【特約研究員 朱玉龍】上一篇關(guān)于汽車(chē)智能化的文章中，論述了汽車(chē)智能功能可以從消費(fèi)者感知角度分為五個(gè)類(lèi)別(查看《汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)五類(lèi)功能趨勢(shì)和中國(guó)車(chē)企的應(yīng)有策略》)，本文主要就“傳感的信息提示/車(chē)輛周?chē)h(huán)境顯示”這個(gè)門(mén)類(lèi)的功能來(lái)探討。

此類(lèi)功能突出的特點(diǎn)是：通過(guò)車(chē)輛自有的傳感器獲取四周的環(huán)境信息并將之傳遞給車(chē)主，但并不介入控制，主要目的是讓車(chē)主通過(guò)顯示和報(bào)警信息注意安全。顯示類(lèi)功能主要聚焦于駕駛者在行駛/倒車(chē)過(guò)程中的視野問(wèn)題，所以大多數(shù)情況下都獲得了消費(fèi)者的歡迎。

個(gè)人以為，這類(lèi)功能是將來(lái)智能化發(fā)展的橋頭堡，它有著以下的特點(diǎn)：

1) 車(chē)輛外部信息反饋功能切合消費(fèi)者的需求點(diǎn)，這部分功能做得好，可以讓消費(fèi)者在駕駛和應(yīng)用場(chǎng)景下直接得到切實(shí)的幫助；

2) 可以構(gòu)建一套市場(chǎng)化的回饋機(jī)制，慢慢擴(kuò)充傳感器和使用場(chǎng)景，提高整個(gè)系統(tǒng)的性能和滿意度

3) 可以為之后高級(jí)駕駛功能的發(fā)展提供一個(gè)戰(zhàn)略緩沖，明白何時(shí)消費(fèi)者需要幫助

當(dāng)車(chē)企真正懂得收集和分析駕駛者的駕駛習(xí)慣，特別是較為完整的理解外部環(huán)境信息和功能信息，以及駕駛者的使用細(xì)節(jié)的時(shí)候，這些迭代的數(shù)據(jù)就會(huì)在未來(lái)的功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)規(guī)范中發(fā)揮重要的作用。隨著數(shù)據(jù)量的增加和云計(jì)算的反饋，這部分功能需求和設(shè)計(jì)迭代的速度是不斷加快的。

圖1 外部顯示&提醒的閉環(huán)

第一部分 功能分解和傳感器融合

具體的車(chē)周信息感知與傳感提示功能，除開(kāi)之前列舉的360度高清環(huán)視、Class 3 數(shù)字影像后視鏡、Class 1 數(shù)字影像后視鏡、夜視系統(tǒng)、虛擬A柱、盲點(diǎn)偵測(cè) (BSD)外，還可以把后方防撞警示(RCTA)、車(chē)道變換輔助(LCA)、開(kāi)門(mén)警示(DOW)等外部環(huán)境輔助技術(shù)檢測(cè)一并加入進(jìn)來(lái)。我們可以把這些功能按照駕駛員的需求往多個(gè)維度去細(xì)分，從不同的場(chǎng)景(停車(chē)、中低速駕駛、高速駕駛)或不同的功能分類(lèi)(顯示、提醒和警告)去看。在從簡(jiǎn)單往復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)步過(guò)程中，有一個(gè)功能組合的拐點(diǎn)，在這之前是漸進(jìn)式的一個(gè)個(gè)累加配置；到了一定的程度，車(chē)型的電子架構(gòu)去承載功能的時(shí)候，就需要從頂層考慮，打破單個(gè)配置累加的思路需要把資源進(jìn)行重組組合，尋求未來(lái)成本最優(yōu)化的路徑。

圖2  同樣是一樣的功能，實(shí)現(xiàn)形式可能未來(lái)完全不一樣

傳統(tǒng)的控制器系統(tǒng)中，感知傳感器和ECU的計(jì)算和存儲(chǔ)資源是給鎖死的，每個(gè)單元只能獲取特定的或相同種類(lèi)的傳感器信息。而在設(shè)計(jì)新的系統(tǒng)、提出新的總線架構(gòu)和預(yù)控系統(tǒng)的時(shí)候，需要整個(gè)車(chē)身布置的不同種類(lèi)的傳感器都能把各自的信息組合在一起供給域控單元，是為“傳感器融合”。為此，可以從幾個(gè)維度上進(jìn)行組合和優(yōu)化：

·傳感器融合場(chǎng)景的特性提升：可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的攝像頭CMOS芯片在特定的天氣條件下(濃霧、下雨、強(qiáng)光和照度低)，雷達(dá)的分辨率和響應(yīng)會(huì)受到局限，通過(guò)把數(shù)據(jù)源進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)原來(lái)的功能達(dá)到的特性輸出，要優(yōu)良很多。

·傳感器融合場(chǎng)景的可靠性提升：組合多個(gè)傳感器可以提供一定冗余度以應(yīng)對(duì)環(huán)境條件造成的某類(lèi)傳感器的集體故障。在單個(gè)傳感器失效的情況下，傳感器融合系統(tǒng)可以保持某些基本或緊急功能，使得駕駛者在依賴系統(tǒng)的時(shí)候，能夠得到相應(yīng)的保障。以上所提故障可能是自然原因(濃霧)或人為因素(對(duì)攝像頭、雷達(dá)等人為干擾)導(dǎo)致。

隨著這種趨勢(shì)的發(fā)展，這些配置本身也在逐漸融合，考慮以一種更合適的形式展現(xiàn)給車(chē)主，并且能夠不斷優(yōu)化呈現(xiàn)方式，報(bào)警閾值對(duì)顯示和報(bào)警功能也會(huì)進(jìn)一步滲透。

第二部分 HMI及顯示部分

從整個(gè)顯示來(lái)看，HMI的部分更像是一個(gè)需要展現(xiàn)形式的部分。以傳統(tǒng)燃油車(chē)往電動(dòng)汽車(chē)的改變?yōu)槔?/p>

由于電動(dòng)汽車(chē)需要給車(chē)主全新的數(shù)據(jù)信息，全液晶儀表在新能源電動(dòng)汽車(chē)上面的應(yīng)用就顯得尤為重要了。如圖1所示，由于電動(dòng)汽車(chē)需要顯示的信息與傳統(tǒng)汽車(chē)并不相同，在整個(gè)界面設(shè)計(jì)上有著新的需求：

? 續(xù)航里程的顯示：電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程隨著使用工況、空調(diào)開(kāi)啟與否以及外部氣溫的差異而有著較大的差異，所以里程上除需要顯示一個(gè)基于基準(zhǔn)值的推算之外，還要實(shí)時(shí)估計(jì)最小可能里程，以防止車(chē)主未注意而導(dǎo)致電量耗盡。

? 耗電量的顯示：電動(dòng)汽車(chē)需要顯示實(shí)時(shí)的基于每度電能跑多少里程，基于這個(gè)數(shù)值消費(fèi)者可以拿這個(gè)每度電里程與耗油量比較，來(lái)了解電動(dòng)汽車(chē)的消耗。

? 顯示能量回收情況：由于電動(dòng)汽車(chē)有較大的空間進(jìn)行能量回收，在過(guò)分急加速時(shí)候能量被浪費(fèi)掉一部分，所以需要顯示完整的能量回收的狀態(tài)，以幫助車(chē)主了解整個(gè)情況。

在行駛和使用過(guò)程中，電動(dòng)汽車(chē)的液晶儀表和中控通過(guò)豐富的信息顯示，給消費(fèi)者更多的車(chē)輛使用信息，所以某種程度而言，純電動(dòng)汽車(chē)其實(shí)是液晶儀表天然的主戰(zhàn)場(chǎng)，因此普及的速度很快，同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的智能化環(huán)境顯示和提醒功能需要提供更大的信息量，所以對(duì)整個(gè)顯示的要求也是更高的。

圖3 電動(dòng)汽車(chē)的液晶儀表

電動(dòng)汽車(chē)液晶儀表和中控臺(tái)的發(fā)展是非常快的，總的顯示系統(tǒng)(儀表和中控)系統(tǒng)架構(gòu)在硬件架構(gòu)方面有幾種：

·分離式系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)獨(dú)立，儀表與中控各自獨(dú)立完成功能，整個(gè)功能設(shè)計(jì)和信息不共享也沒(méi)有很好的協(xié)同。

·聯(lián)通式設(shè)計(jì)：可以分為兩種，一種是獨(dú)立儀表中控獨(dú)立分板，通過(guò)通信連接；另一種是儀表和中控在單一PCBA上，以Hypervisor虛擬化技術(shù)虛擬成多個(gè)獨(dú)立硬件，每個(gè)硬件執(zhí)行獨(dú)立OS。

·再往前發(fā)展，整個(gè)液晶儀表和中控臺(tái)在物理上也實(shí)現(xiàn)了較大的融合。

圖4 典型的液晶儀表概覽

圖5 儀表和中控的融合再到HUD

在液晶儀表里， GPU和OS系統(tǒng)占最主要部分，這也是整個(gè)液晶儀表的設(shè)計(jì)成本最大的一塊。一方面為了節(jié)約成本考慮，將系統(tǒng)進(jìn)行合并，把液晶屏幕變?yōu)楹?jiǎn)單的顯示器；另一方面為了實(shí)時(shí)和直觀地向駕駛員傳遞汽車(chē)及其周?chē)闆r，需要將各種信息匯集到一處進(jìn)行集中處理，并根據(jù)不同駕駛場(chǎng)景選擇最佳形式呈現(xiàn)出來(lái)。所以在這個(gè)趨勢(shì)下，GPU的配置模式多變化就成了整個(gè)電子座艙發(fā)展變化的主基調(diào)，而屏幕作為標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的一部分。隨著HUD的信息顯示，未來(lái)在顯示端趨于融合。

表1 不同GPU配置的方式

建議和小結(jié)：

由于競(jìng)爭(zhēng)加劇和技術(shù)迭代速度越來(lái)越快，車(chē)企逐漸成為了新技術(shù)的需求整合者，它們不再等著Tier1的系統(tǒng)供應(yīng)商把單個(gè)方案累加起來(lái)放到車(chē)?yán)锩?，而是?huì)親力親為。這是因?yàn)?，一方面智能網(wǎng)聯(lián)化的速度，使得整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置的基數(shù)就比較高，不去深度優(yōu)化成本上不占優(yōu)勢(shì)；另一方面，對(duì)數(shù)據(jù)掌握、消費(fèi)者內(nèi)容呈現(xiàn)掌握上失去了主動(dòng)權(quán)，也就缺乏快速部署協(xié)同高科技配置的能力。驅(qū)動(dòng)單個(gè)供應(yīng)商的是可以的，驅(qū)動(dòng)多個(gè)供應(yīng)商開(kāi)發(fā)和合作，真需要很強(qiáng)的基礎(chǔ)，打鐵要自身硬才行。

還有一個(gè)非常明顯的特點(diǎn)，由于涉及到這部分，雖然介入控制是原來(lái)車(chē)企和大型Tier1才有的能力，但是顯示屏、視覺(jué)算法還有其他的一些算法，在整個(gè)工業(yè)界里面存在互通性，這使得新入局有者超越的希望和基礎(chǔ)。原有的單一配置采購(gòu)模式，也變成了類(lèi)似算法、域控整合等新的商業(yè)模式配置。我們習(xí)慣的東西可能不在了。

參考文件

1) Hannes Estl自動(dòng)駕駛要這樣突破極限：傳感器融合系統(tǒng)優(yōu)劣分析

2) virtual GPU for consolidation of digital

instrument cluster and IVI on top of hypervisor

編者按：為凝聚新能源汽車(chē)行業(yè)的研究力量，發(fā)揮協(xié)作效應(yīng)，第一電動(dòng)網(wǎng)建立特約研究員機(jī)制，邀請(qǐng)行業(yè)知名專(zhuān)家、大牛作者作為特約研究員，集中多方智慧，深入探索新能源汽車(chē)政策、資本、技術(shù)、市場(chǎng)等領(lǐng)域，并定期推出【研究周報(bào)】，解析行業(yè)熱點(diǎn)問(wèn)題。

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