智能汽车座舱的演变简史,看智能座舱的前世今生和未来

小马侃车 2022-11-11
4156 字丨阅读本文需 9 分钟

提到汽车的智能化,我们先从汽车的发展史说起。卡尔本茨发明第一辆汽车距今已逾百年,从19世纪末到20世纪初,是汽车发展的萌芽期,汽车就像一台装上了发动机的马车,彼时工业化生产仍未诞生,车的制造也是在手工坊定制而成的,而车辆的动力系统上,已经开始出现了不同的尝试。

前沿技术的创新,不断推动着汽车工业的变革。到1873年,英国人罗伯特戴维森开始了汽车工业中驱动动力的另一种尝试,他制作了世界上最初能够真正使用的电动汽车。

随后百年间,石油开发成本降低,以及内燃机技术的成熟使得电动汽车逐渐被市场淘汰,燃油车逐渐成为市场主流。福特创造的流水线工厂真正改变了汽车工业的历史走向,汽车作为一种消费品,开始走进千家万户。

此后,在美国、欧洲、日本,汽车工业蓬勃发展,以内燃机为驱动的燃油汽车一统天下。直到21世纪,电动车的浪潮再次兴起。繁荣百年的汽车工业迎来了技术变革带来的严峻挑战:电气化。汽车动力技术路线的角逐再度攻守易势。

与一百多年前不同的是,伴随着电动化浪潮的,是座舱智能化的浪潮,并且改变了汽车产业的竞争规则。

2012年,特斯拉Model S发布,标志着汽车行业进入了“智能大屏时代”。特斯拉的工程师们在设计座舱时把大屏放到了更重要的位置,虽然当时并没有完全取消实体按键,但设计师们把更多的交互从实体按键转移到大屏上,自此,大屏开始成为汽车座舱科技感、豪华感的新符号。

智能化重新定义了汽车产业。就像乔布斯用iPhone重新定义了手机,马斯克也用Model系列重新定义了汽车。乔布斯定义手机的方法靠的是软件,iPhone只是载体。马斯克重新定义汽车其实靠的也是软件,而载体则是智能座舱。

近两年,更多的新能源车企在智能座舱领域开始发力,蔚小理等新能源车企在座舱上都提出了更多空间和场景的概念,让消费者不仅可以开车出门,还能在车内睡觉、玩游戏和看电影。车辆智能化已成为行业内外评判一家车企实力的重要指标之一。

智能座舱的发展历程

早期的汽车是一个纯机械产物,它脱胎于马车,当时人们对它的理解就只是代步工具。在 20世纪初期的汽车主要由4个部分组成:引擎、传动系统、悬挂系统+车轮、车身。

1897年,博世生产出了汽车磁力发电机点火装置。以此为起点,汽车正式开始汽车电子化和座舱舒适化的进程。随后在1915-1940年期间,博世陆续推出了启动电机、车载喇叭、柴油喷射系统、车载收音机等量产产品,持续完善座舱内车载电器控制功能。

到60-90 年代,汽车座舱开始有了今天的雏形。早期座舱信息只服务于驾驶者,显示基本驾驶信息。主要包括机械式仪表盘及车载收音机、对讲机等设备。这些设备的操作基本都是物理按键形式。可提供的信息也只有车速、发动机转速、水温、油量等基本信息。

随着汽车电子技术的发展,汽车座舱进入座舱+电子设备时代。汽车座舱开始加入小尺寸中控液晶显示屏。车内添加了车载导航、蓝牙、媒体播放设备。用途也是查个地图,导航一下。连个手机蓝牙或者插上U盘听歌。在这个阶段,座舱的便利功能主要依靠将电子设备“搬”进车内来实现。功能之间的整合并不合理,体验也不够流畅。车载中控的功能和硬件性能体验甚至不如消费级平板电脑。

今天所说的智能座舱可以说是从2015年开始的。 大尺寸中控屏开始成为标配,例如特斯拉的一些车型,推出把仪表盘与中控屏“二合一”的设计。部分车型开始采用HUD显示、流媒体后视镜等一系列汽车配件电子化的尝试。

人机交互上,开始搭载ASR技术来代替原本需要手动输入的信息查询。在座舱功能控制上,也有了把空调收音机的实体按键到中控屏上触摸的设计。座舱系统开始朝着芯片大算力、智能化发展。

座舱智能化的进展得益于新源车的三电系统替代掉发动机动力系统。汽车电子设备入驻车内开始变得更加容易和普及。座舱的控制得益于汽车系统汽车电子设计能力的提升,能够使用ECU完汽车控制和反馈。

使用CAN通讯能够大幅减轻汽车线束的数量,减轻汽车系统线路设计和布局难度。甚至通过车载功能虚拟化到集成芯片的方式,允许添加功能可以不再依赖汽车硬件升级。仅靠车载座舱系统OTA,即可实现功能的升级和落地。

从汽车座舱的发展可以看出,座舱的发展有三个清晰的方向,分别是汽车硬件电子化、汽车控制系统集成化和座舱环境舒适化。为了推进这三个方向的功能推进,座舱硬件、座舱控制系统、座舱驾驶辅助设备的不断涌现,就是智能座舱在今天和未来的发展方向。

4G车联网开启“智能交互”之门

随着4G时代智能手机崛起和技术普及,无论是在交互性还是功能性上,智能手机远超当时的车载系统。几年之间,凭借着最新的联网技术和丰富的导航,娱乐应用成功的占据了汽车的智能网络中枢位置。

车联网带来一个技术上的重要变化,汽车座舱内的中控域 (ASIL-A) 与仪表域 (ASIL-B) 开始有了交互。比如,在配有多功能方向盘的车型上,可以通过按键直接调整中控屏幕,播放音量、空调温度等。这说明,在技术上,原本来自不同厂家的功能控制模块开始有了通信、融合的趋势。汽车座舱进入真正的车联网时代。

此时,汽车厂商才开始逐渐重视车联网系统。从用户视角来看,相比智能手机,车载大屏的确更适合于驾车的交互体验(如语音交互、方向盘交互等),再加上综合传感器优化,驾驶体感(如自动泊车、智能后视镜等方面)更好,且4G通信带宽的扩容使得车载系统能够获得不输智能手机的联网体验,这使得大屏在4G时代重获机会,也进一步明确了智能座舱的理念和目标。

随后,特斯拉Model S发布,把大屏带上车,取消了绝大部分机械按键,取而代之的是一块17英寸的屏幕,各家新造车势力也随后跟进,在智能座舱方向也开始了“内卷”。2017年,对中国车市来说是极为关键的一年。这一年市场转向,越来越多的用户接受大屏交互,且整个市场从增量转向存量市场。在车企日益内卷的竞争下,大屏配置已经成为中高端车型吸引消费者的不二之选。在技术发展上,通信技术开始成为一项重要的技术,这也给了中国产业链企业崛起的机会。

得益于智能手机产业链的成熟发展,车载硬件方面逐渐形成了规范逻辑。在软件端,互联网公司的纷纷下场也打破了车联网的生态壁垒。2019年之后,互联网ToB的浪潮下,华为、阿里等互联网技术大厂,也开始把目光转向汽车领域。另外,苹果发布的Carplay也成了用户量最大的第三方车机屏幕软件。但Carplay并没有能够复制iOS在移动端的成功,因为相比智能手机,汽车产品的消费决策周期更长,车机系统层面的优势虽然能够影响购买决策,但这并不是消费者做决策的唯一依据,车辆本身的性能、油耗等产品力显然更加重要。

同时,互联网巨头们也看到了新的机遇,纷纷发布对应的解决方案。当时,腾讯发布智能座舱解决方案TAI,提供车载版微信,车机导航、位置分享;阿里和上汽合资研发斑马智行,聚焦底层操作系统、华为在座舱软件应用上的布局了HarmonyOS智能座舱系统,涵盖了娱乐、游戏、亲子等多种车载场景,已有超180款应用。大厂之外,梧桐车联、智行畅联等第三方开始也开始为汽车主机厂提供智能网联的解决方案,来弥补汽车品牌在软件技术上的短板。

值得一提的是,互联网企业与汽车产业的第一次联姻并不顺利,焦点在于智能化的主导权以及跨行业间的信任。上汽集团董事长陈虹曾对此直言不讳:“与华为这样的第三方厂商合作自动驾驶,是不能接受的。因为它会成为上汽的灵魂,上汽成了躯体,而上汽要把灵魂掌握在自己手中……”

后来的事实证明,即便主机厂不愿意被互联网大厂抢走智能化的风头,但历史浪潮滚滚洪流之下,智能化这块短板还是必须要补的。毕竟眼看着特斯拉、蔚小理一路崛起,车企再倔强也终究逃不过智能化的“真香定律”。

整体而言,直到4G时代车联网才真正“可堪大用”,一些AI语音控制技术开始初步实用化,有了智能交互的雏形,但由于智能化技术水平,彼时的汽车座舱仍然算不上真正的智能化座舱。一方面是因为自动驾驶仍然没有真正进入商业化落地阶段,智能座舱的概念需要逐渐探索完善,另一方面,4G技术的传输速度、带宽容量以及车载芯片的算力都无法支撑起座舱智能化的需求。可以说,到5G时代,“概念中的智能座舱”才真正进入落地阶段。

5G时代国产智能座舱崛起, 走向人机共驾

中国汽车消费市场与十年前最大的不同是什么?十年前,如果你去问路人华系车与欧系、美系、日系最大的不同,会有不少人说“价格便宜、质量上小毛病多、不够大气”等评价。彼时5G技术还没有出现,以5G应用为基础的智能化技术对于汽车行业来说还很遥远。

现在如果问消费者问同样的问题,也许有不少人会回答说“觉得蔚小理等新造车看着挺好、内饰不比传统汽车差多少、科技感都不错”等等。比起来德系豪华品牌,国产品牌也有了一战之力。这样的口碑上的提升,与智能座舱带来的体验提升不无联系。

目前的智能驾驶聚焦“单车智能”以及“车路协同”。传感器都装在车上,在本地进行判断,智能汽车在自动驾驶汽车的过程中,实现实时联网,将车侧和路侧海量信息交互,节点规模突破百亿甚至千亿的量级,并推动“人—车—路—云”实现高度协同,使得高水平高精度的自动智能驾驶成为可能。

实现这样的愿景,需要基于5G的发展和应用。相比较4G网络,5G具有更快的速度、更低的延时、更稳定的网络质量,可以解决很多的车联网应用场景的技术痛点。通过5G提升车辆对环境的感知、决策和执行能力,给车联网、自动驾驶应用,尤其是涉及车辆安全控制类的应用创造所需的基础条件,通过人和智能系统通过多层次合作,“人机共驾”的双重保障下,对车主的安全提供更多保障。

这场智能变革带来最大的价值,其实就是对人力的解放。自动驾驶的成熟度越高,对人力劳动的解放程度就越高,智能座舱带来的用户体验就能越好。

想想看,如果L5的自动驾驶普及了,汽车的驾驶已经完全不需要人类监控了,那么汽车就变成了一个私密的空间,唯一能给用户提供服务的就是整个智能化座舱,是不是座舱越智能,越能够“有求必应”,体验越好?为什么特斯拉那么执着地在Model3上只装一块大屏,取消传统仪表盘?其实,节省整个座舱的成本是一方面,但深层原因是因为特斯拉看到了未来智能座舱中,人去主动获取信息的频次在减少,更多地是由算法自身去处理,由AI来反馈,可以实现对人力劳动的解放。

未来已来。

智能座舱的“终极”交互方案,是车对人的主动式交互。即结合车外环境、车内视觉、语音识别、手势识别、多维度传感器、AR等多种感知手段,基于强大的计算能力,全面自主控制汽车硬件,将车辆打造成智能“管家”,全方位提升乘员极致体验。

例如,AR导航与传统导航相比,展示的细节更多(车辆、车道线和行人等),需要车外视觉感知结果的输入;主动性交互则需要通过车内摄像头精准判断车内所有生命物体,融合按键、语音等,基于场景来主动“察言观色”。

汽车智能化的一个重要标志是汽车交互更懂人,智能化与个性化将是提升用户体验的关键点。针对这一需求,整合分散的感知能力,催生独立的感知层至关重要。

随着汽车零部件的再制造的推进,汽车将逐步进入快消品品类,像手机一样,1-2年将更换一次。

智能座舱场景的定义将是未来竞争的关键。在自动采集和用户反馈等大数据的基础上,及时完善和升级智能座舱的场景定义,加强智能座舱的造型设计开发能力,然后,快速部署在汽车上,提升用户体验,将会使公司在未来的竞争中领先半个身位。

在汽车智能化的变革中,无论主机厂、零部件企业还是科技公司等都在朝着这个方向不断努力。智能座舱作为未来汽车核心价值高地,涉及到了方方面面的技术,不是一家企业所能通盘掌控的,产业上下游通力合作才能走向未来。

文章来源: 如是谛说,锦缎,谈擎说AI

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:小马侃车
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...