汽车智能座舱的发展现状与趋势
查俞静
上海大学 上海市 200444
摘要:随着科技的飞速发展,汽车智能座舱成为汽车行业变革的核心领域之一。本文深入探讨了汽车智能座舱的发展现状,包括其发展阶段以及国内外的发展情况。然后详细分析了硬件与软件层面的技术应用,并对其未来发展趋势如智能化、网联化、个性化等进行了展望,旨在为汽车智能座舱领域的研究、开发与决策提供全面的参考依据。
关键词:智能座舱;发展历程;未来趋势
1 汽车智能座舱的发展现状
1.1 汽车智能座舱的发展阶段
汽车智能座舱的发展经历了多个阶段。早期,汽车座舱主要以机械和简单电子设备为主,功能较为单一,仅能满足基本的驾驶操作与舒适性需求。随着电子技术的进步,进入了电子座舱阶段。此时,车载信息娱乐系统逐渐兴起,彩色显示屏、导航系统开始出现,车辆的控制也更多地采用电子控制单元,实现了一定程度的自动化[1]。而如今,正迈向智能座舱时代。多传感器融合、人工智能技术的应用,座舱能够感知驾驶员与乘客的状态,实现人机交互的智能化升级,提供更加个性化、便捷与安全的驾乘体验。
1.2 国内外智能座舱发展现状
(1)国外汽车智能座舱发展现状
在国外,汽车工业发达国家如美国、德国和日本等在智能座舱领域处于领先地位。伟世通专注于座舱电子产品与系统集成。伟世通的智能座舱包括四个核心:多屏显示和数字仪表、座舱域控制器、自动驾驶安全域控制器和信息娱乐系统[2]。其智能座舱方案强调模块化与灵活性,可根据不同车企需求定制。
(2)国内汽车智能座舱发展现状
2016至2023年,国内智能汽车销量飞速上升,渗透率也显著上涨,其中延锋和华为是其中的典型代表。延锋作为全球知名汽车零部件供应商,在智能座舱领域不断创新,如近期发布的 XiM25 智能座舱,应用了 FUILD SPACE 设计理念,通过超宽全景立体平视显示等技术提升交互体验,其 ClickRim 模块化方向盘、“婉风”出风口技术等也独具特色,展现了在智能座舱技术上的深厚实力[3]。
华为则凭借强大的科技研发能力,与东风日产、博泰车联网等展开合作。比如最新的Harmony OS 4.0智能座舱,对比上一代版本改动最大的点在于,更多的交互联结,配合全新的HUAWEI MagLink魔吸车载接口,能够与前排座椅靠背上的华为MatePad Pro联动,如中控屏控制息屏、锁定屏幕、分享屏幕等等,为消费者带来更为智慧的出行体验[4]。
2 汽车智能座舱的技术应用
2.1 硬件层面
(1)芯片技术
汽车智能座舱需要强大的芯片来处理海量的数据,包括图像识别、语音处理、传感器数据融合等。目前,高性能的系统级芯片(SoC)被广泛应用,如高通骁龙系列芯片,具备多核心架构、高算力以及低功耗的特点,能够满足智能座舱复杂的运算需求,保障系统的流畅运行。
(2)显示技术
大尺寸、高分辨率的显示屏成为智能座舱的标配。液晶显示屏(LCD)仍然占据较大市场份额,但有机发光二极管(OLED)显示屏因其自发光、对比度高、视角广等优势逐渐得到应用。此外,一些概念车还展示了柔性显示屏、透明显示屏等新型显示技术,为座舱设计带来更多创新空间。
(3)传感器技术
多种传感器被部署在座舱内,用于感知驾驶员与乘客的状态。摄像头用于监测驾驶员的疲劳、注意力分散等情况;红外传感器可以检测车内人员的体温与位置;压力传感器安装在座椅上,能够判断座椅上是否有人以及人的坐姿等信息。同时,在车辆外部也配备了丰富的传感器,如毫米波雷达、激光雷达等,用于辅助自动驾驶功能,并将相关信息反馈至座舱系统,以便做出相应的决策,如调整座椅安全带预紧力、提醒驾驶员注意周围路况等。
2.2 软件层面
(1)操作系统
汽车智能座舱的操作系统主要有两类。一类是基于 Linux 等开源系统开发的定制化操作系统,如 Android Automotive OS,它具有丰富的应用生态和强大的开发社区支持,能够方便地集成各种第三方应用,如导航、音乐、视频等应用程序。另一类是车企自主研发的闭源操作系统,如特斯拉的定制操作系统,这类系统能够更好地与车辆的硬件深度集成,优化系统性能和安全性,但应用生态相对较窄,需要车企自身投入更多资源进行应用开发和维护。
(2)人机交互软件
智能语音助手是人机交互的重要组成部分。通过语音识别、自然语言处理和语音合成技术,驾驶员和乘客可以使用语音指令控制车辆功能,如调节温度、切换音乐、查询信息等。例如,苹果的 CarPlay 和谷歌的 Android Auto 能够将智能手机的部分功能映射到车辆中控屏上,实现便捷的手机与车辆交互[5]。
(3)应用软件生态
为了满足用户在车内的多样化需求,智能座舱构建了丰富的应用软件生态。除了传统的导航、音乐、广播等应用外,还逐渐集成了移动办公软件、在线视频播放、社交聊天等应用。一些车企与互联网企业合作,打造专属的应用商店,方便用户下载和更新应用程序,同时也为第三方开发者提供开发平台,鼓励他们开发更多适合车载环境的应用,进一步丰富座舱的功能和服务。
3 汽车智能座舱的发展趋势
3.1智能化程度不断提高
未来智能座舱将更加智能,能够主动感知驾驶员和乘客的需求和情绪状态。通过人工智能算法对多传感器数据进行深度分析,自动调整座椅、空调、音乐等设置,为用户提供个性化的舒适体验。同时,智能座舱与自动驾驶功能的融合将更加紧密,在自动驾驶模式下,座舱可以根据行程规划为乘客提供娱乐、办公等个性化服务,实现车内空间的多功能利用。
3.2网联化深度融合
随着 5G 通信技术的普及,汽车智能座舱将实现与外部网络的高速连接。车辆将与智能交通系统、智慧城市基础设施深度融合,实现车路协同。例如,智能座舱可以接收交通信号灯信息、道路拥堵情况等实时数据,为驾驶员规划最优的行驶路线。
3.3个性化定制成为主流
消费者对于汽车的个性化需求日益增长,智能座舱将能够满足这一需求。用户可以根据自己的喜好定制座舱的界面风格、功能布局、应用程序等。例如,通过手机应用程序对座舱的主题颜色、壁纸、图标样式等进行个性化设置,并且可以根据不同的驾驶场景切换不同的座舱模式,每个模式下车辆的动力响应、悬挂调校、人机交互方式等都有所不同,真正实现 “一人一车” 的个性化体验。
4 总结
汽车智能座舱作为汽车行业智能化变革的关键领域,正处于快速发展阶段。通过对其发展现状的分析,我们看到国内外车企和科技企业在智能座舱的硬件和软件技术方面都取得了显著成果,从发展阶段来看已经逐步迈向高度智能化的时代。在技术应用方面,芯片、显示、传感器等硬件技术的不断创新以及操作系统、人机交互软件和应用软件生态的逐步完善,为智能座舱的功能提升提供了有力支撑。
参考文献
[1] 夏欢, 郑李强, 郑春平. 汽车智能座舱发展现状及未来趋势研究[J]. 时代汽车, 2023, No.400(04):149-151+158.
[2] 佚名. 伟世通专注座舱电子和自动驾驶技术升级[J]. 汽车与配件, 2019(09):49.
[3] 冯远洋, 孙锐, 王洪艳. 汽车智能座舱发展现状及未来趋势[J]. 汽车实用技术, 2021, 46(17):201-206.
[4] 邓栋鲲. 不止鸿蒙4.0座舱, 智界S7还有两大黑科技[N]. 电脑报, 2023-12-04(014).
[5] 张弘, 武亚恒, 刘沛文. 汽车智能座舱发展现状和趋势[J]. 汽车实用技术, 2024, 49(18):166-169.