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2020智能座舱前进两大步:打开多感官交互通道 链接5G车联新生态

admin 业界资讯 2021-01-14 02:30:16 5 0
原标题:2020智能座舱前进两大步:打开多感官交互通道 链接5G车联新生态

摘要:

1. 高通、三星等消费半导体巨头完成高端座舱芯片的量产投放,自主芯片新势力实现产品与市场破局;

2. 多联屏方案广受追捧,透明A柱、AR HUD量产上车,由新型显示、智能传感和智能表面材料构建的多模人机交互基础已经形成;

3. 汽车5G与C-V2X时代正式开启,新冠疫情的影响下,生命健康系统成为智能座舱应有之义;

4. 谷歌、华为等科技巨头推动移动操作系统向智能座舱持续渗透,通过面向场景的技术创新,加快出行生态与移动互联网的深度融合。

出品 | 搜狐汽车·汽车咖啡馆

作者 | 鲁楠

2020智能座舱前进两大步:打开多感官交互通道 链接5G车联新生态

作为汽车智能化的重要组成部分,智能座舱的感官体验最为直接,近年来其智能化程度正在呈现肉眼可见地增长。

特别是刚刚过去的2020年,对于智能座舱行业来说是一个丰收年。高性能主控芯片、AR HUD、5G、C-V2X等新技术和新产品纷纷实现量产,移动端操作系统、“小场景”、“小程序”迅速移植上车,空气成像、智能表面材料等前沿科技不断加入候选队列...

本文将从硬件、软件两个层面为您梳理2020年智能座舱在芯片、显示、人机交互、网联通讯、生命健康、操作系统和软件生态领域的发展情况,探究车企与零部件厂商的最新布局。

01 先进计算与新型显示快速发展,多设备、多模态交互基础已经形成

仪表、车机、T-BOX、音响、电动座椅等车身电子共同组成了传统汽车座舱的硬件系统,在智能汽车时代,相关零部件和功能得到了极大的丰富。

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2020年,先进计算与新型显示仍然是智能座舱发展的孜孜追求,多模人机交互、5G网联通信丰富了人与车、车与世界的连接方式,新冠疫情之下,生命健康系统广受行业追捧。

l 座舱芯片:高通等消费半导体巨头一骑绝尘,自主新势力迅速崛起

作为智能座舱的核心部件,芯片是智能化的重中之重,一直以来全球车机芯片市场由高通、TI、NXP、瑞萨等头部企业主导。随着座舱内对于视觉感知、语音交互、网联通信等功能需求的提升,AI发挥越来越重要的作用,于是AI芯片新势力和消费领域半导体巨头纷纷进入这一赛道。

2020年初的 CES上,三星电子推出Digital Cockpit 2020数字座舱,利用三星Exynos Auto V9 处理器搭配Android 10操作系统支持车内的8个显示器和8个摄像头,实现多程序同时运行。这款搭载8个ARM Cortex-A76内核的8nm处理器将率先量产于奥迪2021年推出的新车型上。

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7 月 28 日,广汽举行线上科技日,ADiGO 3.0 智能系统亮相,首发搭载高通新一代数字座舱芯片SA8155P,是 7 nm SOC 走向车规级的第一款产品,1142GFLOPS的算力树立了高性能座舱芯片的标杆。

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11月的广州车展上,比亚迪、奇瑞捷途、零跑汽车也分别发布了基于第三代高通骁龙汽车数字座舱平台的全新车型,包括比亚迪D1、捷途X70 PLUS及零跑C11。

目前,高通以丰富的汽车产品组合在全球范围支持超过1亿辆汽车,在新一代顶级车载信息娱乐系统方案领域位居首位。在全球最大的25家汽车制造商中,有19家已采用高通的信息娱乐和数字座舱平台。

2020年9月发布的奔驰新一代 S 级搭载定制版的英伟达 Tegra X2 芯片,以及16GB 超大内存和320GB SSD 固态硬盘。通过NVIDIA GPU的强大计算能力,全新MBUX系统可带来轻松便捷的先进图形、乘员监测和自然语言处理技术,支撑其充满未来感的HMI数字化美学设计和卓越的人工智能学习能力,定义了高级智能座舱的新范式。

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相比之下,恩智浦、瑞萨等传统汽车芯片巨头虽然芯片类型全面,但在智能座舱领域节奏较慢,瑞萨目前量产的仍为多年前推出的R-Car第三代产品,恩智浦 i.mx8和今年 1 月份发布的德州仪器 Jacinto 7在性能和工艺上距离高通仍有不少差距。

虽然我国芯片产业整体基础较为薄弱,但自主厂商在2020年也迎来了不少突破。

广州车展上,由东软与亿咖通科技合作研发的智能座舱系统装载于领克06以及吉利星瑞、星越、豪越、缤越等多款车型亮相,该智能座舱系统由东软基于亿咖通科技的E01芯片研发,在GKUI平台上,融入了导航、音乐共享软件、在线OTA升级等丰富的车载智能互联应用。

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地平线的征程2自动驾驶芯片赋能长安UNI T、奇瑞蚂蚁等6款新车型,实现了包括视线亮屏、分心提醒、疲劳监测、唇语识别、智能语音拍照等在内的多种智能化功能,2020年出货量突破10万,成为自主车规级AI芯片发展的重要里程碑。征程3也于2020北京车展期间发布,采用16纳米工艺,AI算力达到5TOPS,典型功耗仅为2.5W。

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芯驰科技2020年发布了X9高性能智能座舱芯片,集成高性能CPU、GPU、AI加速器以及视频处理器,支持PCIe3.0、USB3.0、千兆以太网、CAN-FD,无缝衔接应用于车载系统,包含Cotex-R5双核锁步模式的安全岛,能应用于对安全性能要求严苛的场景。

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2020年美国的一纸禁令将华为高制程芯片扼杀在制造环节,麒麟和巴龙高端芯片上车蒙上阴影。

于是,在智能座舱芯片市场或将形成高通、三星、英伟达三强割据的局面,中低端市场恩智浦、瑞萨、TI仍具备较大的市场和价格优势,自主芯片新势力能否打破被更多车企和Tier1所接受值得期待。

l 车载显示:多联屏蔚然成风,透明A柱、AR HUD有效提升驾驶安全

车机和仪表等显示器是汽车实现人机交互最重要的媒介,车内显示的丰富某种意义上也代表着座舱智能化的程度。

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从理想One到2020年在上市的东风岚图和保时捷电动跑车Tycan,多联屏在汽车圈雅俗共赏。“大尺寸全高清数字仪表盘+大尺寸高清悬浮娱乐中控大屏”已经不能满足部分车企的胃口,车控屏、副驾娱乐屏增长态势显著。智能飞屏、车机联动功能不断拓展,物理按键的交互逐步被取代,与娱乐化的结合越来越紧密,极力让乘客车里摆渡手机支架的束缚。

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大尺寸、高清、曲面、低反射车机屏幕的基本需求之外,AR HUD、流媒体后视镜、透明A柱等一系列增量显示部件也正在逐步渗透。

继丰田和大陆放弃“透明A柱”项目后,2020年3月份上市的哪吒U首次将“透明A柱”搬上量产车,采用四块 OLED 屏、两个高清摄像头、一个车内摄像头结合一套智能软件算法。根据车速进行自动开关,低速行驶时系统自动启动,此时驾驶员可以通过车内 OLED 屏实时观察 A 柱的盲区信息,高速行驶时系统则会自动关闭。

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无独有偶,在第三届汽车电子高峰论坛上,奇瑞星途汽车也展示了“透明A柱”产品,同样将OLED屏安装在A柱内侧,搭配车外摄像头以及软件算法来实现“透明A柱”,解决A柱视觉盲区问题。

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除此之外,奇瑞还亮相了“空中成像360展示机”,将显示画面投影到空气中,用户可直接在空气中观看和进行常规触屏操作,该技术将应用于后排座椅扶手,颠覆现有的实屏娱乐方式。

如果说“透明A柱”、“空气成像”对于智能汽车来说是锦上添花,现阶段并不那么接地气的话,AR HUD是2020年车企在座舱智能化方面的重点布局。

全新一代奔驰S级搭载了AR-HUD抬头显示系统,不同于以往的C-HUD、W-HUD,奔驰的AR-HUD与自适应巡航等ADAS功能相结合,更直观得告诉驾驶者下一步该怎么走更加安全,能将导航信息投射约10米远的距离,带来革命性的体验。

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2020年11月上市的大众ID.4 X也配备了AR-HUD增强现实抬头显示功能,是同级电动车中唯一一款装配AR-HUD的车型。位于上半部分的远距离显示器视距在10m左右,显示区域直径达1.8m),能够以3D动态效果呈现驾驶辅助信息及重要导航提示。下方的近距离显示器视距约3m,可显示车速、导航、道路标识和驾驶辅助等信息,但不具备3D或动态效果。

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为了更好地应对主机厂的需求,除大陆集团、伟世通、日本精机等传统国际Tier1,百度、华阳集团、未来黑科技、锐思华创等国内供应商也在积极开展AR-HUD相关的布局。

虚与实之间、车舱内外,全时空的视觉体验正在被一步步完善。

l 人机交互:多模交互日渐成熟,智能表面材料提升乘控体验

除了新型显示,识别和交互操作也是智能座舱人机交互的重要组成部分,2020年针对座舱舒适调节和控制的多模交互取得了新的发展。

手势识别在座舱交互上的发展越来越成熟,新一代奔驰 S 级将手势识别功能进一步升级,除对中控的手势操作外,通过车内摄像头识别并理解人脸方向、肢体语言等信息,从而打开对应功能,实现后排乘客的隔空手势交互。

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智能表面材料的发展也为智能交互提供了新的发展空间,整车厂和汽车内饰供应商在织物显示与控制上做起了不少文章。

2020 CES上,宝马推出Vision BMW i International EASE 座舱,采用三维针织交互材料,用户触摸座椅表面即可完成多种控制操作,引领了智能表面新材料的潮流。

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2020年6月,延锋国际发布 XiM21 智能座舱,将数字化技术、灯光及实体材质结合在一起,实现触摸式开关及气氛营造。表面材质可以有多种选择,如水晶、木纹、织物等,在触摸式开关方面为保障安全性采取了压力感应,可在未来五年内直接投入市场。

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未来的人机交互将不再局限于按键、触控及语音等方式,指纹识别、手势识别、人脸识别、虹膜识别、唇语识别、声源定位、织物交互、车窗交互、智能大灯交互、全息影像等多通道融合式交互方式有望陆续在量产智能汽车上推广应用,不断提升座舱的舒适体验。

l 网联通信:5G集中上车,V2X不负众望

除了车内的显示与交互,5G和C-V2X为代表的座舱联接技术在2020年突破性得实现量产落地。

2020年6月,比亚迪宣布,旗下汉车型将搭载业界首款5G车载模组,最高下行峰值速率达2Gbps,最高上行峰值速率为230Mbps,满足汽车5G通讯需求,给车辆数据互通、车路协同以及未来的自动驾驶提供助力。

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12月底,广汽Aion V 5G车量产下线,长城汽车5G车载无线终端获得了工信部颁发的“无线电发射设备型号核准证”,均联智行的5G V2X产品获得高合汽车、蔚来汽车的项目订单...5G网联终端正在成为各自主车企旗舰车型的标配。

12月4日,红旗品牌全尺寸纯电SUV红旗E-HS9上市,搭载内置高通9150 C-V2X芯片组的移远通信AG15模组,成为首款搭载C-V2X功能的量产车型。

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12月22日,福特中国宣布全新探险者及锐界PLUS将搭载基于C-V2X技术的福特车路协同系统,并计划在2021年在更多国产车型上搭载这一技术。

C-V2X兑现了2019年量产“风向标”的诺言,在中国真正进入量产阶段。

l 健康系统:疫情加速清洁座舱的应用,生命健康关怀成为新潮流

为应对新冠疫情和环境污染问题,与驾乘健康息息相关的功能和应用也受到行业的重点关注,车企纷纷在座舱清洁与健康方面各显其能。

沃尔沃的Clean Zone清洁驾驶舱中,IAQS可过滤超过PMO.1的多种有害物质,并增加了静电过滤技术,可有效阻止95%的有害PM2.5颗粒物。

延锋的“Wellness Pod(健康盒子)”利用紫外线对车内空气和内饰表面进行消毒。捷豹路虎也使用了“紫外线技术”,用以消毒汽车座舱,防治流感等病毒传播。

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在空气净化方面,吉利IAPS智能空气净化系统、广汽“埃安过滤杀毒一体式”防病毒级健康座舱、上汽荣威的“N99级”防护、丰田“光触媒空气清新器”、比亚迪“绿净系统”、林肯“AAR新风管家系统”、领克“AQS空气智能管理系统”、特斯拉“生化防御模式”等,对阻隔外部有害物质,抑制病毒向车内传播,保持驾驶舱内空气清新都起到一定作用。

东软集团推出“云医随行”智能健康座舱服务系统,基于体征传感设计、结合分析算法与云医服务平台,重点关注“车内环境优化”、“健康体征监测”与“人性化服务”,及时“识别” 人身健康状态的“危险信号”,在紧急情况下,进行在线咨询和远程诊疗,最大限度保障出行安全。

2020年6月8日,长城汽车举办了“生命体征监测技术线上发布会”,推出生命体征监测技术,使用高精度、高性能毫米波雷达,在车辆停驶、锁闭的状态下实时监测车内的生命体征。当监测到后排有微弱生命体征时,车辆将在30秒内通过鸣笛/双闪提示,且云平台会同步向车主手机APP、短信提醒等多维度报警,搭建出一个守护生命的闭环。

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02 移动操作系统向座舱OS持续渗透,出行场景与应用生态加速融合

硬件效用的发挥需要软件的充分赋能,在系统软件和应用生态领域,技术创新同样络绎不绝。主要由互联网科技巨头为主导,将汽车快速纳入移动互联网生态之中。

l 谷歌:Android Automotive OS正式量产应用

2020年7月22日,全球首款搭载Google Android Automotive系统的汽车极星2正式交付。基于该系统极星牵手全球各大科技公司,打造智能交互体验的平台,初期应用多与音乐或播客有关,后期将逐步丰富实用场景。针对国内市场,极星选择了科大讯飞、高德地图、天猫精灵、华为智能助手与应用商城。

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谷歌曾表示,Android Automotive是专门考虑汽车环境使用特性而开发的,具备更快的系统响应时间,将为OEM提供谷歌官方的应用程序接入。

目前市场上基于安卓开发的车机系统,大多数是重新配置Android的源代码或是基于Android其它衍生版本,而非Android官方授权版本,不需要与谷歌官方对接。这种方式天然存在Android版本的更新问题,由于车机OS研发周期长,很多时候系统推出即已不是最新版本,并且无法及时OTA更新。

国内车机系统市场,除了阿里巴巴的AliOS系统以外,很多汽车所使用的车机系统都是这样的Android系统。未来国产智能汽车想要获得突破性发展,就要彻底解决车机系统,摆脱被国外卡脖子的尴尬局面。

l 华为:鸿蒙OS 2.0向车机应用开源

9月10日,华为消费者业务CEO余承东在华为开发者大会上正式发布鸿蒙Harmony OS 2.0面向应用开发者的Beta版本,同时宣布鸿蒙OS的开源路标:从9月10日起,HarmonyOS将面向大屏、手表、车机等128KB-128MB终端设备开源,2021年4月将面向内存128MB-4G。

鸿蒙2.0系统侧重于华为软件生态建设,作为各品类硬件最底层的链接保障,更注重在跨设备、服务转流、极速直达、可视可说、隐私安全等五方面打通不同场景下的智能设备的互联互通。

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HUAWEI HiCar作为华为提供的人-车-家全场景智慧互联解决方案,目前合作的车企超过20家,包括沃尔沃、长安、吉利、东风、广汽传祺、比亚迪等品牌,合作的车型超过150款,2021年计划预装量超过500万台,已接入了超过30个应用程序。

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l 斑马网络:斑马智行5.0夯实底层系统与生态服务的组合优势

9月19日,斑马网络发布新一代汽车智能座舱系统斑马智行5.0,拥有城市桌面、对话式导航、境·心空间、车载小程序、车载钉钉五大特色,其中车载小程序接入阿里巴巴及第三方服务生态,以主动服务流形式体现,通过数据驱动智能,实现服务找人。

阿里巴巴集团副总裁、斑马网络联席CEO张春晖表示,汽车作为PC和手机之外互联网上最大的智能硬件,将迎来属于自己的时代——汽车互联网时代。在未来智能汽车上,操作系统将成为发动机之外的第二引擎,驱动实现产品数字化、驾驶智能化、用户个性化、服务生态化。

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斑马网络目前提供“全家桶”和“生态赋能”两种合作模式,在“全家桶”模式下,客户需要的底层系统、应用能力、UI界面、测试等都由斑马网络完成。而在生态赋能模式下,斑马网络负责底层操作系统及提供核心能力包,不负责整体交付,汽车合作伙伴可自主在地图服务、感知服务、语音服务、通讯服务、生态服务等能力包中进行选择。

12月30日,德国莱茵TUV集团向斑马智行颁发了ISO 26262功能安全管理认证证书,意味着斑马智行的功能安全管理体系已达到业界领先水平。基于AliOS打造的斑马智行VENUS系统陆续登上荣威iMAX 8、名爵等车型,并与广汽蔚来签订战略合作。

l 腾讯:腾讯TAI3.0依托“腾讯小场景”刷新上车速度

6月24日,在“2020腾讯智慧出行新品发布会”上,腾讯车联推出全新TAI3.0生态车联网,发布车联生态开放平台——腾讯小场景,团油、快电、美团、哔哩哔哩、腾讯音乐等66个精品应用进入该小场景。

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“腾讯小场景”是一套跨OS、云端轻量化的车载应用开发框架,基于微信小程序的基础,能够让300万量级的微信小程序生态以更低成本、更快速地上车,提升汽车智能化开发适配效率。小场景结合了语音交互、LBS能力,实现场景化的“服务随行”体验,已覆盖加油、充电、内容、娱乐、社交、生活服务、出游等多细分场景。

同时,TAI3.0刷新了行业上车速度,对于通过系统和硬件依赖性评估的车辆,最短能在2个月内实现快速上车,能自适应Android、Linux等不同车机系统以及差异化的硬件平台,拥有一整套自动化上车工具链和标准化上车流程。腾讯车联TAI已与29家主流车企展开合作,有110多款主流车型已经或即将落地。

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l 百度:重点发力虚拟智能助手和智能地图

12月7日,2020百度Apollo生态大会上,百度Apollo发布“智驾、智舱、智云、智图”四大智能化“乐高式”解决方案,其中“小度助手”和“百度地图汽车版2021”分别实现车载虚拟智能助手和智能座舱地图的产品升级。

小度助手在语音交互、应用场景、生态建设、助手形象等方面进行了升级,Apollo智图包含车机导航地图、高精地图、用于城市治理的动态孪生地图。其中Apollo高精地图蝉联市占率第一名,成为本田、吉利、蔚来等头部车企的选择。

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Apollo智舱与超过70家车企600款车型展开合作,现已实现超过100万台的前装量产搭载。

l 科大讯飞:“飞鱼”系统以多模交互为手段打造出行生态连接器

11月19日,科大讯飞发布“飞鱼OS MATE 2021”、“飞鱼智能助理MM 2021”、“飞鱼智云1.0”三大核心车联网系统解决方案,推动语音和视觉交互进一步发展,依靠大数据算法与知识图谱,结合声源定位、声纹识别、视线追踪和唇语检测等技术,实现语音、视觉、音效、氛围灯等多模态交互手段的融合,为用户提供场景化、个性化、情感化的服务,打造出行生态服务的场景连接器。

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03结语

从2020年智能座舱的发展来看,多模交互和互联生态的跑通决定着车企所推出的智能座舱是否足够科技和时尚。尽管硬件仍在不断的推陈出新,但硬件趋同的趋势已经非常明显。未来不能单纯地继续堆叠显示和感知,需警惕感官通道的过载。在为数不多的操作系统之上如何真正地打造个性化、主动化、情感化、场景化,是车企和科技企业将持续面对的复杂课题。

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