基于驾驶安全需求的汽车智能座舱系统技术发展

引言：

在汽车发展过程中，驾驶安全是人民群众关注的核心点。智能座舱系统由多种先进技术衍生而来，可实现驾驶员状态监测、驾驶环境感知及智能交互，从而保障驾驶过程安全。现阶段，智能座舱系统技术仍处于发展阶段，应积极探索智能座舱系统技术发展趋势，从而加强智能座舱系统技术创新，以此推动汽车制造行业健康发展，为用户出行提供更加安全的驾驶体验。

1 汽车智能座舱系统中的关键安全技术

1.1 驾驶员监测技术

在车辆行驶过程中，借助驾驶员监测技术可通过摄像头、红外传感器等设备及图像识别、数据分析等技术实时监测驾驶员状态监测，从而保障车辆驾驶安全。驾驶员监测技术可细分为疲劳驾驶监测技术、头部监测技术及分心驾驶监测技术。在正常驾驶过程中，驾驶员的眨眼次数为15 次/min至 20 次 /min ，而应用疲劳驾驶监测技术可监测驾驶员眨眼频率，如眨眼次数降低至10 次/min，则表明驾驶员可能处于疲劳状态，此时可通过提醒手段使驾驶员保持清醒状态[1]。而应用头部监测技术可监测驾驶员头部下垂频率及头部是否保持在正常位置，与监测驾驶员头部下垂频率过高或头部长时间未处于正常位置，则表明驾驶员处于疲劳状态，再利用相应的提醒措施即可使驾驶员保持清醒状态。在分心驾驶监测技术应用中，如驾驶员视线长期偏离前方道路、使用手机，分心驾驶监测系统可发出报警信号或发出座椅振动，引导驾驶员集中注意力，使驾驶员专注驾驶任务，以此降低交通事故发生概率。此外，为避免误判，部分高端车型还实现了多台摄像头的联动监测，各摄像头可从不同角度监测驾驶员状态，从而进一步保障驾驶过程安全。

1.2 环境感知技术

在环境感知技术应用中，摄像头、毫米波雷达、激光雷达、传感器是不可缺少的重要设备。首先，应用摄像头可捕捉交通标志、行人及其他车辆信息，信息可上传至车辆控制系统中，可提高驾驶过程安全性。其次，应用毫米波雷达可实时监测车辆与周围物体之间的距离，且监测结果不易受环境因素影响。当监测到两车距离过近、相对速度过快时，可发出预警信号提醒驾驶人员注意。再次，应用激光雷达可构建车辆周围环境三维模型，为自动驾驶提供参考。最后，在环境感知技术中，传感器种类丰富，由温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器等组成。借助温度传感器与湿度传感器可实时监测车内环境状况，辅助智能控制系统，即可实现车内空调的智能调节，从而营造更加舒适的车内环境。借助空气质量传感器可实时监测车辆内部有毒有害气体浓度，如浓度超标，可控制空气净化系统自动开启，以保障驾驶员及乘车人员的人身健康[2]。

1.3 智能交互技术

智能交互技术是传统人机交互技术的创新，智能交互技术可细分为语音交互技术、手势交互技术等。语音交互技术由自然语言处理技术衍生而来，驾驶员可借助语音指令控制车辆功能。在驾驶时，驾驶员无需分心操作中控屏幕，仅需说出对应指令，即可实现自动操作。部分高端车型的语音交互系统还可实现方言识别，可满足不同地区驾驶员的语言习惯。语音交互系统还可与其他系统相联动，如当驾驶员说出“我有些困时”，系统能够控制车窗自动开启，从而实现车内通风换气，同时利用驾驶员监测系统重点关注驾驶员的状态。除语音交互技术外，手势交互技术也在智能座舱中实现了一定的应用，可利用摄像头捕捉驾驶员的手势及动作，从而实现接听电话、调节音量等功能，如驾驶员仅需做出挥手动作即可接听来电，可避免手动操作引起驾驶员分心，使驾驶过程更加安全。

2 基于驾驶安全需求的汽车智能座舱系统技术发展趋势

2.1 多模态技术深度融合

在未来，智能座舱系统将进一步实现多模态技术的深度融合。在设备融合领域，摄像头、毫米波雷达、激光雷达、传感器等设备数据将实现进一步融合，可构建数据融合模型，使不同传感器所获取的数据实现补充及验证，从而使环境感知更加准确可靠。如当摄像头监测出车辆前方有一个物体，但受光线影响无法准确判断物体与车辆的距离时，毫米波雷达数据能够提供更加准确的距离信息，将摄像头与毫米波雷达实现深入融合，即可实现物体位置及物体属性的准确定位。在交互领域，手势、语音等多种交互方式将实现协同，驾驶员可先发出语音指令，再利用手势进行微调，如当驾驶员说出“打开车窗”时，车窗能够自动开启，同时再利用向上手势及向下手势，即可微调车窗的开启幅度 。

2.2 自动驾驶技术的深度协同

在未来，智能座舱系统将与自动驾驶技术实现更深度的协同。在 L3及以上等级的自动驾驶中，当车辆处于自动驾驶状态时，智能座舱系统能够为驾驶员提供更多的非驾驶相关的服务，如影音服务等。当系统检测到需驾驶员接管车辆时，智能座舱系统能够利用座椅震动、声音警报等形式提醒驾驶员，同时座舱界面显示驾驶相关信息，以保障驾驶员能够准确的掌握车辆状态及周围环境，从而实现由自动驾驶到手动驾驶的顺利切换。部分车企也展开了“接管预警分级机制”研发，可结合路况紧急程度动态调整提醒强度，轻度紧急可利用仪表盘图表进行提示，中度紧急可叠加声音警报，高度紧急可触发座椅及方向盘振动，从而保障各场景下的驾驶员及时响应。智能座舱系统也能够结合驾驶员的状态及驾驶习惯自动调节驾驶参数，如跟车距离等，从而为驾驶员提供更加优质的驾驶体验。

2.3 安全性相关新技术不断应用

在传感器创新中，应积极研发新型传感器，如量子雷达技术的精度更高、抗干扰能力更强，在智能座舱环境感知中的应用前景广阔。在生物识别技术升级中，心率识别、脑电波识别等可能会步入大众视野，借助心率识别技术能够更加准确的监测驾驶员的身体状态及精神状态，从而提前掌握驾驶员潜在健康问题，为保障驾驶安全打下坚实基础，应用脑电波识别技术能够实时监测驾驶员的注意力集中情况，如驾驶员注意力下降，可发出警示信息，从而避免发生安全事故。此外，区块链技术也逐渐在智能座舱中实现了应用探索，利用区块链可存储、传输驾驶员生物特征、车辆外部及内部环境等信息，在保障数据安全的基础上，为座舱系统安全决策提供最为真实的数据支持。

结语：

综上所述，为保障车辆驾驶安全，智能化技术已在汽车生产领域实现了广泛应用。在此背景下，汽车智能座舱系统应运而生。为完善汽车智能座舱系统功能，进一步保障汽车驾驶安全，应从多模态技术深度融合、自动驾驶技术的深度协同、安全性相关新技术不断应用层面入手，掌握基于驾驶安全需求的汽车智能座舱系统技术发展趋势，并以此为基础展开技术创新。

参考文献：

[1]耿展,肖飞云,马岩枢.基于驾驶安全需求的汽车智能座舱系统技术发展现状及未来趋势探究[J].汽车实用技术,2024,49(20):33-38.

[2]黄毕昀.艺术疗愈原理与科技的结合在新能源汽车智能座舱中的应用与潜在价值[J].时代汽车,2025,(17):102-104.

[3]陈莹.浅谈汽车智能座舱的技术架构与算法模块[J].汽车维修与保养,2025,(08):72-73.