網(wǎng)聯(lián)汽車智能座艙的定義與發(fā)展趨勢(shì)

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隨著汽車行業(yè)的發(fā)展,智能座艙這一形態(tài)出現(xiàn)了,它為消費(fèi)者提供了更多功能體驗(yàn),其內(nèi)在功能也越來(lái)越豐富。這篇文章里,作者就介紹了智能座艙的定義和發(fā)展趨勢(shì),不妨一起來(lái)看看給你多元體驗(yàn)的智能座艙,走過(guò)了怎樣的發(fā)展歷程?

智能座艙是龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程:一方面隨著汽車向電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化發(fā)展,座艙提供了更多元的應(yīng)用場(chǎng)景和功能體驗(yàn);另一方面數(shù)據(jù)和算力的不斷提升,座艙的人機(jī)交互和智能化體驗(yàn)越來(lái)越豐富。下面我們就來(lái)介紹一下智能座艙的定義和發(fā)展趨勢(shì)。

圖為飛凡R7內(nèi)飾

一、智能座艙定義

近幾年,隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的快速發(fā)展,消費(fèi)者對(duì)汽車的認(rèn)知也逐漸從“單一的交通工具”向“第三空間”轉(zhuǎn)變,座艙因?yàn)榫哂幸苿?dòng)的空間屬性,自然也得到重塑的機(jī)會(huì)。同時(shí),5G、人工智能(Artificial Intelligence,AI)、大數(shù)據(jù)、人機(jī)交互、汽車芯片與操作系統(tǒng)等技術(shù)的進(jìn)步將推動(dòng)智能座艙未來(lái)的發(fā)展,甚至引發(fā)變革。

目前,各大主機(jī)廠、供應(yīng)商與部分生態(tài)玩家均將視線聚焦在智能座艙領(lǐng)域,欲提前布局,占據(jù)智能座艙生態(tài)圈內(nèi)的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)地。

不難看出,在很多車型的座艙設(shè)計(jì)中,座艙已不再是車機(jī)加儀表這樣的形態(tài),而是能夠?qū)⒏鞣N零部件整合起來(lái),提供給用戶一種多模態(tài)的交互方式,一種可進(jìn)化的擬人助理,以便為駕駛員和乘客提供多元化的服務(wù)和極具情感化的用車體驗(yàn)。

然而,由于智能座艙是一個(gè)復(fù)合型概念,涉及的細(xì)分技術(shù)種類繁多,業(yè)界對(duì)于智能座艙的定義并未形成統(tǒng)一,也沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn),以至于企業(yè)的玩法各不相同。在這樣多方混戰(zhàn)的局面下,探索出一條廣泛認(rèn)可的智能座艙落地路徑成為行業(yè)需要解決的問(wèn)題。

什么是“座艙”?

對(duì)于消費(fèi)者而言,座艙就是目光所及、耳朵所聽(tīng)、觸覺(jué)所至的一切可以交互的內(nèi)飾或零部件,包括座椅、燈光、空調(diào)、方向盤、車機(jī)、儀表、抬頭顯示儀(Head Up Display,HUD)等。

什么是“智能”?

一般認(rèn)為智能是知識(shí)和智力的總和,前者是智能的基礎(chǔ),后者是指獲取和運(yùn)用知識(shí)求解的能力。這里面提到一個(gè)很重要的概念,如果只是照搬前人,則不算是智能,智能需要打破知識(shí)和想象的壁壘,掌握運(yùn)用知識(shí)求解的能力。換句話說(shuō)就是用現(xiàn)有的技術(shù)去解決以前不敢想的痛點(diǎn),這個(gè)結(jié)果最終呈現(xiàn)出的效果叫“智能”。

這里舉個(gè)通俗的例子:當(dāng)年蘋果公司推出iPhone時(shí)有一個(gè)很大的突破,就是當(dāng)各家手機(jī)廠商在結(jié)合各種場(chǎng)景更改物理鍵盤時(shí),他們選擇做一款可以用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)變化的鍵盤,這樣就可以持續(xù)迭代鍵盤,而不用老是更改機(jī)型。這個(gè)例子就體現(xiàn)出評(píng)估巧用現(xiàn)有的技術(shù)去解決一個(gè)不敢想的痛點(diǎn),這種突破體現(xiàn)出了“智能”的效果。

那什么是“智能座艙”?其實(shí)就是用現(xiàn)有的技術(shù)去整合座艙內(nèi)可交互的內(nèi)飾或零部件,去解決原來(lái)難以解決的痛點(diǎn):

特斯拉第一代ModelS采用了一塊17英寸車機(jī)屏幕,整合了內(nèi)容以及復(fù)雜的車控按鈕,以方便駕駛員獲取信息并做出交互。這就是智能座艙。

搭載斑馬1、0系統(tǒng)的榮威RX5用語(yǔ)音控制整合了所有可調(diào)節(jié)控制的功能,包括空調(diào)、車窗和天窗,用一種眼不離路的交互方式幫助駕駛員在車內(nèi)進(jìn)行更好的交互。這就是智能座艙。

長(zhǎng)安UN-T通過(guò)搭載的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)和座艙監(jiān)控系統(tǒng)(IMS)攝像頭可以主動(dòng)感知用戶所處的場(chǎng)景,理解用戶的意圖,主動(dòng)交互,讓用戶的需求“零”次交互即可滿足。這就是智能座艙。

二、智能座艙發(fā)展

相比于傳統(tǒng)座艙,智能座艙的變化主要體現(xiàn)在硬件與軟件兩個(gè)層面。

在硬件層面,智能座艙的中控和儀表屏幕尺寸更大、分辨率更高,可以實(shí)現(xiàn)一體式的多屏聯(lián)動(dòng),還有一些新增硬件,如HUD、娛樂(lè)系統(tǒng)、智能攝像頭等。

在軟件層面手機(jī)端的應(yīng)用被移植到座艙內(nèi),包括導(dǎo)航、音樂(lè)等;一些人工智能技術(shù)服務(wù),括語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、駕駛員監(jiān)控、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(Advance Driving Assistance System,ADAS)、預(yù)警等相關(guān)功能也被融合進(jìn)來(lái)。另外,技變革推動(dòng)著人們生活水平的提高,也源源不斷地激發(fā)出新的需求;同時(shí),新的需求也刺激著技術(shù)的提升。

1. 發(fā)展階段

從用戶體驗(yàn)角度來(lái)說(shuō),在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)中,汽車座艙的發(fā)展大致可分為本地化與網(wǎng)聯(lián)化階段以及智能化階段兩個(gè)階段。各階段的主要?dú)v程及未來(lái)趨勢(shì)如下。

1)本地化與網(wǎng)聯(lián)化階段,主要經(jīng)歷了機(jī)械化、電子化以及網(wǎng)聯(lián)化三個(gè)階段。具體來(lái)說(shuō):

機(jī)械化:20世紀(jì)60-90年代為機(jī)械時(shí)代,座艙主要由機(jī)械式儀表盤及簡(jiǎn)單的音頻播放設(shè)備構(gòu)成,物理按鍵功能單一。

電子化:2000-2015年為電子化時(shí)代,出現(xiàn)小尺寸中控液晶顯示器與導(dǎo)航功能,系統(tǒng)相對(duì)分散。電子信息系統(tǒng)逐步整合,組成“電子座艙域”,并形成系統(tǒng)分層。

網(wǎng)聯(lián)化:車機(jī)系統(tǒng)或座艙整體的網(wǎng)聯(lián)水平與人機(jī)交互能力出現(xiàn)一定程度的提升,用戶體驗(yàn)接近或超越智能手機(jī),能夠提供少量的內(nèi)容服務(wù)。

2)智能化階段,主要經(jīng)歷智能駕駛與“第三生活空間”兩個(gè)階段。具體來(lái)說(shuō):

智能駕駛:人機(jī)交互與座艙感知技術(shù)突破,車內(nèi)軟硬件一體化聚合,車輛感知精細(xì)化。車輛可在整個(gè)用車行程周期中,為駕乘人員主動(dòng)提供場(chǎng)景化服務(wù),座艙可實(shí)現(xiàn)機(jī)器半自主甚至自主決策。

第三生活空間:未來(lái)交通出行場(chǎng)景與汽車使用場(chǎng)景將更加多元化和生活化,基于車輛位置與狀態(tài)信息,融合信息、娛樂(lè)、訂餐、互聯(lián)等功能,為消費(fèi)者提供更加便捷的體驗(yàn)。尤其是自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)之后,智能座艙可以更好地為用戶提供場(chǎng)景化的服務(wù),比如商務(wù)會(huì)議、睡眠、影音娛樂(lè)、游戲、美容和教育等。

2. 發(fā)展背景及歷程

從技術(shù)角度來(lái)說(shuō),汽車座艙融合了無(wú)線電通信、感知、控制等多種新興技術(shù),以下簡(jiǎn)要介紹其發(fā)展背景及歷程。

1888年,德國(guó)科學(xué)家海因里?!ず掌潱℉einrichHertz)發(fā)現(xiàn)了無(wú)線電波的存在;1906年,加拿大發(fā)明家雷金納德·范信達(dá)(Reginald Fessenden)首度發(fā)射出“聲音”,無(wú)線電廣播就此開(kāi)始。無(wú)線電廣播的發(fā)明為人們之間的信息傳遞帶來(lái)了極大便利,擺脫了有線束縛,逐漸滲透進(jìn)各類生活場(chǎng)景,汽車也不例外。

1924年,雪佛蘭生產(chǎn)了第一輛配備收音機(jī)的汽車,并迅速推廣開(kāi)來(lái)。收音機(jī)的到來(lái)豐富了人們的出行場(chǎng)景,搭建了一個(gè)移動(dòng)中的溝通橋梁,但如何只獲取自己想要的信息,仍是一個(gè)難題。

1963年,荷蘭飛利浦公司研制出了全球首盤盒式磁帶,大小僅為早期的菲德里派克循環(huán)卡式錄音機(jī)的1/4,磁帶雙面都由塑料外殼包裹,可最大限度地保護(hù)其中的數(shù)據(jù),每一面可容納30~45min的立體聲音樂(lè)。

兩年后,也即1965年,福特和摩托羅拉聯(lián)合開(kāi)發(fā)了安裝在中控臺(tái)上的磁帶播放器,人們開(kāi)始可以在汽車上播放自己喜歡的音樂(lè)曲目。1985年,搭載CD播放器的汽車橫空出世,進(jìn)一步豐富了中控臺(tái)的功能。

圖為傳統(tǒng)車載磁帶播放器

車載電子設(shè)備的發(fā)展緩解了乘員出行中的枯燥氛圍,但隨著汽車技術(shù)的成熟,車內(nèi)電控單元逐漸增多,模塊之間的互聯(lián)壓力變得越來(lái)越大(例如,有的子系統(tǒng)需要控制執(zhí)行器和接收傳感器反饋)。各家車企迫切需要一種安全、經(jīng)濟(jì)、便利的車內(nèi)子模塊總線互聯(lián)架構(gòu),以此來(lái)滿足日益增加的數(shù)據(jù)傳輸需要。

20世紀(jì)80年代,博世和英特爾聯(lián)合開(kāi)發(fā)控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,CAN)總線系統(tǒng),用于車內(nèi)電子控制單元(ElectronicControl Unit, ECU)的數(shù)據(jù)通信。CAN總線系統(tǒng)的應(yīng)用減輕了數(shù)據(jù)傳輸壓力,將車載電子帶入了高速發(fā)展階段。

20世紀(jì)90年代開(kāi)始,車載嵌入式電子產(chǎn)品種類日益增多,進(jìn)而出現(xiàn)了車載娛樂(lè)信息系統(tǒng)(In-Vehicle Infotainment,IVI)的概念。在這個(gè)背景下,平臺(tái)化及模塊化開(kāi)發(fā)的需求明顯,車載操作系統(tǒng)得以應(yīng)用,但由于顯示屏技術(shù)還不成熟,密密麻麻的按鍵讓實(shí)際操作非常困難。

為解決這一難題,2001年,寶馬7系引入中央顯示屏,標(biāo)志著液晶屏正式進(jìn)入汽車座艙,奠定了隨后車機(jī)系統(tǒng)的主要形態(tài),汽車內(nèi)飾開(kāi)始顯示出炫酷的科技感。提高顯示屏的分辨率和響應(yīng)速度成為這段時(shí)間的重要發(fā)展目標(biāo),智能座艙逐漸幻化成型。

中央顯示屏的引入可以幫助人們解決過(guò)去的諸多問(wèn)題,如出遠(yuǎn)門或者前往陌生目的地時(shí)的導(dǎo)航等。此外,由之帶來(lái)的信息集中和層級(jí)特性也幫助人們釋放了車內(nèi)空間,只需要保留車窗等重要實(shí)體按鍵,其他的便可收入一屏之內(nèi)。

圖為大眾桑塔納車載娛樂(lè)系統(tǒng)

圖為寶馬7系中央顯示屏

2006年,美國(guó)開(kāi)放全球定位系統(tǒng)(GPS)民用化,基于觸屏顯示的導(dǎo)航功能成為推動(dòng)座艙電子化的強(qiáng)勁動(dòng)力。

2012年,特斯拉ModelS在美國(guó)上市,搭載17寸嵌入式中控屏幕,基本取消物理按鍵。

技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)著萬(wàn)物互聯(lián),也推動(dòng)著領(lǐng)域融合與借鑒。HUD是普遍運(yùn)用在航空器上的飛行輔助儀器,其最早出現(xiàn)在軍用飛機(jī)上,以降低飛行員需要低頭查看儀表的頻率,避免注意力中斷以及喪失對(duì)狀態(tài)意識(shí)的掌握。隨后,因?yàn)?HUD 的方便性以及能夠提高飛行安全,民航機(jī)也紛紛跟進(jìn)安裝。因?yàn)橛布杀靖?,交互體驗(yàn)一般,HUD在汽車行業(yè)的應(yīng)用雖不廣泛,但近幾年也備受關(guān)注。

2014年,HUD廠商N(yùn)avdy發(fā)布集導(dǎo)航顯示、語(yǔ)音交互、手勢(shì)操作、收發(fā)郵件等功能于一身的后裝HUD產(chǎn)品,如下圖所示。

圖為NavdyHUD

互聯(lián)的一個(gè)重要體現(xiàn)是跨平臺(tái),除了我們耳熟能詳?shù)氖謾C(jī)、PC、智能家居等,車機(jī)也逐漸走向開(kāi)放。2014年,安卓Auto和蘋果CarPlay分別發(fā)布。安卓Auto是谷歌推出的專為汽車所設(shè)計(jì)的安卓系統(tǒng),旨在取代汽車制造商的原生車載系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行安卓應(yīng)用與服務(wù)并訪問(wèn)與存取安卓手機(jī)內(nèi)容。

CarPlay是蘋果公司發(fā)布的車載系統(tǒng),它將用戶的iOS設(shè)備與車機(jī)系統(tǒng)無(wú)縫連接,用戶體驗(yàn)也延續(xù)蘋果家族設(shè)計(jì)風(fēng)格。2016年6月13日,蘋果在全球開(kāi)發(fā)者大會(huì)(WWDC)上表示,該公司的智能車載系統(tǒng)CarPlay將與iOS10一同更新,成為新版蘋果地圖和 Siri 的最佳搭檔。2017年3月,馬自達(dá)宣布,將安卓Auto 和 CarPlay功能加入其產(chǎn)品陣營(yíng)當(dāng)中。

圖為安卓Auto

圖為蘋果CarPlay

此外,座艙的發(fā)展也得益于材料技術(shù)的突破。2018年國(guó)際消費(fèi)電子品博覽會(huì)上,偉世通發(fā)布智能座艙系統(tǒng) SmartCore,其基于域控制器整合車載中控和儀表盤等座艙零部件,代表主流域控制器方案開(kāi)始向市場(chǎng)推廣。

圖為偉世通SmartCore

2020年,智能座艙方案陸續(xù)面世,包括主機(jī)廠、供應(yīng)商及科技互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛進(jìn)軍智能座艙領(lǐng)域:阿里旗下斑馬網(wǎng)絡(luò)發(fā)布新一代智能座艙系統(tǒng);華為智能座艙解決方案發(fā)布,三大平臺(tái)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。

圖為華為智能座艙解決方案發(fā)布

從以上描述中不難看出汽車座艙的演變特點(diǎn)之一:功能從分散到集中,控制從獨(dú)立到整合。如果將中控屏的出現(xiàn)視作智能座艙的起點(diǎn),那么智能座艙的發(fā)展經(jīng)歷了整體基礎(chǔ)一細(xì)分產(chǎn)品一融合方案的格局變化。先是整體的電子電器架構(gòu)和操作系統(tǒng)的出現(xiàn),隨后各細(xì)分產(chǎn)品逐漸裝載到車上,如今的趨勢(shì)是各產(chǎn)品的整合協(xié)同。

從感官上來(lái)看,座艙智能化拓展了乘員與車的交互方式,正在逐步引領(lǐng)乘員與車的交互走向多元化。

從一開(kāi)始的全物理按鍵交互(觸覺(jué)),到觸屏控制(視覺(jué)開(kāi)始登上舞臺(tái)),再到多模交互(語(yǔ)音、手勢(shì)、視覺(jué)等新技術(shù)的出現(xiàn)以及融合),技術(shù)成熟之后的智能助手、人機(jī)共駕等,都體現(xiàn)了座艙在人機(jī)交互方面的創(chuàng)新推動(dòng)作用,且逐漸向著個(gè)性化、高情商、簡(jiǎn)單便捷的方向貼近,感知更加多模、決策更加主動(dòng)、交互更加人性。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,未來(lái)座艙的體驗(yàn)也會(huì)迎來(lái)更大的突破。

本文由 @ALICS 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理。未經(jīng)許可,禁止轉(zhuǎn)載

題圖來(lái)自Unsplash,基于CC0協(xié)議

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