智能座舱的关键技术

智能座舱的关键技术

本文由杜曾宇，黄晓延，蒙锦珊联合创作

摘要

在汽车向着智能化、网联化和多功能化发展的今天，座舱的智能交互、 *** 作方便性成为消费者关注的重点，智能座舱正在成为汽车厂商争夺的高点。本文分析了智能座舱的关键技术，以及其正在面临的技术瓶颈，最后预测智能座舱技术的未来发展趋势。

1 引言

近年来，随着智能技术的应用和发展， 汽车座舱的功能、交互方式、 *** 作方便性发生了显著变化，由原先交互方式以机械按钮为主、功能简单的电子座舱向注重多维交互、充满黑科技的智能座舱转变。智能座舱逐渐被应用于量产汽车之中，正发展为涉及汽车多种电子部件的复杂系统，包含手势识别、全液晶仪表盘、抬头显示系统、流媒体后视镜等新兴产品及技术。

2 智能座舱的关键技术

智能座舱是由不同的座舱电子组成的完整体系，其关键技术主要由四部分组成。

第一部分是机械技术，包括可变化车体技术和内饰机构技术。未来汽车可根据不同模式进行伸缩折叠是一种趋势，座舱需要可以根据乘客对于不同场景的使用需求，实现内饰空间的不断调整变化。第二部分是电子硬件技术，包含芯片技术、显示屏技术、专用电器总成以及传感器技术四大技术。第三部分是软件技术，主要有 *** 作系统和各种应用软件。汽车智能化发展必然会趋向于一机多屏，通过 *** 作系统实现一个车机芯片控制各屏的软件。第四部分是两大支撑技术，分别是人工智能技术和云计算技术。未来智能算法的准确性决定了不同品牌智能座舱的差异化，是影响车内体验的关键。

智能座舱通过上述技术，实现人机交互。以中控屏、仪表盘、后座娱乐屏等硬件为载体， 实现人脸识别、多音区检测、视线追踪、疲劳分级以及多模命令词等核心智能化功能。除此以外，还可以衍生出音量自动调节、高速分心提醒、疲劳拯救等个性化附加功能。未来，智能座舱还可能应用到增强现实和虚拟现实技术。

3 智能座舱的技术瓶颈

随着特斯拉在量产车上应用智能座舱的成功案例，掀起了智能座舱研发大潮，车企在智能座舱领域发力越来越明显，但目前智能座舱产品的技术实现效果还无法很好地满足用户需求。许多主机厂在概念车中展示的功能还只是畅想，在用户真实的使用场景中无法达到完美的体验效果，智能座舱的技术实现和产品体验还有一定差距，技术发展进入了瓶颈期。

3.1    智能交互技术所需的数据获取难度大

如今，车企存在着明显的孤岛效应，这种数据互联互通能力的缺失对智能座舱智能座舱产业来说是一项巨大的挑战。

智能座舱的智能化需要依托大量的数据进行训练，从而实现智能程度更高的人机交互反馈效果，数据规模直接影响了智能座舱的用户体验。而大部分车企并不愿意向外界公开车辆和驾驶数据，甚至合作公司也难以获得相应的数据，这就导致了现有技术无法得到所需的足够的数据积累，制约着智能座舱产业的快速发展。比如智能座舱的语音交互技术，目前语音识别、语义理解受数据限制，用户实际体验时存在识别准确度较低、无法有效沟通的情况，技术实现上与设想有一定的差距。

3.2     多模态人机交互体系没有形成理想模式

智能座舱不同于其他交互场景，需要形成一套驾驶空间内最合适的交互系统，而不是将现有的交互模式照搬到智能座舱里。

随着科技和智能手机的发展与应用，用户对汽车座舱功能多样性的期望越来越高，驾驶时需要处理的信息越来越多，为了满足这一需求，选择了使用数字触屏替代传统的机械按钮。但是数字触屏也随着功能的进一步丰富而暴露了出来，界面照搬手机应用的模式，容易造成视线在 *** 作面板停留时间过长。许多车企为解决用户驾驶分神选择对语音交互给予了厚望， 然而语音交互没有视觉上的功能提示，还是使用于命令数量较少的简单场景效果最佳。

适用于智能座舱的多模态人机交互系统的形成，可以有效地改善这些问题。这种理想模式并不能依靠单一的交互方式，需要思考如何结合机械按钮、触屏、语音等交互方式的优点，建立一套最佳的交互系统。

3.3     基于视觉的组合仪表功能逻辑设计存在缺陷

虽然将来智能座舱必然会形成一套多模态人机交互体系，但是视觉仍然是人们获取信息效率最高的方式，未来多模态人机交互仍然会以视觉为核心。目前大部分车机的界面层级都很多，功能切换需要 *** 作比较繁琐的步骤，而这都需要依赖于视觉，长时间的 *** 作影响驾驶安全。车机需要让功能切换变得容易 *** 作，可以迅速完成。因此部分主机厂选择了“去APP化”的方式，将一些重要的、使用频率高的功能以组件的形式放置在首页，以此来减少层级。然而这种做法并不能从根本上解决问题，用户在开车时会用到许多种功能，将所有功能都放置在首页是不切合实际的，而且这种做法使架构变得更加复杂， 用户 *** 作时视觉停留时间不会有显著变化。

4 智能座舱的技术趋势

4.1     基于场景进行功能设计

目前很多车企所说的智能座舱，本质上其实是移植了智能手机各项功能的车机系统，更多的是大量伪需求的混杂。功能堆砌和拼盘化是当前智能座舱的特点，大多智能座舱都具备丰富的功能模块，但是目前很多的功能设计在实际的使用场景中用户完全用不到。

智能座舱的设计更多的应该通过全方位挖掘分析用户在不同使用场景下的痛点问题和真实需求，找到交互方式、功能体验上的创新技术及方法，最大程度的提升用户在真实场景中的体验感，为用户提供“人-车生态系统”的完整价值体验，从而提高用户留存。

4.2     形成完善的多模态人机交互体系

驾驶者不再只是将车作为代步工具，而是将车视为可以满足娱乐、办公需求的个性化智能移动空间，要求车需要具备精准的感知和理解行为的能力。这种理想的用户体验需要依靠完善的多模态人机交互体系，再根据大数据库和深度学习算法对信息进行反馈。比如当驾驶者输入的语音含有代词等模糊性词语时，仅依靠语音交互就会产生语义歧义，导致不能准确理解驾驶者行为和用意， 而要准确描述目标可能需要大量的语句才能实现，耗费驾驶者较多的时间和经历，从而使交互体验大打折扣。而完善的多模态人机交互体系，可以在语音交互的同时配合眼动仪进行视觉追踪，方便快速的捕捉到驾驶者的目标，大大提升交互的准确性和便捷性。

目前许多车企的智能座舱已具备语音交互、手势识别、触摸 *** 控、视觉分析等多模态交互技术，但是还需要将功能进一步加深，直到准确适用于各种用户场景，形成完善的系统。

4.3     应用增强现实、虚拟现实等新兴技术

随着智能网联技术的快速发展，智能座舱受到消费需求、政策支持等多重驱动因素的影响，为汽车产业带来新的机遇，正在成为企业们争夺的高点。

在座舱搭配的大屏、多屏等基础硬件设施差别越来越小的当前，新兴技术等差异化功能的应用变得更为重要，可以更为有效地提高产品竞争力。例如，增强现实抬头显示技术可以更加直观地为用户提供车道偏离预警、碰撞警告、周边信息提示等功能。相较于传统的抬头显示系统，不需要驾驶者不断切换视焦，避免频繁切换出现危险。虚拟现实技术在给智能座舱带来科技感的同时，可以根据乘客喜好随意改变汽车内外部环境，增加行驶过程中的趣味性和娱乐性。

智能座舱的技术趋势就是趋向于兼顾驾驶体验和乘坐体验，通过不断发展新兴技术来不断满足驾驶者和乘客的安全性、舒适性、趣味性、个性化等各种层次的需求。

5 结语

如今许多车企将汽车智能化的重点发展方向向座舱智能化转移，主要原因是依据当前技术发展情况，相较于自动驾驶技术，智能座舱实现起来难度更低，产品更加符合用户当前的需求，更容易吸引用户的兴趣。未来用户关注的重点更多的是在于人机交互的多维性、车载娱乐信息系统的丰富性、移动座舱的智能性，以人工智能为核心的智能座舱技术将对一辆车的评价有着重要的影响，是将来购车和乘车体验的关键决策因素。

参考文献

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