六、交互智能——智能座舱
当前汽车座舱迎来了高度集成化、高安全性、高度智能化和交互方式多样化的智能时代。座舱空间将被重新定义，其不仅是多项独立功能的实现，更多应是通过座舱内声光电的融合，实现空间的最佳体验。
汽车电子化为座舱智能化的实现提供了可能性，在电子化的基础上又有几大关键驱动：ECU迈向DCU（软硬解耦、域内集中控制）；芯片算力提升；以太网通讯传输；AI感知和交互的应用等。
（一）座舱正处于智能时代初级阶段
在智驾的不同阶段，驾驶员需求取决于智能驾驶自动化程度及其能解放驾驶员注意力、双眼、双手和双脚的程度。当前尚未达完全自动驾驶的阶段，智能座舱并未产生颠覆性变化，座舱正处于智能时代初级阶段，把握以下几点非常关键：
中国消费者对于智能座舱的需求和付费意愿远高于其他国家。据IHS调研，国内消费者购车关键因素中，座舱智能科技水平是仅次于安全配置的第二大关键因素，重要程度超过动力、价格、能耗等。
因座舱功能设计上存在大量堆砌、技术门槛较低，造成座舱解决方案雷同、功能臃肿。整车厂更需根据品牌的特性设计符合自身调性的智能座舱，基于场景进行功能设计，而非仅作软硬件堆料。当前消费者诉求主要在：语音交互体验提升、目的地停车入口辅助、倒车辅助、座舱操控便利性和一成不变上车体验上的改进。当前最高频应用主要在：音乐、语音交互、地图、中控、蓝牙电话、360影像，之后才是App应用生态。
需求的前瞻性非常关键。整车从策划到交付需2－3年，加上在售及保有周期约合8年（中国平均换车周期5－8年），而软件的迭代和运维周期仅数月，因此硬件可伸缩（支持模组级可插拔式的硬件即插即用）、软件可升级，且能率先发掘未来潜在需求便十分重要。其中技术趋势是最关键的变量，需从3年／5年／10年去做技术趋势分析和跟踪发掘。
硬件层——智能化设备：
全液晶仪表DIC：新能源汽车的电量电压、联网情况、导航、预警等信息显示需求催生了液晶仪表的出现，未来将和中控屏、HUD、副驾屏和后排娱乐屏打通融合，作为未来车内主要的信息输出端口，HMI界面设计以保障交互效率和体验是未来重要课题。但软件控制的可靠性和稳定性不如机械式。
中控大屏（包括车载信息娱乐系统IVI）：集成信息、娱乐及安全等综合性功能，车内交互方式的迭代对驾驶体验产生质的影响。不仅有更大画幅、更高像素的沉浸式视觉体验诉求，还需以新科技呵护用户的用眼护眼、防晕车需求。屏幕呈现自小到大、自单到多、自LED／LCD到OLED，自平面到曲面，自2D到3D的趋势，但实际应结合用户定位及场景需求。
流媒体中央后视镜CMS：因FOV拓宽（15°－35°）和有效距离延伸，对于消除盲区非常有效，夜晚优势更明显。目前全球只有日本和欧洲的法规允许使用电子后视镜系统代替玻璃视镜，中国目前允许安装但不允许取代，但在国家强制性安全标准GB15084（机动车辆间接视野装置性能和安装要求）实施后，取代传统外后视镜、装载CMS的新车型将被允许上市销售。
抬头显示系统HUD：AR－HUD产品体验当前仍不成熟，但从产品趋势上而言确定性高，凭借沉浸式体验、无需低头的高安全性成为智能座舱重要卖点并自21年以来逐渐向中低端车型渗透。技术层面仍需解决：FOV更宽（标准10°×5°）和VID更远（15m以上）、显示质量参差、体积控制、环境识别及融合、眩晕解决等难题。
驾驶员监控系统DMS（此处仅包含主动式）：国内两客一危的强装要求，且已成为Euro NCAP五星安全评级的关键要素。当前生物传感器的布置方案成本高，主要基于视觉摄像头和，ToF技术和毫米波雷达也在逐步引入。当前最大挑战是对人类驾驶员精神状态的检测精准度的问题，误报率大，此外视觉传感器受环境（如明暗光）影响较大，对算力和算法的要求较高。未来将和ADAS数据进行融合交互，为车辆提供定制化的智能服务和交互。21年1－9月中国乘用车新车渗透率1．7％，但正以数倍速高速增长。
软件层——多模态智能交互
座舱交互逻辑不能照搬手机，座舱是个封闭狭小的空间，需要空间交互方式，而不是平面交互逻辑。此外，呈现多外设、多用户、多并发和多模态特点。未来交互自被动向主动转化，座舱空间变得更懂你。
语音交互可解放人眼和四肢，是未来最主要的车内交互方式，技术迭代核心在于自然语言理解、多音区识别、拾音及主动降噪、多模语音融合等。
计算机视觉为座舱主动交互提供基础：包括人脸及头部（Face ID、表情、唇语、眼动／视线）、手势（动态手势识别、隔空手势）、肢体行为等，视觉感知呈现单帧向时序、平面向立体、单模向多模的趋势，同时数据的合法获取和使用涉及用户隐私课题。
IoT设备与汽车的交互，需建立设备间极速连接通道，融合如手机和汽车的硬件资源、系统能力、服务生态，实现跨设备协同的最佳体验。
其他交互方式还包括按键、旋钮、触控、指纹、生命体征检测等。
多维度感知融合是未来主要迭代方向，包括车辆、环境、车上人员状态等。
美国车载语音助手主要应用场景，资料来源：Voicebot．ai
系统层——座舱OTA
OTA可加速新品体验／缩短研发周期、自行升级进行修复、提供灵活的迭代体验并催生新的软件商业模式，实现软件定义汽车。据市监局统计，21年OTA升级351次，涉及车辆达3424万辆，以供应商给主机厂的能力输出为主。但大部分车型仅具备SOTA能力（类似手机app升级），具备整车OTA／FOTA的仅有特斯拉、造车新势力的新能源车型及少数燃油车型。当前OTA实际能力有限，因为目前很多功能受限于硬件的性能，很多机械部件存在缺陷或错误，并不能靠OTA解决，想要软件定义汽车对硬件要求极高。
（二）声光电融合交互，实现“第三空间”最佳体验
未来智能座舱需在有限空间去发掘驾驶以外的新场景价值，通过精准感知和理解个人行为数据，在视听触嗅和体感上为用户提供主动、智慧、个性化、情感化、拟人化的交互体验。
（1）空间定义：趋于自然交互、万物互联、生态服务、个性化千人千面。
上车场景（当前涉及数字钥匙、提前调温、智能召唤等）；
驾驶场景（当前涉及导航、方向盘及座椅加热、按摩、中置安全气囊、路噪消减等）；
睡眠场景（当前涉及可调节座椅、空气净化／香芬、床垫／枕头、鞋收纳、闹钟等）；
娱乐场景（当前涉及游戏、视频、K歌、移动影院、沉浸式环绕声等）；
户外场景（当前涉及露营、无人机环绕跟车、太阳能车顶、外接电源、车载冰箱等）；
办公场景（当前涉及wifi5下的VR设备多屏办公、AR替代大屏实现裸眼全息等）。
（2）新技术的应用：
生物体征识别：情绪识别、虹膜识别等，以及未来更先进的脑机，是未来智能汽车无感体验的最核心交互方式之一。当前生物传感器的布置方案成本高，传感器与用户的接触和佩戴体验差，检测精度受限于传感器的接触方式。
虚拟现实：未来屏幕将被各种先进的显示技术代替，如透明显示玻璃、全息影像、智能表面，也会有AI虚拟人（智能管家）的参与，无屏界面带来更加便捷自然的交互体验。
多通道交互方式MCUI：实现多设备协同和跨设备场景迁移的价值特征。
（3）特色应用如：
高合HiPhi X全新灯光系统：可完成同级罕见的车舞秀，PML可编程智能大灯和ISD智能交互灯组成的灯光系统；
透明A柱系统：将车外的实时画面输入到A柱的曲面屏上，让显示画面与车外景物融合；
BMW悬浮式巨幕：集成在顶篷的超宽全景屏，将后排空间打造成一个专属私人影院；
BMW电子墨水（E－ink）技术：实现车身一键变色。
（三）用户数据成为各路玩家争夺的主战场
（1）数据归属问题：主要涉及三类数据，行车工况数据关系到车辆行驶安全，由车企掌握；地图数据由地图商和车企共享；基于车联网平台形成大量用户数据是未来增值服务核心部分。对于第三部分，车厂和互联网存在数据所有权上的碰撞。车厂想作为自己的数据资源维护和处理，只有深度把握用户需求，才能协调各参与主体有序进行个性化、定制化开发，提高产品创新力及用户粘性，通过软件订阅提供增量价值。最终以上三部分汇总的大数据，将在产业链核心玩家（Tier1、OEM、第三方服务提供商）中分配。而当前因大部分车企不愿向外界公开车辆和驾驶数据，合作方难以获得，导致现有交互技术无法得到足够数据积累。在数据规模将直接影响座舱用户体验的前提下，数据互联互通能力的缺失使智能座舱的优化迭代面临较大挑战。
（2）用户数据隐私及安全问题：
21年8月《汽车数据安全管理若干规定（试行）》正式出台，主要包括以下2方面：一是防范化解汽车数据安全风险，如超越实际需要，过度收集重要数据；未经用户同意，违规处理个人信息；未经安全评估，违规出境重要数据等。二是保障汽车数据依法合理有效利用，规范了汽车数据处理活动，如坚持“车内处理”、“默认不收集”、“精度范围适用”、“脱敏处理”等原则。但草案并未落地，具体的限制措施和细则也未出台，违反规定的处罚也暂时未定。
据工信部数据，20年中国涉及车联网相关的恶意攻击多达280万次，平台漏洞、通信劫持、隐私泄露等风险较大，汽车数据安全面临严峻挑战，未来或可通过区块链、密码等技术解决。
（3）新商业模式未来可期：拿到用户数据即可进行精准营销等，且随自动驾驶的落地，座舱将催生社交、娱乐、商务等更多维需求，存在较大付费想象空间，在寿命周期内通过服务及运营更大程度挖掘用户价值，因此主机厂及互联网科技公司积极卡位。
（四）集中的EE架构是座舱智能化的前提
智能座舱域控制器＝座舱SoC芯片＋操作系统＋中间件＋应用＋HMI交互窗口。从过去相对独立的系统，变为以单颗具有较强算力的主控芯片支持多个操作系统、驱动多块屏幕和应用程序，EE架构向集中式过渡。ICVTank数据显示，2021年全球智能座舱域控制器出货量为240万套。
（1）智能座舱芯片：座舱内影响算力需求的因素众多，据IHS Market，24年CPU算力需求将是21年的6倍（高通SA8295：200KDMIPS）。座舱SoC不仅需更强大的计算和集成能力，还需要更强大的AI处理能力，据IHS Market，自21年到24年，仅感知算法部分NPU算力需求每年增加1倍（高通SA8295：30TOPS）。芯片能力发挥，依赖于硬件和软件两方面，芯片厂商正从硬件供应转向提供更多的软件服务，着手硬件＋软件甚至整套系统解决方案，跳过Tier1直接与主机厂合作。
相对于消费级芯片，车规级芯片对于可靠性、安全性的要求更高，开发需求要求更高，在芯片设计、测试等环节投入的成本和时间更高，更新换代速度相对较慢。消费电子领域的出货及研发可摊薄车载芯片研发成本（先进制程研发费用高昂），座舱领域迭代速度向消费电子看齐，原消费电子机领域的厂家加入阵营使原传统汽车芯片厂家压力大增。
NXP、德州仪器、瑞萨电子等传统汽车芯片厂商主要面向中低端市场，进入落幕周期；消费电子领域厂商如联发科、三星、高通、英特尔、英伟达、AMD等也加入竞争，主要面向高端市场；国内有华为、杰发科技、芯驰科技、瑞芯微、地平线、芯擎科技等。
目前国内搭载座舱域控芯片主要仍为德州仪器的Jacinto6和NXP的i．mx6等上一代产品。高通SA8155是目前经典的智能座舱平台，威马W6、吉利星越L、小鹏P5等均已搭载，据称，其在电动车智能座舱中占80％以上份额。21年11月，高通宣布其第四代骁龙汽车智能座舱平台SA8295已经出样，CPU、GPU等比SA8155提升50％以上。
（2）智能座舱操作系统内核：目前国际上还没有统一的智能座舱OS标准，主要包括QNX、Linux及由基于Linux内核开发的Android等，底层OS格局相对稳定。主机厂和Tier1供应商通常在上述OS的基础上开发定制化界面，包括系统内核修改。只有通过自主开发OS，软硬件的可解耦性才更清晰，更利于主导进行OTA升级、功能应用场景的新增和扩展、人机交互策略的更新，深度参与应用软件的部署和开发、保证数据资产的所有权，所以主机厂必须牢牢抓住。座舱应用生态若要实现不断升级、常用常新，对座舱OS应用接口的一致性和稳定性提出严格要求，未来API接口将统一化、标准化，但目前车厂各家软硬件差异大，车机软硬件平台的非一致性，让整个汽车生态服务没法形成合力共建类似于智能手机的应用市场，智能座舱无法聚合全家桶的生态服务。其对实时性与可靠性要求并不严苛，但需支持更多样化的应用与服务，并具有丰富的生态资源。
QNX主要用于对安全性和稳定性要求更高的仪表盘，21年座舱操作系统市占率达43％，在车用仪表占有率超70％。
Linux免费的开源系统，定制开发灵活、成本较低，主要应用于信息娱乐系统，21年市占率35％（含Android）。Android系统最大优势在于庞大的手机群体，为其OS 开发了极其丰富的应用，可以迅速移植，在汽车上快速建立起软件生态。由于国内Android应用生态广泛，国内自主品牌和新势力大多基于Android定制汽车操作系统，如比亚迪DiLink、奇瑞GKUI、蔚来NIOOS、小鹏XmartOS等。但作为汽车OS，Android的稳定性和安全性较差，且Android手机应用在交互逻辑和触控体验与汽车操控不相适应。基于政治风险和专利保护，国内主机厂免费使用Android存在不确定性，给国产底层OS带来拓展机会，如AliOS和Harmony OS。
OS和Hypervisor（主流为QNX和Greenhills）的格局相对稳固，但随主机厂软件能力的提升，将在第三方的协助下进行OS定制化开发，同时也将深度介入核心应用算法层的开发；BSP（板级支持包）开发仍然是传统Tier－1基本盘，通常由座舱域控供应商完成，与硬件封装在一起；应用层开发工作一般主机厂承担；各个应用程序SDK 则主要由互联网／科技公司提供。
资料来源：车市物语
原文标题 : 2022智能汽车盘点（下）：智能化下半场开赛（3）
