具有无缝体验的智能车系统-智能座舱

智能汽车市场发展:

智能汽车已经成为全球汽车产业发展的重要方向，也有相关的激励政策和标准。例如，欧盟NCAP发布的2025年路线图要求，从2020年开始，想要获得欧盟五星安全认证的车辆必须具有驾驶监控。此外，从2023年起，Euro NCAP将把车内儿童检测功能作为评分标准之一，C-NCAP将在2025年跟进。这将带动市场需求，驾驶监控系统的预警功能将扩展到对车内人员的监控系统，并延伸到对留守儿童的检测。

因此，基于图像识别的监控系统将使用广角摄像头作为传感器，对整个座舱进行检测。然而，由于观测角度、安装位置和分辨率等因素，遗留探测系统在舱内的精度可能会降低。整个座舱的图像识别和检测率是通过发展深度学习算法和毫米波雷达辅助图像识别来发展的。通过信息转换和分析，提取客舱内物体的运动特征，作为乘客遗留判断的参考信息。

由于Euro NCAP和C-NCAP的推广以及市场需求，智能座舱系统的发展将会加速。在安全性方面，DMS已经从驾驶状态检测扩展到整个座舱监控，并具有检测留在后座的儿童的功能。为此，车辆中心建立了图像识别AI算法技术，未来将集成毫米波雷达传感，提高整体座舱监控的精度，并开发视线检测技术，加强三级自动车道维护驾驶时的驾驶视线精度。需要正确判断驾驶员是否可以接管，确保自动驾驶过程中自己和其他路人的安全。

什么是智能座舱?

智能座舱是一款方便多样的人机交互/个人交互产品，更多的座舱内传感器，更适合汽车应用场景的应用程序。同时，智能座舱是一个不断演进的概念，因为随着自动驾驶程度的提高，未来汽车座舱将有更多不同的应用场景。例如，长途驾驶和城市通勤将导致不同的智能驾驶舱设计。智能座舱包括语音交互、现实导航和驾驶状态检测。这个应用凸显了智慧的实践。

它还包括个性化体验和态势感知，安全离不开用户与车辆之间的人机交互。数字座舱可识别驾驶手势指令，数字座舱支持自然语言处理，可实现精确语音控制。这使得人机交互更加方便直观，提高了效率，可以在安全驾驶的同时完成各种任务。

在比较智能座舱概念和具有丰富显示环境的座舱概念时，需要考虑显示环境如何与用户交互。他还指出，仅仅拥有多个具有标准功能的显示器并不能使体验变得智能。相反，这些显示器上显示的内容以及它们如何使驾驶变得更容易才是智能驾驶舱的定义。就像越来越多的人工智能助手被用于驾驶舱内一样，它们通过获取消费者偏好和行为信息来配置用户体验。它们可以播放自己喜欢的音乐，或者自主规划驾驶路线。同时，驾驶者将通过软件更新获得最新的汽车服务、功能特征、维护信息;在汽车安全升级方面，他们将看到一个连接司机和经销商的新概念。同时，该车还可以提供支付服务，顺利支持过路费或其他类型的交易。而汽车保险行业也将受益于驾驶行为数据的使用，这是消费者和商业车队的重要需求。

智能座舱监控技术:

智能座舱专注于用户需求，为无缝旅行体验做好准备。基于软硬件的融合，集成了车载电子设备、仪表板和智能车载系统，连接了机舱内的多个屏幕和移动终端设备。以AI智能引擎和深度学习为桥梁，主动推荐用户需要的服务，同时提供安全所需的驾驶行为监控。基于各方面的专业技术能力，与智能终端串联的各种第三方软件服务，不断优化更新用户体验，打造集成化、个性化的智能座舱。

目前由车辆中心(ARTC)开发的智能座舱监控技术主要是在车内后视镜下安装一个广角摄像头，以捕捉前排座位和部分后排座位的图像。并利用AI图像深度学习方法进行人脸检测和头部预测人脸的偏航角度，然后根据识别出的人脸位置计算视距角度。通过座舱位置判断，识别驾驶员，并结合头部倾斜角度和视线角度判断驾驶员是否分心，并立即发出警告，提醒驾驶员出现异常状态。除了在驾驶时监控驾驶状态外，在不驾驶时，座舱位置还用于判断后座是否有人脸。检测是否有乘客或儿童留在车厢内，并提供必要的警告，以避免和减少父母虐待或如果成年人疏忽将儿童留在车内，导致儿童受伤或死亡。或者一个睡觉的乘客被锁在车里，导致了事故。

智能座舱的特点:个性化、数字化和沉浸式体验

• 内容数字化，包括地图、联系人、媒体等。
• 使驾驶员和用户个性化，并将家庭环境迁移到车辆中。
• 沉浸式驾驶舱体验，包括使用降噪等应用程序来改善驾驶舱中的音频和语音体验。

进入驾驶位置后，司机监控系统的摄像头可以进行面部识别，以确定谁在控制车辆。在机舱的其他地方，可能会使用其他单独的用户识别方法，如语音或指纹识别。识别后，您的个性化舒适设置将被激活，包括座椅位置和机舱温度。汽车是一个连接的数字设备，可以无缝地同步你的内容和信息。

手势感应控制可以让司机更安全地与汽车的音频、通风和其他系统进行交互。在汽车中实现这种沉浸式数字体验需要结合先进技术和汽车运行环境的知识，特别是在安全性、可靠性和效率方面。

ADI已经开始与汽车制造商合作，帮助他们部署具有波束形成功能的MEMS麦克风，用于语音控制和基于人工智能的软件技术，用于本地语音识别。ADI先进的降噪系统可以掩盖道路噪音，形成个人音频环境，同时让司机听到与驾驶安全相关的声音。通过部署麦克风、数字音频系统和先进的DSP，在加速度计等传感器的支持下，ADI的新降噪技术的性能得到了极大的提升，为驾驶舱内提供了安静的环境，并带来了全新的沉浸式数字体验。

车载软件控制功能的范围不断扩大，导致车载网络节点数量和通过网络传输的信号数量激增。部署在车辆上的传统网络技术需要额外的电缆来覆盖每个额外的节点和连接。先进的母线网络技术可以缩短车内电缆的长度，有助于减轻重量，从而大大降低能耗。用于车载数据或娱乐系统组件的新型无线网络可以减轻电缆的重量和成本。ADI公司的GMSL SerDes技术提供了传输容量不断增加的多种类型数据所需的高带宽，成功地在车辆中部署了复杂的高级驾驶辅助系统(ADAS)和信息娱乐功能。GMSL的优点包括更快地聚合数据，能够维护安全应用程序的数据完整性，并支持系统在车辆的多个屏幕上显示不同的内容。

不间断的高速网络连接是未来汽车实现高度数字化的关键。ADI的新型以太网到边缘总线(E2B)使用新的汽车以太网10BASE-T1S技术支持传感器和执行器，实现以太网到边缘设备的连接。这促进了向基于zone的架构的过渡，显著节省了电缆成本，显著减少了ecu的数量，并允许通过无线更新部署新功能和增强功能。持续快速的发展速度正在帮助汽车制造商实现他们对全新车内体验的愿景。

智能座舱的主要发展趋势:

1. 面板制造商有望成为第一级OEM供应商
   在智能座舱硬件方面，推出Micro LED沉浸式座舱显示解决方案，可与座舱内部面板相匹配，显示符合整体风格的纹理，使座舱设计具有一致的审美。同时，Micro LED的高亮度、高对比度等突出特点、高穿透性纹理光学膜等，满足智能座舱的各种应用需求。
   特别是在智能座舱领域，未来的汽车制造商很可能跳过Tier 1，直接从面板制造商购买软硬件集成解决方案。原因在于，当智能驾驶舱的重要性越来越明显时，汽车厂商必然会在用户体验方面做出差异化的内容。因此，基于车型系列的定制需求也会频繁出现。对于汽车制造商来说，如果面板制造商能够一站式地满足他们的需求，就能够更有效地实现他们的目标。
   从技术上讲，面板制造商整合软件、硬件(ECU)和面板还需要一段时间，与汽车制造商的测试和磨合仍在进行中。但可以肯定的是，未来面板工厂将在智能驾驶舱领域发挥重要作用。预计面板将占智能驾驶舱成本的50%左右。
2. 软件定义的硬件成为关键
   在智能驾驶舱领域，软件定义的硬件将强调如何创造更好的交互体验。真正的智能座舱交互体验应该基于以下条件:
   • 个性化是最重要的。
   • 人类是视觉动物，因此如何创造沉浸式体验是关键之一。
   • 人机交互将是智能座舱的最终目标。
   所谓智能座舱，一定是一个能和驾驶一起学习、一起成长的座舱。换句话说，通过用户行为和偏好来优化驾驶体验是可能的;而要达到这种状态，就必须依靠自学习技术。这种自学习技术不上云也不返回数据，也就是说，我们将能够保证这些个人数据不会被第三方(车辆段)使用。在过去，汽车制造商专注于硬件，而不是驾驶舱内的个性化。为了实现个性化，应该更多地关注驾驶舱软件。
3. 边缘AI的状态大大提高
   传统座舱产品类型比较单一，多以硬件部件为主，由一个简单的汽车微控制器(ECU)控制，仪表和车载信息娱乐系统(IVI)系统相互独立，无法交互。内部屏幕更少，功能更单一。在智能驾驶舱时代，车内屏幕成为展示服务和内容的载体，这直接带动了对驾驶舱内AI和高性能计算的需求。
   在驾驶舱内的用户体验方面，过去的IVI、平视显示器、中控台、仪表盘等都需要用户单独控制，而座椅、后视镜等常见配置则需要手动调节。相反，智能座舱可以通过人工智能和高性能计算为用户带来更身临其境的体验。如AI虚拟辅助、车载游戏、4K多屏显示、音频娱乐设备、多屏辅助、人机协同驾驶等。这也是近年来边缘计算AI芯片在汽车市场上被广泛讨论的主要原因。
   为什么边缘计算对车辆如此重要?未来的汽车将由许多人工智能传感器组成。这些具有AI功能的小头围绕在车身周围，覆盖不同的传感范围，以应对自动驾驶汽车和智能驾驶舱等多种功能。当每个传感器连接到中央处理器的信号路径不同且长度不同时，消息传输的时间也会不一致，容易造成安全隐患。因此，对于车辆来说，更好的架构是每个边缘上的小头部都连接到计算函数。并将计算出的结果信号相互传输，减少了传输图像所花费的时间，从而减少了信息传输时间误差。
   创新的优势在于速度快、灵活性高，AI芯片具有Transformer计算模型和可重构架构技术。在体积小、能耗低的前提下，同一组芯片可以支持手势识别和人脸识别。表情识别、语音交互、驾驶疲劳检测等智能功能。

未来的智能汽车将连接你的世界:

智能座舱是一个系统概念，可以以多种形式实施，根据定义的不同，市场渗透率也会有很大差异。它的快速发展包括两个方面:技术和生态。

智能座舱系统将驾驶与汽车融为一体，通过直观直观的方式控制驾驶环境和车内信息。行车信息通过车载传感器和多媒体通道传递。在享受各种娱乐的同时，还可以随时保持连接，确保司机和乘客的安全。