电动化、智能化、网联化、共享化成为汽车行业未来发展趋势,已经成为行业共识。这些趋势将带来人的生活与出行的极大变革,也会导致汽车座舱形态、座舱功能、交互方式的变化,因而汽车智能座舱的设计成为未来汽车发展和创新的关键因素,也是打造差异化、吸引用户非常重要的方面。
▌智能座舱概念
对于智能座舱,业内一直没有明确的定义,我们认为智能座舱就是通过各种智能化手段满足不同人在车内的不同需求,智能座舱相比现有座舱更加智能、人性,能够洞察到用户的需求,又能很好地满足用户的需求。
▌智能座舱发展现状
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。
特别是刚刚过去的年,对于智能座舱行业来说是一个丰收年。高性能主控芯片、ARHUD、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...
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。
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。
年初的CES上,三星电子推出DigitalCockpit数字座舱,利用三星ExynosAutoV9处理器搭配Android10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ARMCortex-A76内核的8nm处理器将率先量产于奥迪年推出的新车型上。
7月28日,广汽举行线上科技日,ADiGO3.0智能系统亮相,首发搭载高通新一代数字座舱芯片SAP,是7nmSOC走向车规级的第一款产品,GFLOPS的算力树立了高性能座舱芯片的标杆。
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X70PLUS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。
年9月发布的奔驰新一代S级搭载定制版的英伟达TegraX2芯片,以及16GB超大内存和GBSSD固态硬盘。通过NVIDIAGPU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。
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Jacinto7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。
地平线的征程2自动驾驶芯片赋能长安UNIT、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,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。
芯驰科技年发布了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。
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、ARHUD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。
从理想One到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。
大尺寸、高清、曲面、低反射车机屏幕的基本需求之外,ARHUD、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,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。
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。
除此之外,奇瑞还亮相了“空中成像展示机”,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,ARHUD是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。
年11月上市的大众ID.4X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。
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,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。
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。
CES上,宝马推出VisionBMWiInternationalEASE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。
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。
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年突破性得实现量产落地。
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Mbps,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。
12月底,广汽AionV5G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5GV2X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。
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,并计划在年在更多国产车型上搭载这一技术。
C-V2X兑现了年量产“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