智能真的智能_ 智能座舱是智能汽车的下一个潮流,高效AI计算打造的全场景感知是关键

汽车的发展至今已有100多年的历史,随着汽车电气化、智能化、净化等技术的快速发展,人与车的关系也被重新定义,人不再是车辆驾驶员,而是从各种制约中解放出来,成为智能汽车的主导者和享受者。

其实,最初的车载娱乐系统是收音机。 1930年,摩托罗拉制造了世界上第一台集成化的车载收音机5T71。 1946年,全美有九百万辆以上的车载收音机。 70年代,组装收音机的车占了60%。 这也是第一个车载娱乐视频系统。

然而,人们对此并不满意。 1965年,福特和摩托罗拉公司在汽车行业引进了8-卡车的录音机,选择了司机自由听取的内容。 之后,墨盒的高保真度比8卡车磁带更适合在汽车上使用。

激光唱片上市后,磁带开始迅速被替换。 1985年,首次出现了搭载CD机身的车,该高级车载系统在夜间“占领”了中央控制台。 CD比磁带小,便于携带,存储容量大,比磁带更容易保存。

接着,DVD按照CD的步调,进入车载娱乐系统。 之后,车载娱乐系统进入了影像时代。 随着屏幕的出现,背景影像和导航等功能在汽车的配置上开始大规模的出现。 至此,车载娱乐系统迎来了新的发展时期。

之后,车载娱乐系统开始向数字化和网络化的方向发展。 车载数字视频语音导航系统、车载数字信息网络视频语音导航系统通过数字化和网络化多媒体搜索,促进了车载信息娱乐系统向网络媒体的融合。

如今,蓝牙、导航、音乐播放等功能已经成为人们熟悉的功能。 例如苹果公司推出的Carplay集成了移动连接、娱乐、导航、手机控制等功能,便于将手机的丰富生态转移到汽车中,大大提高了汽车所有者的整个环境体验。

现在,移动办公室、起居室、娱乐室、睡眠环境成为一体的移动客舱是人们所期待的。 因此,智能客舱应运而生:全液晶仪表、车载信息娱乐系统IVI、ADAS高级驾驶辅助系统、语音识别、手势识别、AI、AR、HUD、气动灯、智能座椅等,驾驶越来越愉快。

说到汽车,智能化、网络化是必不可少的,随着这两大风口,智能汽车的重要性越来越突出。

几乎所有的汽车制造商都主张自动驾驶会在2020年左右到来,旅行会变成我们无法想象的样子,但是很明显是乐观的……

制造商提出了各种各样的市场扩大的期待,但是来自供应链的信息非常谨慎,现在,2020年以后L2级自动驾驶被商业化是现实,L3需要更长的时间。

但是,在自动驾驶之前,汽车客舱这一场景已成为集车载互联网、智能交流、新材料等技术于一身的阵地。 车内空间的形态也经历过从功能手机向智能手机的转移,从最初的移动工具的作用变成了移动的智能空间。

针对这个问题,雷锋网同时采访了6位学术界、工业界领导人,得到的答案比较一致:从目前自动驾驶研究的进展来看,“智能车厢”可能是智能车发展的最佳选择。

蔚来汽车创业者李斌说,长期以来汽车共享模式的推进者有可能走错方向。 汽车不能只是旅行用具。 它具有很强的个人属性,汽车的价值感也需要围绕这个核心来构筑。

一组移动智能空间肯定适合于进行渗透到生活各个角落的智能终端的交流习惯和体验性传承。

你上车的时候,基本上是在第二家,通过自主的互动,对车发出指令,满足功能上的需要,通过被动的感觉,检测你的精神状况,提供调整驾驶模式的参考,并通过与外部智能硬件的连接,提供乘车空间

智能客舱主要由几个部分组成:车载信息娱乐系统、流媒体镜、平视显示系统、全液晶仪表、车网系统、车内乘客监控系统。

以特斯拉为代表的网络科技企业为了通过多屏融合实现交互,以液晶仪表、HUD、中心屏幕、后部HMI娱乐屏幕为载体,进行语音控制、手势操作等更智能化

从汽车技术的发展来看,1980年代博世和英特尔开发了CAN总线,用于车内数据通信的2015年Android和苹果Carplay的发布至今各汽车企业、零部件供应商、互联网企业相继发布了智能客舱的解决方案。 随着电子技术、汽车技术的发展,智能车厢大体上经历了整体零散的沙―亮点产品―各产品的协同融合。

智能客舱1.0——连接

以驾驶体验为中心,移动性的场景化功能较少,手机和车的功能重叠,车厂为了车的亮点而累积了手机的功能,因此硬件和软件的集成度较低。

智能客舱2.0——电子技术升级

主要集成电子电气设备体系结构升级,形成智能驾驶室域,加强汽车功能,挖掘千车千面互控需求。

智能客舱3.0——融合

以乘坐为主,客舱资源开放,移动场景功能的生态形成。 市场认知达成共识的同时,客舱布局在蓝海消失时,深入挖掘智能客舱背后的潜在优势。

目前,互联网、车网、5G通信技术的出现加快了汽车智能客舱的发展,实现自动驾驶释放了车内空间,空间变化不断产生新的智能需求,新的产品服务理念、生态链接能力。 智能客舱具有汽车安全属性、互联网方便高效的属性和人性化的交互属性。

因此,与目前汽车技术的风口相比,智能客舱具有迅速发展的条件。

对于主机制造商来说,智能客舱可以实现产品差异化的亮点之一,成为形成竞争力的有效要点。

汽车电子化、互联化的发展为车辆智能化带来了新的着陆点。 与困难的自动驾驶不同,智能驾驶室的研究开发理念更加明确,获得产品更快,各厂商可以迅速研发适合自动驾驶的智能驾驶室。

另一方面,即使自动驾驶的发展跟不上智能驾驶室的步伐,先进的驾驶室理念在现阶段也适用于批量生产车,提高乘客的乘坐舒适度和安全性,能够表现自己的技术基础,为什么各厂商都热衷于智能驾驶室的开发呢?

另外,现在整车的销售量在减少,汽车企业以智能客舱为新车型的亮点,以此提高销售市场的竞争力,呈现从豪华车型向中低端车型探索的倾向。

对消费者来说,用户在5G时代期待智能网络的移动空间,安全、质量和体验是三大必需品。

一家权威机构在2019年的消费趋势报告中指出,追求品质、个性化体验、摆脱社交网络,节省时间是当前消费者的主要诉求。

消费者对汽车已经从简单的交通工具变成了电气化水平高的数字驾驶室,甚至是具有智能网络功能的智能驾驶室,在自动驾驶过程中变成了众多人工智能的移动生活空间,也就是智能客舱。

这也是人们期待的数字生活,商务活动、社交活动、消费活动从家庭公司转移到客舱。

换个角度来看,智能客舱产业受市场、供给、成本、消费者等多因素的影响,为汽车价值链提供了新机遇。

消费者:智能客舱产品对消费者购车决策影响较大的消费者希望获得更舒适、方便、个性化的车身体验,进一步推进车内产品和服务的反复升级。

需求方面:内容多样化,容量需求,多区域显示功能安全和行驶安全,提高汽车自主驾驶能力。

成本方面:技术成熟度和规模化的应用,推动智能驾驶室成本下降的成本下降加快了相关功能部件向中低车的渗透速度。

由于多个因素,汽车产品不断演变,给产业价值链带来新机遇,智能化和网络化客舱成为发展的新主题。

最近,世界闻名的咨询机构罗兰德贝格,结合地平线发表了《智能客舱发展趋势白皮书》。 白皮书对汽车消费者的需求、智能客舱的发展趋势和智能客舱产业链的动态进行了探讨和趋势展望,为智能客舱相关产品的设计开发提供了方向指导。

白皮书指出,随着市场和技术的成熟,智能驾驶室成为汽车行业技术发展的新趋势,基于AI芯片构建的独立感官层是推动该领域高速发展的重要推动力。

智能驾驶室已经成为集成多主体电子部件的复杂系统,提供多屏幕对话和先进的交互技术,如语音识别、手势识别等,并融入云智能和ADAS功能。

结合传统的新技术途径,智能客舱从高端车辆向中间车辆的渗透加速,2018年进入了大众化普及阶段。

智能客舱全液晶仪表盘、HUD等功能渗透率还很低,正在加快发展。 例如全液晶仪表的透射率在5%左右,到2020年透射率会达到20%。

智能客舱在提高人车一体交互体验的同时,对车内感觉的需求也越来越强烈。

受智能手机等消费电子的影响,消费者喜欢更大、更清晰的画面和语音对话方式。

因此,汽车企业希望通过构建个性、智能音响效应与语音交互,提高客舱环境吸引消费者,从而整理出更年轻的品牌形象。 例如,服务于驾驶辅助功能的语音对话,能够配合光的效果用于警告的语音代替屏幕成为新的交互等。

除此之外,车内的视觉感觉能够有效地辅助自动驾驶。 例如,实现车内视觉、语音识别的智能驾驶室系统能够有效地检测驾驶员的状态,有助于自动驾驶系统决策的正确性和安全性。

特斯拉虽然不是第一家在汽车上使用触摸屏的汽车企业,但它是一家将巨大的触摸屏转换为技术代词的企业。

搭载17英寸“超级触摸屏”的特斯拉ModelS/X,直到数年后的今天,仍是吸引众多消费者的一大亮点。

那么出了问题,触摸屏的交互方式真的是“终极方案”吗? 未来智能客舱的发展有没有更完美的解决办法?

事实上,触摸屏的使用与运行资源直接竞争。

驾驶员必须在驾驶过程中并用“手-眼”形成完整的驾驶控制环路。 另一方面,驾驶员在触摸屏的每个交互作用下并用“手-眼”资源,与驾驶控制环路竞争,容易分散驾驶员的注意力,不利于安全驾驶。

因此,在自动驾驶正式落地之前,交互式设计必须以驾驶任务为中心。 更好的设计方案是占有尽可能少的“手和眼”资源的方案。 即取消触摸屏,采用“声音和-HUD/AR”的智能多模式对话。 “声音”能释放“手”资源,HUD/AR尽量减少驾驶员的视线和注意力远离车辆前方,确保车辆安全。

尽管如此,这种互动仍然是被动的。

智能客舱所需的“终极”对话方案应该是车与人的积极对话。 也就是说,车外环境、车内视觉、语音识别、AR等各种感觉手段相结合,可以使车辆成为AI“管家”,全面提高业主的体验。

例如,AR导航与以往的导航相比,展示的详细情况较多,在需要输入车外视觉感知结果的主动交互中,需要用车内摄像机正确判断车内的所有生命体,融合按钮和声音等,根据场景积极地“读取语言”。

汽车智能化的一个重要标志是汽车交流更加了解人,智能化和个性化是提高用户体验的关键。 针对这一需求,综合分散的感知能力,生成独立的感知层是很重要的。

该感知层需要整合麦克风和摄像机的数据,融合视觉对话、语音识别技术,完成准确自然的车内对话,感知层硬件核心在计算机视觉和语音语义分析方面必须具备强大的性能。

同时,在汽车客舱这种典型的低功耗环境下,能够提供这些性能的硬件核必须同时提供更高的能效。 性能和功耗是“游戏”,只有高效的AI芯片才是唯一的解决办法。

目前车内的许多控制器模块倾向于使用单个AI检测芯片来集成传统子系统分布式的检测能力。 例如,信息娱乐系统由过去的MCU应用处理器的芯片组方案实现。 其中,MCU作为与车辆的“接口”,负责安全功能的AP作为主核,负责大部分智能功能的实现。

但是,随着车内视觉和语音对话的需求增加,IVI对AI的计算能力的需求越来越大,因此搭载了负责AI感知计算的专用协处理器,负责车内视觉和语音识别等算法的AI的加速。 具体而言,协处理器能够实现FaceID、疲劳监视、注意力检查等感知能力,与AP合作实现乘车问候、智能照相、车控功能。

这种专用协处理器不仅可用于车内感觉,还可用于车外环境感觉,在软件分层结合解除的理念下,产生了独立感觉层的概念。 独立感知层将各种传感器的感知结果集中在一起,作为公共资源向上层功能软件开放,为各种智能应用提供了完整的感知能力。

无论智能汽车的应用是什么,都有共同的基础是知觉。

要让汽车理解驾驶员,理解整个道路环境,理解行人的意图,汽车必须对物理世界有正确而丰富的感觉。 物理世界的客观性也决定了感觉的独立性。

也就是说,感知是实现汽车智能化的基础。

现在,智能车上搭载的传感器越来越多了。 从相机和雷达到激光雷达,不断出现。

值得注意的是,未来所有车辆均安装有10多个照相机,并且对相应视觉计算能力的需求越来越大,这引起了独立视觉计算单元的呼吁,GPU从CPU夺取市场以使PC显示需求产生独立的图形卡。

因此,重要的是使用高效的AI芯片和算法,构筑从车内到车外的全场景感知基础设施,制作智能车感知领域的“视频卡”。

打破界限,智能客舱已经成为各方玩家的新战场。 汽车企业、零部件供应商、互联网巨头、创业公司积极配置。

从汽车企业的视角来看,带智能客舱的车越来越普及。

智能客舱最初应用于高端车,主要以液晶仪表、中控大屏幕、平视显示、后座娱乐等电子产品为代表。 近年来,高档汽车企业为了加强自己车型的差异化竞争力,将智能客舱从高档汽车推广到入门汽车,其中液晶仪表已经配置在广泛的入门汽车上。

随着智能客舱在国内汽车企业的参与下迅速渗透,技术进步和成本下降,配备智能客舱的汽车越来越普及。

从Tier 1入侵智能客舱的方式可以看出,他们在积极寻找智能网络连接、自动驾驶的变革升级。

另外,包括靠近汽车软件的互联网科技企业:中科创等是智能手机系统技术供应商进入汽车市场的代表,借助汽车网口开发智能客舱的商汤科技俯身于智能客舱的背后,是基础的硬件和软件平台

我们可以看出这里有大玩家、小玩家,还包括新旧势力。

大型供应商是指包括以往汽车内饰座位企业的电子化变革在内的、作为信息娱乐系统的“高科技”企业包含扩大产品线和销售额的雄心壮志的供应商。 大多数小型玩家都是制作HUD、中心屏幕、仪表等单一系统的中小企业,大多数都变成了全电子系统的供应商。

面对智能客舱越来越高的整合趋势,在现阶段,各大成品车、零部件供应商的“智能客舱”只是逐步电子化的过渡产品,真正的“完美”客舱在乘客移动中提供无感觉的舒适的“第三空间”。

目前的问题仅限于芯片计算能力和应用的不同功能安全需求,迄今为止智能客舱的各种功能需要通过不同的专用芯片来实现,这不仅提高了汽车企业产品开发的复杂性和研究开发投资,而且在后期还希望在现有系统中进一步扩展功能,因此很困难 因此,近两年来,探索客舱电子融合发展的企业,在单一芯片上推进更多的应用,地平线是其中最有发言权的房屋。

8月,地平线宣布批量生产中国首款车型级AI芯片——旅游二代Journey 2。 强调批量生产、落地、汽车规格的小费。 芯片采用自研究伯努利AI引擎,提供超过4TOPS的等效计算能力,功耗仅为2瓦,并且支持1Gb以太网通信。 汽车规格级芯片必须符合严格的“高安全性、高可靠性、高稳定性”技术标准。 例如,汽车电子可靠性标准AEC-Q100经过严格的研发、制造、包装、测试和认证过程,产品开发周期长,难度大。 另一方面,旅游的两代人从设计开始就按照AEC-Q100的要求开发,按照零缺陷标准交货给客户的产品确保了绝对的可靠性。 按照计划,水平线将于明年第一季度取得AEC-Q100认证,正式批量发货。

地平线视觉感知算法结合旅游两代,在感知性能方面具有三个主要优势:丰富的感知维度,准确的感知结果,对中国驾驶场景的高度适应。

在感知维度中,除了支持车辆、行人、车道、交通标志、信号灯等传统的大等级外,旅途的二代芯片也支持草坪、栅栏、建筑物、道路齿、人行道、一般障碍物等多个等级的检测,可以提供极其丰富的低层意义信息。

在感知结果中,旅程的二代人对行人、信号等核心目标的感知精度优越,能够提供更丰富的感知信息。 例如,可以识别关于带箭头的信号的方向信息,并且可以检测信号的倒计数。 此外,水平线对于感知场景的算法开发,充分考虑了中国的驾驶场景,如中国特色车辆的行为、道路特征、天气、气象特征等,体现了更好的感知性能和可靠性。

除支持常规车外环境感知外,旅途二代芯片支持车内视觉、语音识别、多模式融合等感知,扩大了AI芯片的感知边界,通过分散的车载感知能力,为HAD着陆与ADAS、AD域与智能驾驶域的融合奠定了感知基础。

随着未来自动驾驶技术的发展和人们对车辆使用权和所有权的分离,不同人对不同客舱空间的需求被细分化,给业内外参与者带来了巨大的利益机会。

现在,各大玩家都先叙述了未来汽车的构想和实现路径,现在汽车行业处于“各自的政治”状态。 特别是在汽车企业和汽车企业之间,所有的汽车企业都依靠自己的资源,建立自己所属的朋友圈。

但在未来智能客舱系统的发展中,汽车企业与汽车企业及供应商的合作仍然是提高的关键。 罗兰贝格联合地平线发表的白皮书指出,一方面是生态合作,不同玩家之间的合作关系更加紧密,优势不同,能力相辅相成。 另一方面,跨国增长–传统汽车行业的玩家不断提高各自的能力,在探索产业链纵向和横向增长的可能性的同时,也希望不同行业的玩家跳跃尝试,追随汽车的智能化趋势,进入汽车领域。 地平线跨越国境深耕,智能客舱的上逻辑,在他们看来是从“供应链”到“生态圈”的延伸与合作。

在驾驶室领域的智能变革热潮中,中国作为最大、竞争最激烈的单一汽车市场,是OEM强烈的落地意愿、移动互联网成熟的产业集合和国际大型的有力玩家,以及对新技术充满热情的消费者。 在这些有利因素的叠加作用下,牢牢抓住未来智能客舱生态圈的发展趋势,相信积极的国内玩家一定能渡过这个冬天,才能赢得智能客舱的战争。

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