù)帶來(lái)真正的伴侶級(jí)服務(wù)。目前就用戶(hù)對(duì)汽車(chē)智能化的體驗(yàn)來(lái)說(shuō)，智能座艙無(wú)疑是現(xiàn)階段用戶(hù)可以直接體驗(yàn)的智能服務(wù)，智能座艙也因其強(qiáng)大的商業(yè)落地能力、更強(qiáng)的可自定性，以及更直觀的用戶(hù)感受能力，成為了各大車(chē)企競(jìng)爭(zhēng)的一大重點(diǎn)領(lǐng)域，因此智能座艙便成了各個(gè)車(chē)企的創(chuàng)新點(diǎn)和打造產(chǎn)品差異化的重要手段。

1引言

汽車(chē)從器械到同伴的身份變化，不光意味著汽車(chē)與用戶(hù)之間的合聯(lián)蛻變，更意味著汽車(chē)開(kāi)始有了與人交互的能力。既是汽車(chē)的智能化水準(zhǔn)到達(dá)了更高的級(jí)別，也是近年來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的不息亮相，讓人物對(duì)智能汽車(chē)充滿(mǎn)了期待和希望。比起難度極高的自動(dòng)駕駛技術(shù)，智能座艙技術(shù)不光更容易實(shí)現(xiàn)，還能為用戶(hù)提供與家媲美駕駛體驗(yàn)。

2智能座艙概念

什么是智能座艙？按照現(xiàn)代電子電器的基本架構(gòu)來(lái)說(shuō)，智能座艙可單純界定為娛樂(lè)領(lǐng)域的電子設(shè)備的軟硬件集成，如汽車(chē)的傳統(tǒng)內(nèi)飾座椅、燈光，以及空調(diào)都屬于車(chē)身域。智能座艙的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了從電子座艙逐漸邁向行車(chē)助手的階段。能夠利用語(yǔ)言、動(dòng)作、生物辨識(shí)、多屏互動(dòng)，以及智慧通訊系統(tǒng)等手段實(shí)現(xiàn)人與汽車(chē)之間的溝通互動(dòng)，從而完成對(duì)高級(jí)輔助駕駛技術(shù)與系統(tǒng)功能的全面升級(jí)。此外，汽車(chē)控制系統(tǒng)也由原來(lái)一個(gè)個(gè)的機(jī)械按鈕轉(zhuǎn)變成了觸摸屏點(diǎn)按式，汽車(chē)控制屏除了能自定界面外，還能夠任意縮放大小，而汽車(chē)駕駛艙的簡(jiǎn)潔化也成為了智能座艙的趨勢(shì)。

智能座艙的交互分為駕駛員主動(dòng)式交互、車(chē)輛建議式交互、車(chē)輛主動(dòng)式交互三個(gè)階段。第一階段是由駕駛員主動(dòng)向汽車(chē)提供諸如打開(kāi)收音機(jī)、啟動(dòng)空調(diào)等所需數(shù)據(jù)，由汽車(chē)進(jìn)行回應(yīng)，并以此滿(mǎn)足駕駛員要求。第二階段是由汽車(chē)按照駕駛員的駕駛習(xí)慣或觀察駕駛員駕駛狀況，提供建議性動(dòng)作，并讓駕駛者按照車(chē)輛情況做出決定，以便于為駕駛者提供更全面的駕車(chē)幫助。而第三階段則是由汽車(chē)按照駕駛員的駕駛習(xí)慣或觀察駕駛員駕駛情況，自主進(jìn)行駕車(chē)輔助，以便幫助駕駛者更好的駕駛汽車(chē)。而現(xiàn)階段的智能座艙，已由第一階段逐漸向第二階段轉(zhuǎn)變。

3智能座艙的技術(shù)難點(diǎn)

3.1 人機(jī)交互

智能座艙的技術(shù)難點(diǎn)就在于，如何使駕駛員和汽車(chē)之間的交互更加流暢且準(zhǔn)確，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是如何使你的汽車(chē)更加懂你！最先就拿語(yǔ)音交互來(lái)說(shuō)，在駕駛員下達(dá)語(yǔ)音指令的過(guò)程中，無(wú)法避免的遇到噪音、反響，以及識(shí)別不清等情況，僅是依賴(lài)純粹的語(yǔ)音交互做到極致，也只是一個(gè)指哪打哪的機(jī)械，里真正的智能座艙還相距甚遠(yuǎn)。通過(guò)手勢(shì)、眼神、神色乃至是心緒等一系列全部的交互情勢(shì)與語(yǔ)音交互互補(bǔ)，才算到達(dá)“智能”這個(gè)傾向。而想要做到這些，就得保證車(chē)內(nèi)的感知系統(tǒng)足夠精準(zhǔn)且流暢。如今座艙內(nèi)都需搭載了不只一個(gè)攝像頭，這些攝像頭主要用于人臉識(shí)別FACE-ID 和駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)。除了車(chē)內(nèi)攝像頭的增加，車(chē)內(nèi)麥克風(fēng)的數(shù)量也增加了很多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2020 年到2021年，短短一年時(shí)間里，平均每臺(tái)新車(chē)多裝了0.5 個(gè)麥克風(fēng)，其實(shí)座艙內(nèi)攝像頭和麥克風(fēng)的增加不僅體現(xiàn)在數(shù)量上，位置和功能也在變化。如果說(shuō)傳統(tǒng)的座艙是以駕駛員為中心，那智能座艙就是逐漸轉(zhuǎn)變成以座艙內(nèi)全員為中心，也是座艙內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)從DMS（駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)）向IMS（座艙內(nèi)全員監(jiān)控系統(tǒng)）的發(fā)展。

3.2 芯片——智能座艙的一座大山

中控大屏、數(shù)字儀表盤(pán)、人臉識(shí)別開(kāi)鎖、語(yǔ)音和手勢(shì)交互、AR 導(dǎo)航、流媒體后視鏡、一芯多屏與多屏互融、多媒體娛樂(lè)（音視頻、k 歌、游戲等）、汽車(chē)監(jiān)測(cè)、dms（駕駛員和座艙監(jiān)測(cè)）、gps/北斗、ota/adas 等對(duì)汽車(chē)算力提出了更高的要求，車(chē)機(jī)芯片也變得尤為重要。相比消費(fèi)類(lèi)的半導(dǎo)體，車(chē)用芯片必須在較為嚴(yán)酷的操作條件下穩(wěn)定工作，其要求也遠(yuǎn)超工業(yè)級(jí)和民用級(jí)芯片，車(chē)用芯片的生產(chǎn)需要高于工業(yè)級(jí)晶片和民用型晶片，這反映在環(huán)境溫度適應(yīng)、電路設(shè)計(jì)、材質(zhì)選擇、工藝處理以及系統(tǒng)等方面。

汽車(chē)芯片分為功能芯片（MCU）、功率半導(dǎo)體（IGBT）、MOSFET、傳感器及其他，MCU 芯片較為短缺。目前存在的主要問(wèn)題是：一是跟消費(fèi)電子芯片相比，汽車(chē)芯片技術(shù)上相對(duì)落后。對(duì)于芯片制造商來(lái)說(shuō)，芯片的設(shè)計(jì)、加工和軟件適配都急需突破。二是智能座艙soc 芯片（系統(tǒng)性芯片）需要構(gòu)建軟硬件生態(tài)。圍繞芯片的第一層是操作系統(tǒng)，再就是中間件和算法。軟硬件生態(tài)的支撐是智能座艙芯片快速落地的關(guān)鍵。

3.3 智能座艙的5G 通訊

5G 通信技術(shù)作為新世代的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，具有高速率、低延時(shí)、低能耗、大容量及等顯著優(yōu)點(diǎn)，但5G 汽車(chē)之路有多難，很少被汽車(chē)圈外人了解。19 年華為推出首款5G芯片，多家車(chē)企通過(guò)與華為合作，開(kāi)啟了5G汽車(chē)的研發(fā)，然而，時(shí)過(guò)境遷，都知道是好東西，但各大車(chē)企當(dāng)中真正落地的很少。主要在于汽車(chē)基礎(chǔ)成本的提升和基建不完善，對(duì)現(xiàn)有的汽車(chē)體驗(yàn)影響較小，投入產(chǎn)出比低以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不完善。

如今全國(guó)累計(jì)建成5G 基站超過(guò)100 萬(wàn)個(gè)，已覆蓋全國(guó)所有的市級(jí)城市和95%以上的縣城城區(qū)，但是對(duì)于使車(chē)輛在行駛過(guò)程中全程處于5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋中來(lái)說(shuō)，基站數(shù)量還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠并且5G+車(chē)聯(lián)網(wǎng)的專(zhuān)用頻段也不足。目前，工信部規(guī)劃5905～5925MHz 頻段作為基于LTE—V2X 技術(shù)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)直連通信的工作頻段，但是只有20MHz 頻段被規(guī)劃為車(chē)聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用頻段，在未來(lái)車(chē)聯(lián)網(wǎng)滲透率不斷增加的情況下，頻段資源恐難以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求。由于諸多環(huán)節(jié)影響5G+車(chē)聯(lián)網(wǎng)使用體驗(yàn)和5G+車(chē)聯(lián)網(wǎng)的滲透率不足，導(dǎo)致在5G網(wǎng)絡(luò)全面深度覆蓋的基礎(chǔ)上，只有大部分車(chē)端支持NR—v2X 通信及5G 網(wǎng)絡(luò)切片才能實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)“人一車(chē)一路一云”車(chē)聯(lián)網(wǎng)體系交互的及時(shí)暢通。而且NR—V2x 滲透率不足，不能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)化優(yōu)勢(shì)，跨運(yùn)營(yíng)商互通時(shí)延大也是車(chē)輛使用不同通信運(yùn)營(yíng)商的5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點(diǎn)的省份，需要跨省繞轉(zhuǎn)到其他省份進(jìn)行互通，增大業(yè)務(wù)響應(yīng)的時(shí)延，存在安全風(fēng)險(xiǎn)的重要原因。智能座艙的通訊和芯片算力作為實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用基礎(chǔ)條件，目前來(lái)看還有很多技術(shù)難題需要解決，這些是全車(chē)企都需要面對(duì)的通用難題，而此時(shí)人機(jī)交互技術(shù)，涉及車(chē)內(nèi)的駕駛體驗(yàn)顯得非常重要。

3.4 基于視覺(jué)的組合儀表功能邏輯設(shè)計(jì)存在缺陷

盡管在將來(lái)智能座艙中必然要建立一個(gè)多模態(tài)的人機(jī)交互系統(tǒng)，但由于視覺(jué)依然是人類(lèi)獲得信息最快的途徑，因此未來(lái)多模態(tài)人機(jī)交互系統(tǒng)還是將以視覺(jué)為基礎(chǔ)。目前大部分車(chē)機(jī)的界面層級(jí)變化多，功能切換操作也需要比較繁瑣的步驟，而這都需要依賴(lài)于視覺(jué)，長(zhǎng)時(shí)間的操作影響會(huì)駕駛安全所以車(chē)機(jī)需要讓功能切換變得更容易操作，可以迅速完成。因此部分主機(jī)廠選擇了“去APP 化”的方式，將一些重要的、使用頻率高的功能以組件的形式放置在首頁(yè)，以此來(lái)減少層級(jí)。然而這種做法并不能從根本上解決問(wèn)題，用戶(hù)在開(kāi)車(chē)時(shí)還是會(huì)用到許多種功能，將所有功能都放置在首頁(yè)是不切合實(shí)際的，而且這種做法使架構(gòu)變得更加復(fù)雜，用戶(hù)操作時(shí)視覺(jué)停留時(shí)間不會(huì)有顯著變化。

4智能座艙與自動(dòng)駕駛的關(guān)系

關(guān)于自動(dòng)駕駛和智能座艙這兩者的關(guān)系，一直是業(yè)內(nèi)的爭(zhēng)論話(huà)題，其實(shí)汽車(chē)的自動(dòng)駕駛程度越高，智能座艙所能發(fā)揮的空間也就越大，而且只要駕駛員還需要全神貫注、手握方向盤(pán)、目視前方地開(kāi)車(chē)，那智能座艙所能發(fā)揮出的能力就會(huì)受到限制，因此自動(dòng)駕駛是智能座艙的基礎(chǔ)前提，也是自動(dòng)駕駛汽車(chē)的核心。

所以智能座艙想要迎來(lái)真正顛覆式的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)變成智能移動(dòng)空間的愿景，大前提是自動(dòng)駕駛已經(jīng)到了很高的程度，而表征則是乘坐舒適性與家媲美、人機(jī)交互體驗(yàn)與消費(fèi)電子相當(dāng)、萬(wàn)物互聯(lián)打通所有智能終端。

4.1 自動(dòng)駕駛前期智能座艙的發(fā)展

4.1.1 AR－HUD技術(shù)

智能座艙在自主駕車(chē)發(fā)展前期，還是更側(cè)重于服務(wù)于駕駛者。在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，駕駛者將會(huì)把很多的注意力耗費(fèi)在辨識(shí)道路、調(diào)節(jié)車(chē)輛速度、變更汽車(chē)車(chē)道等復(fù)雜且要求性非常強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)上。高級(jí)輔助駕車(chē)系統(tǒng)的問(wèn)世，接管車(chē)輛駕駛動(dòng)態(tài)，能夠有效地降低司機(jī)開(kāi)車(chē)壓力。智能座艙的出現(xiàn)，也將有效地補(bǔ)充司機(jī)在駕駛汽車(chē)進(jìn)程中的辨識(shí)道路要求，當(dāng)中最常用、而且最具備駕駛技術(shù)感的智能座艙服務(wù)便是AR-HUD 抬頭顯示技術(shù)了，通過(guò)清晰的3D 影響，把速度、導(dǎo)航等行駛信號(hào)映射在前車(chē)窗玻璃上，能夠使司機(jī)在開(kāi)車(chē)過(guò)程中大大減少低頭查看上述信號(hào)的次數(shù)，降低了司機(jī)行駛時(shí)精力分散的可能性。另外，AR-HUD 科技也將實(shí)現(xiàn)拓展，如將來(lái)電顯示、信息提示利用AR-HUD 映射在前車(chē)窗玻璃上，使駕駛者一覽無(wú)余，以此增強(qiáng)行車(chē)安全。

4.1.2 智能互聯(lián)+語(yǔ)音交互

智能互聯(lián)+語(yǔ)音互動(dòng)也將是自主駕駛前期智能座艙發(fā)展的重要功能，司機(jī)在開(kāi)車(chē)過(guò)程中，消息與通話(huà)的介入是很常見(jiàn)的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有消息需要回應(yīng)或有通話(huà)需要回應(yīng)時(shí)，拿起手機(jī)啟動(dòng)相應(yīng)功能、查詢(xún)消息或通話(huà)內(nèi)容、回答相應(yīng)內(nèi)容，整個(gè)流程將是相當(dāng)漫長(zhǎng)，且要耗費(fèi)很多駕駛員的精神，此時(shí)司機(jī)將無(wú)法全身心地投入在觀察路況的動(dòng)作上。而當(dāng)需要開(kāi)啟空調(diào)、打開(kāi)導(dǎo)航、開(kāi)啟收音機(jī)等需求時(shí)，司機(jī)必須通過(guò)去按汽車(chē)上的物理按鈕，啟動(dòng)相應(yīng)的功能，一定程度上危害了行車(chē)安全。利用語(yǔ)言交互處理相關(guān)內(nèi)容，它能夠有效保證駕駛安全性，使司機(jī)直接，通過(guò)說(shuō)完成一連串的動(dòng)作，大大減少了司機(jī)開(kāi)車(chē)過(guò)程中的精力分散，現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)在眾多的汽車(chē)上獲得了普遍的運(yùn)用，司機(jī)能夠在行駛汽車(chē)過(guò)程中，直接利用和汽車(chē)助手的互動(dòng)，進(jìn)行通話(huà)、查看消息、查詢(xún)地圖、收聽(tīng)歌曲等工作。

4.1.3 疲勞監(jiān)測(cè)

長(zhǎng)期的開(kāi)車(chē)將使司機(jī)越來(lái)越疲憊，無(wú)法全身心投入到開(kāi)車(chē)過(guò)程中，一個(gè)好的開(kāi)車(chē)習(xí)慣對(duì)司機(jī)而言是非常關(guān)鍵的，不過(guò)在許多狀況下，司機(jī)很難察覺(jué)到自身開(kāi)車(chē)狀況的改變，很易產(chǎn)生疲勞駕駛情況的出現(xiàn)。有助于克服這一問(wèn)題，通過(guò)對(duì)駕駛者臉部、眼睛的跟蹤，能夠?qū)λ緳C(jī)行車(chē)狀況做出分析，當(dāng)遇到司機(jī)發(fā)生行車(chē)疲勞等狀況時(shí)，進(jìn)行噪聲和震動(dòng)提醒，讓司機(jī)做好休息，保證行車(chē)過(guò)程的安全。

4.1.4 指紋、面部解鎖與起動(dòng)

現(xiàn)在如果要駕駛車(chē)輛，仍然必須使用鑰匙解鎖車(chē)輛。但由于人工智能車(chē)輛的誕生，指紋、臉部解鎖起動(dòng)也得以使用，并且通過(guò)在車(chē)輛內(nèi)插入的生物數(shù)據(jù)，當(dāng)要使用車(chē)輛時(shí)，只需要將生物數(shù)據(jù)輸入，就能夠進(jìn)行使用汽車(chē)，使得車(chē)輛的可玩性更大。

4.2 自動(dòng)駕駛后期智能座艙的發(fā)展

自動(dòng)駕駛發(fā)展后期，駕駛員雙手解放，智能座艙的應(yīng)用也將出現(xiàn)變化，從以服務(wù)駕駛員為主轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)乘客為主，從被動(dòng)式互動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式互動(dòng)，從被動(dòng)輸出轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)輸出，一些類(lèi)似前文中介紹的。ARHUD、智慧互聯(lián)+語(yǔ)音交互等用于司機(jī)的功能也將出現(xiàn)很大的變化，成為改善駕駛員乘車(chē)感受、豐富乘員駕駛交互、實(shí)現(xiàn)乘員出行娛樂(lè)的一種能力。

屆時(shí)的智能座艙將具有更多可玩性和可自定性，如多屏智能互動(dòng)、屏幕自定義、交互方式多樣化等都可以實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)將作為娛樂(lè)硬件設(shè)施的一部分，游客能夠在自動(dòng)駕駛汽車(chē)上使用智能駕駛艙，實(shí)現(xiàn)觀影、購(gòu)物、通話(huà)等需求，此時(shí)AR-HUD 也會(huì)運(yùn)用于整體車(chē)身，游客能夠在使用自動(dòng)駕駛車(chē)輛過(guò)程中使用AR-HUD 技術(shù)，進(jìn)行全封閉的座艙交互，達(dá)到沉浸式的娛樂(lè)感受。智能互聯(lián)+語(yǔ)音互動(dòng)的功能也顯得更為智能，全息投影技術(shù)也將在自主駕駛車(chē)輛上有所運(yùn)用，乘客能夠借助相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行汽車(chē)人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)智能化乘車(chē)體驗(yàn)。

5智能座艙總結(jié)

智能座艙是繼自動(dòng)駕駛之后可行性最高且最具商業(yè)價(jià)值的發(fā)展方向。目前，智能座艙還處于初級(jí)階段，不過(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)人機(jī)交互在智能駕駛艙中已相對(duì)較為完善。未來(lái)汽車(chē)智能座艙的發(fā)展趨勢(shì)方向?yàn)槿塑?chē)互動(dòng)智能，其利用語(yǔ)言、手勢(shì)、物聯(lián)網(wǎng)、多屏互動(dòng)以及全息影像科技來(lái)完成，智能座艙將給駕駛員帶來(lái)更快捷，更方便的信息使用與交互方式。

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編輯：黃飛

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