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智能座舱技术架构解析与关键技术介绍

 一束光线 2025-05-06

智能座舱涉及汽车、人机交互、信息通信、人工智能等多领域技术和交叉学科。智能座舱技术架构相对复杂,可分为"三横三纵"技术架构。

下面我们为横向的每类技术提供了具体注释,纵向这些维度作为技术应用的载体如平台和设备等,如下图所示。

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智能驾驶舱的“三横三纵”技术架构 来源:IEEE

1. 智能座舱技术架构

"三横"指智能座舱主要涉及的人机交互关键技术、系统和部件关键技术和基础支撑关键技术。人机交互关键技术主要针对与智能座舱相关的人类包括驾驶员、乘客、行人等,聚焦智能座舱感知、理解和服务相关人类的交互技术。

例如,我们通过分析人类多模态表情研究人类情感识别,通过分析乘员个性特征和习惯研究智能座舱提供的交互策略,判断不同交互界面对人类的影响。

系统和部件关键技术主要针对智能座舱的硬件载体和具体产品,聚焦行业应用,如视觉传感器、增强现实抬头显示AR-HUD、智能座椅、座舱产品布局和功能设计等技术。

例如,如何确定特定车型智能座舱的系统设计方案,包括智能座舱的静态布局设计和驾驶过程中的光声设计。

另一个例子是如何确定自动驾驶域控制器与智能座舱域控制器之间的计算能力共享策略等。基础支撑关键技术主要针对能支持智能座舱技术进步的基础共性技术,聚焦共性技术在智能座舱特定领域的应用。

例如,人工智能技术可支持感知技术、认知决策技术,电子电气架构技术和系统软件技术可支持部件技术,测试评价技术可支持智能座舱系统设计,信息安全技术与网联服务]相关,以及座舱技术发展应符合的标准法规。

"三纵"指支持智能座舱发展的座舱平台、云平台和扩展设备。座舱平台指可为舱内人员提供服务的物理空间。

在该空间中,智能座舱可使用各类传感器感知舱内人员和舱外环境信息,从而获取多模态信息,然后将感知信息发送至认知决策模块。在认知决策模块的输出策略指导下,交互模块可通过多种交互方式为舱内人员提供服务。

云平台指可支持智能座舱发展的网络服务条件,即网络空间,如开放网联云服务、云控平台、元宇宙座舱技术等。扩展设备指除座舱平台本身外可支持智能座舱发展的人机交互和场景拓展条件。例如,智能手机、智能手表、智能家居和其他设备(AR、VR、可穿戴脑机接口)未来可能应用于智能座舱任务。具体示例如上图所示。

2. 智能座舱关键技术

近年来,作为消费者容易感知的"第三空间",许多整车厂、科技公司、信息通信企业和新供应商正在加大智能座舱的研发和商业化应用投入。

技术快速迭代,新技术应用层出不穷。智能座舱是一个既有理论问题、技术问题又有产品问题的研究领域。

从用户需求出发,梳理下一代智能座舱领域关键技术,开展共性基础问题的产业协作,建立产业生态,是智能座舱领域进一步快速发展的迫切需求。

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智能座舱技术的关键组成部分 来源:IEEE

为此,在研究判断技术演进路径和商业化应用时间的同时,本文在人机交互关键技术、系统和部件关键技术、基础支撑关键技术的基础上构建技术体系。对三级子领域技术进行分解研究,如上表所示。

3. 写在最后

智能座舱是汽车产业技术创新的核心增长点:传统内饰设计、车辆系统和人机交互难以支撑智能座舱新产品开发。

智能座舱涵盖信息通信技术、电子技术、认知科学、虚拟现实、人机交互和人工智能等多个领域,包含座舱硬件电子化、座舱域控制系统集成和座舱环境优化等综合技术,具有高科技和跨学科特征。

作为技术创新的关键区域,智能座舱直接面向消费者,明确展示各类智能网联技术的整体应用水平和实际效果,同时进行市场验证。可以说智能座舱是传统汽车产品向智能汽车产品演进升级的落脚点。


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