汽车智能座舱发展现状及未来趋势研究
腾讯汽车图片摘要:汽车智能座舱是基于“互联网+”和智能驾驶技术,融合人机交互、智能导航、娱乐交互等技术,实现人机交互的创新应用,能够为用户提供智能化的车载信息服务,为用户带来舒适、安全、便捷的驾乘体验。 在汽车行业整体向智能化、电动化转型的背景下,智能座舱作为汽车电子行业的细分领域,其发展逐渐进入到了快速成长期。本文从智能座舱的定义出发,对智能座舱发展现状和未来趋势进行分析,结合车内主要功能和典型应用场景,从人机交互、座椅交互、视觉交互、声音交互等角度出发,分析汽车智能座舱技术发展方向,以供参考。
[1]关键词:汽车;智能座舱;发展[2]趋势
引言:在智能座舱技术快速发展的大背景下,汽车行业智能座舱的相关概念、定义及内涵也在不断丰富和拓展。在智能座舱概念上,目前市场上主要有座舱电子、驾驶舱智能系统三个定义。其中,座舱电子是指与座舱相关的一系列硬件、软件和应用,包括仪表、中控屏、中控娱乐系统等;驾驶舱智能系统是指与驾驶员、乘客直接相关的一系列硬件和软件,包括 HUD抬头显示系统、AR-HUD投影系统、方向盘触控屏等;而驾驶舱智能系统则是指与驾驶
员相关的一系列硬件和软件,包括智能语音助手、驾驶员监测系统等。
1.智能座舱行业规模超万亿
随着汽车智能化、网联化、电动化和共享化的不断发展,智能座舱正在成为车企与消费者的主要交互入口,汽车智能座舱产业规模持续提升。根据前瞻产业研究院数据,2022年我国汽车智能座舱行业市场规模为1196.1亿元,预计到2025年将达到1898.4亿元。从产品来看,智能座舱产品主要包括车载娱乐系统、驾驶辅助系统和智能驾驶系统三大类,2023年市场规模分别为852.3亿元、869.9亿元和263.5亿元。[3]从供应商来看,目前车载娱乐系统供应商主要有瑞萨电子、德赛西威、华阳集团等;驾驶辅助系统供应商主要有伯特利、均胜电子、拓普集团等;智能驾驶系统供应商主要有华阳集团、麦格纳等[1]
2.智能座舱软硬件发展现状
随着电子电气架构不断向模块化、集成化和微服务化演进,汽车电子电气系统越来越复杂,控制方式也从过去的功能逻辑控制向信号处理方向转变。随着新能源车渗透率不断提升,电动汽车成为智能座舱的重要载体,其所搭载的智能座舱也逐渐从传统的空调、音响
系统等功能单元向智能化方向发展。同时,随着车载操作系统逐渐向车规级、跨域融合等方向发展,智能座舱也从传统的显示、娱乐等功能逐渐向智能化、网联化方向发展[2]
根据产业链不同环节来看,汽车智能座舱硬件主要包括硬件芯片(MCU)、传感器(激光雷达)和芯片模组(摄像头);软件主要包括操作系统、中间件、应用软件和数据库;而整车企业则是智能座舱核心硬件与软件的提供者,也是未来智能座舱行业的主导力量。智能座舱行业下游需求端方面,我国汽车保有量和人均拥车率持续增长,在新能源汽车快速发展的驱动下,智能座舱行业正处于高速发展期,下游需求端的增长为智能座舱行业的发展奠定了坚实基础。智能座舱产业链上游:芯片及传感器厂商是其重要参与者。在整个产业链中,目前拥有较强实力的主要是传统汽车零部件企业和以互联网企业为代表的造车新势力。
3.智能座舱应用场景
随着智能驾驶、自动驾驶的发展,智能座舱正逐步从驾驶员侧的驾驶员辅助系统(ADAS),向车内乘客侧的驾驶员辅助系统(DMS)过度[4]。从 ADAS到 DMS,智能座舱正从提供驾驶辅助功能,向提供驾乘者信息服务,甚至是车内娱乐服务和个人生活服务
延伸。
智能座舱应用场景主要包括:人机交互、健康检测、娱乐信息和娱乐服务、交通信息、驾驶辅助和安全保障等。其中,人机交互是智能座舱的核心技术。目前,智能座舱主要应用在乘用车上,同时也应用在商用车上,且主要集中在安全和驾驶辅助系统(ADAS)上。乘用车座舱系统主要由仪表、中控、座椅三部分组成,其中仪表盘是用户与车辆信息交互的界面,中控和座椅是用户的主控制单元。ADAS系统包括多种传感器,如激光雷达、摄像头、超声波雷达等,并通过中央计算平台对来自不同传感器的数据进行处理,根据采集到的数据实现对车辆状态的识别和控制,从而达到驾驶辅助的目的。智能座舱作为汽车的核心部件,未来将广泛应用在新能源车、乘用车等车型上。
从市场规模看,国内智能座舱市场规模持续扩大。据前瞻产业研究院数据显示,2022年我国智能座舱市场规模达到1542.4亿元[5],未来有望继续保持增长态势。未来随着自动驾驶技术的发展和智能网联技术的发展,智能座舱将进入到家庭消费电子产品领域。当前市场上的智能座舱产品主要以基于手机的车载系统为主,未来随着5G网络的商用和家庭智能终端的普及,基于智能手机应用的车载系统将逐步成为市场主流。
4.国内厂商布局情况[6]
国内车企积极布局智能座舱领域,在智能座舱领域逐渐形成了以华为、百度、阿里、腾讯等为代表的四大玩家,在智能座舱技术、硬件产品和软件应用上进行了深入的布局。华为作为全球领先的 ICT (信息与通信技术)基础设施和智能终端提供商,通过智能网联汽车,打造车家互联、全场景智慧出行等生态服务。百度依托于大数据和人工智能技术,推出 Apollo智能网联系统,通过整合百度 AI技术,并与整车企业合作,提供软件服务和硬件产品[3]。阿里凭借自身的流量优势,联合车企推出“车路协同”系统,为交通管理部门提供车联网平台服务。腾讯依托于腾讯生态,与主机厂、出行公司合作推出“智慧出行”解决方案。国外厂商布局国外汽车厂商对于智能座舱的布局相对较早,通过软件定义汽车,不断对智能座舱进行升级。
5.未来发展趋势
智能座舱的发展趋势主要有三个方面,一是人机交互,二是视觉感知,三是场景化体验。
(1)人机交互:智能座舱未来将从多感官融合的交互模式向“用户为中心”的交互模式转变。
未来的智能座舱将在语音控制、手势识别、面部识别等方面取得突破。在语音交互方面,目前很多汽车厂商都已经推出了搭载科大讯飞的智能语音系统,但是对于很多用户来说,语音交互的体验不够友好,在智能座舱未来发展中,将会有更多的语音控制技术出现[4]
手势识别:目前汽车厂商主要通过触摸方向盘和换挡拨片来实现手势操作。但是随着智能座舱的发展,手势识别技术将会更多地应用在智能座舱上。这是因为手势操作具有不需要按键,不需要鼠标、键盘,用户在驾驶中就可以实现对导航、多媒体、空调等功能的操作。
比如在智能座舱中,用户可以通过方向盘上的两个按键实现对音乐和导航的控制,不用去按键,这样会更加方便。首先,它具有较高的安全性,手势操作不需要接触任何的物理按键或者触控屏,所以不会存在误触或者误操作的情况。其次,它的操作直观:手势操作能够让用户更加直观地去操作车辆,不用通过触摸屏幕或者点击屏幕来实现相应的功能。最后,它的识别度较高,手势识别可以通过对手势和背景颜的准确判断,来实现对相关功能的识别。
面部识别:在面部识别技术方面,目前大多数汽车厂商都已经实现了这项功能。但目前人
脸识别主要应用在部分高端车型上,智能座舱中的面部识别技术将会率先应用于自主品牌车型中。这些技术的应用,将会使智能座舱更加人性化和智能化。
(2)视觉感知:未来智能座舱将搭载多种传感器,实现人车一体化感知与决策。基于深度学习算法的环境感知技术将成为重要支撑,以实现车内环境的智能感知、主动管理和智能交互。语音识别:语音交互将成为人车交互的核心。智能座舱将采用基于深度学习算法的语音识别技术,实现人-车-环境的无缝交互。
交互方式:未来智能座舱将采用沉浸式和场景化的交互方式,提升用户体验。沉浸式指的是,通过手势控制、语音控制等多种方式,为用户营造“身临其境”的感官体验;场景化指的是,智能座舱通过不同场景化服务,为用户提供多样化服务。
驾驶辅助:未来智能座舱将实现自动驾驶,通过基于深度学习算法的感知技术实现自动驾驶。在感知技术方面,智能座舱将通过激光雷达、毫米波雷达等多种传感器进行环境感知;在决策控制方面,则会采用高精地图和高精度定位技术。
(3)场景化体验:智能座舱将实现以用户为中心,提供更多智能化场景,比如车外交互、车内交互等。在不同的场景中,人与座舱之间的交互方式也将有所不同。
当然,如果说上述是智能座舱的一些基本技术,那么接下来会有哪些发展趋势呢?首先是,人工智能。人工智能技术是目前车企最关注的点,智能座舱也是如此。在智能座舱中,需要大量的数据进行训练,让机器可以更好地理解用户的需求,也能让驾驶员在驾驶过程中更安心。目前来看, AI技术还无法完全代替人类,但未来一定会是一种趋势。其次是虚拟现实技术,虚拟现实技术能够实现沉浸式体验,让驾驶员沉浸在驾驶过程中,对于道路上的各种情况都有了更加直观的认识。虚拟现实技术为驾驶带来更多乐趣。