时间: 2024-04-01 13:16:55 作者: 半岛官方网站下载
如果给全球科学技术行业指明几个可能正确的方向,智能座舱的概念一定是其中之一。
事实上,在智能化、网联化、电气化的大背景推动下,智能座舱慢慢的变成了了未来汽车产业最重要的研发方向。远了不说,目前各大车企的新能源车基本都会标榜智能座舱的理念。尽管实现的方式和效果不一样,但面对消费者的吸引力是相同的。
早些年,选购一辆车的标准相对简单,我们要了解的或许只有发动机马力、变速箱挡位数量、车身结构、内部装饰的材质等等。
然而到了今天,我们还需要明白一款车是否有ADAS、是否能实现V2X、支不支持OTA、DCU是不是自研等等。
这些专业名词对于小白来说简直如同外星文字,一个不留神,酒桌上的朋友或者4S店的销售就会把这些术语描绘的故弄玄虚,前者让你多罚一杯酒,后者让你莫名其妙买了一辆可能不喜欢的车回家。
因此,智能座舱方面的名词解释已经迫在眉睫,是时候让我们消费者彻底理解这些词背后的含义了。
下面这一些内容,汽车小白可以用小本本记好,防止被忽悠。老司机也可以温故而知新,体会一下看看有没有新的感悟。
本质上讲,TOPS这个词就是处理器运算能力的单位,理论上越大越好。它的缩写是Tera Operations Per Second,1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次(10^12)操作。
智能座舱为何会被称为「智能」,主要是因为座舱内的各种芯片会输出强大的算力。其中最典型的,就是车机芯片以及无人驾驶芯片。
以车机芯片为例,我们最熟悉的非定制方案的芯片是骁龙的8155,它采用了7nm的制程工艺,处理器架构是Cortex A76+A55,综合算力能够达到8TOPS。
这个表现放在科学技术产品上似乎并不出彩,但应对车机系统已经是绰绰有余了。如果考虑到定制方案的话,那车机芯片中算力最强者就是特斯拉的AMD Ryzen。由于AMD Ryzen不是基于RAM架构打造,而是基于PC上的X86架构打造,所以它的综合算力能够达到骁龙8155的两倍以上。
那么,十位数的算力是不是就是车载芯片的极限了呢?显然不是。在智能驾驶领域,无人驾驶芯片的算力要远高于车机芯片。
比如前几天,英伟达在2022年秋季GTC上发布了人类有史以来最强的无人驾驶芯片——DRIVE Thor。这颗和雷神索尔同名的芯片,综合算力达到了惊人的2000TOPS。这在某种程度上预示着,车辆如果从L2级无人驾驶就采用这颗芯片,那直到升级为L4级无人驾驶都不过时。
而且除了英伟达、AMD这些国外企业,国内的企业其实也被卷入了这场无人驾驶芯片的算力竞赛。说白了,大家都不希望在下一个赛道上落后,所以当有些技术受限于政策不好推动的时候,也就只有先推动芯片算力的发展了。
如果说智能座舱的核心技术是无人驾驶,那么无人驾驶的核心技术就是激光雷达了。
在目前的汽车行业,激光雷达和视觉派形成了两种不同的分支,前者的代表车企为一众造车新势力,而后者的代表车企则是特斯拉。从技术上看,激光雷达对于无人驾驶的功劳主要是依托于硬件本身的优势,而这也就是线束的作用。
新势力车企在介绍新车的发布会上,总会说到96线线线激光雷达的宣传语,那这个线是啥意思呢?
这其实就是激光雷达的工作原理。一般的单线激光雷达有一个发射器和接收器,经过电机的旋转,投射到前面的障碍物时会出现一条线,这样就能判断我们与障碍物之间的距离。
而我们在车上看到的激光雷达,往往是多线激光雷达雷达。这种雷达在垂直方向上具有多个发射器和接收器,通过电机的旋转,它能够得到多条线束。线束越多,物体表面的轮廓也就越完善,车辆还可以绘制出前障碍物的高度信息和3D建模,以此判断现在的行驶位置。
虽然绘制出的图案远不如二维图片好看,但对于车辆来说,识别物体的距离和位置要远比好看更重要。说得简单点,我们大家可以把激光雷达的每次扫描当作是目标追踪,64线线个目标,以此类推。
目前,像禾赛科技、Livox、万集科技、华为都是激光雷达的主要供应商。而在最新发布的新能源车中,包括小鹏G9、理想L9飞凡R7也都配备了激光雷达。不过从现阶段的使用体验来看,特斯拉的视觉派倒是也发展的相当顺利,看来关于两者的竞争,还会持续很长一段时间。
万物互联其实并不是一个新的概念了,甚至在很久之前,传统车企就考虑过这项技术的可行性。只不过受限于时代背景,这项技术还一直停留在概念阶段。而当新能源车和5G技术同时迎来了加快速度进行发展期,关于汽车产业的万物互联,或者叫V2X技术,又再一次被我们所熟知。
我们知道,现在车辆为实现一些便利性的功能,会从产品本身出发。比如为了安全,车企研发了碰撞预警、主动刹车、并线X的介入,车辆本身能和街道上的各种元素相互联系,以此来实现全方位的体验升级。
最典型的有车与车、车与基础设施、车与行人、车与外部网络等等,它一来能够大大减少交通事故,二来能够更好的降低交通拥堵提升运行焦虑、三来可以相应减少汽车污染物的排放。
目前,欧洲和亚洲都是V2X概念的积极倡导者,有些厂商甚至在研发、测试方面已经结成了合作伙伴关系,包括法国的「驶向5G」战略合作、德国的「汽车连接未来一切」等等。与此同时,中国也将V2X作为智能网联车和智能交通的一部分,纳入了「中国制造2025」和「互联网+」等国家战略。
在我们今天介绍的所有专业名词中,OTA的出镜率理论上是最高的。原因主要在于,这项技术保证了产品能在几年的时间内,仍然能够持续获取新的软件升级。这对于汽车这种大宗商品来说,简直是至关重要。
早先,OTA经常被描述为手机或PC的软件系统更新。但事实上,这只是一种片面的解读。OTA的全称是Over-the-Air Technology,直译过来的话就是空中下载技术。它是利用移动通信的空中接口,实现对移动终端设备及SIM卡数据来进行远程管理的技术。
此前汽车一直很注重设计之初的体验感,尤其是在软件方面,因为消费者购车之后非常有可能在几年内不会再换车,所以上市后的体验基本就决定了车辆的生命周期。但随着汽车内部的电子元器件慢慢的变多,很多系统也能支持OTA升级。
比如最典型的车机系统,现在新车的操作系统更像是一个车规版的定制OS。如果初期版本有什么使用上的不便或缺点,那车企能够最终靠软件更新的方式修复,然后持续把系统打造的越来越完善。用一个流行一点的说法就是,这就像是汽车的科技补丁。
甚至随着软件定义汽车的概念被提出,现在很多电子控制单元也能支持OTA更新。在更新后,车辆的性能或驾驶感受都会有相应的提升,所以OTA技术注定将会成为未来汽车上一个重要的组成部分。
ADAS的含义我相信喜欢汽车的朋友一定都知道,但既然这是面向小白的专业名词指南,咱们还是把它纳入进来。
ADAS的全称是Advanced Driver Assistance System,直译过来就是高级驾驶辅助系统。在如今的新车上,这项功能已经十分常见了,甚至连10万级的入门车型都已经配备。它主要是由安装在车辆上的各种传感器组成,包括常见的毫米波雷达、超声波雷达、摄像头,以及上述提到的激光雷达等等。
车辆的ADAS工作原理很简单,是通过车载传感器对车辆四周环境进行一个数据采集,然后对这一些数据在进行深度的计算。根据计算结果,ADAS会为驾驶员提供一些相应的提醒,从而提升驾驶的安全性,像我们熟悉的车道偏离预警、车道保持、自动刹车、交通标志识别、自动泊车都属于ADAS。
这里不得不提到的一点是,新能源车的热销与ADAS的技术下放有着密不可分的关系。
有业内人士表示过,给燃油车做ADAS要比给电动车做ADAS困难得多,因为除了要考虑传感器方面的问题,还要做好发动机转速和变速箱挡位的优化,否则极易造成油耗飙升。而纯电动车则不需要仔细考虑这样的一个问题,直接让动力系统与传感器匹配即可。
所以不出意外的话,未来随着纯电动车成为主流,ADAS可能将会成为各个级别车型的标配功能。
相较于上述的词汇,DCU在发布会上的出镜率就比较低了。但如果换成中文名字,可能也有很多人听过——域控制器。DCU的全称是Domain Controller Unit,在了解DCU之前,我们要先了解ECU。
说白了,ECU就是车辆某个功能或者多个功能的电子控制单元,也被消费者称为行车电脑。它和普通的电脑一样,由微控制器、储存器、输入/输出接口、模数转换器以及驱动等大规模集成电路组成,这是汽车电子架构的核心组成部分。
举个例子,车辆的玻璃升降系统,实际上的意思就是由ECU、控制面板和电动机组成。而这只是一个很小的功能,在智能汽车上,使用到ECU的功能不计其数,所以ECU的数量十分巨大。
数据一大,缺点就来了,比如相应的成本增加、各个零部件会增多、部件之间也有必要进行数据交换,导致导线也得增加。这样一来,且不说布局方式会很有限制,单单是过多的布线也会带来安全风险隐患。所以此时,一个新的技术诞生了,就是DCU。
本质上,DCU就是把ECU进行模块化和集成化,让车载电子系统形成为域架构,这也就是域控制器这一个名字的由来。如果我们将一个确定功能的电子设备视为一个模块,比如车辆的四个车门和行李厢,那么它们就可以被DCU整合为一个功能模块。
再或者,把由功能组成的模块分成各个域,比如动力系统是一个域、底盘和辅助驾驶是一个域、内部空间是一个域、远程信息处理和信息娱乐是一个域,这样各个域通过中央网关连接在一起,就形成了整理过后的电子架构。
形象的说明就是,一个班级里有几十个同学,老师不可能挨个收作业,所以给每个组分配了一个组长,组长负责收作业、检查功课、检查卫生、考勤等等,这样老师的压力就会小很多。
首先采用域控制器的车企是特斯拉,它在2018年推出的Model 3上就已经采用了域结构。我们就以特斯拉为例,之前Model S还是传统的电子架构布局,它的线米。但采用了域控制器之后,Model 3只剩下了1500米。而未来新款的Model Y,更有可能减少到只有100米。
所以DCU这项技术虽然车企提及的相对较少,但作为核心技术,它的重要性是不言而喻的。
智能座舱的科技属性千千万,但万变不离其宗的还是驾驶安全。在近些年的智能汽车中,有一个被各大车企普遍的应用,并且都得到了一致好评的功能,这就是DMS。
DMS,全称是Driver Monitor System,直译过来是驾驶员疲劳监测系统。听名字我们也知道,这项技术就是检测驾驶员在行车过程中的状态,从而更好的保证驾驶安全性,这中间还包括face ID、疲劳检测、分心检测、表情识别、手势识别、危险动作识别、视线追踪等。
它的技术原理很简单,就是在车内放两个摄像头,一个是主驾驶侧的标准视角摄像头,另一个是其它位置的广角摄像头。这两个摄像头会将识别的数据传输到主控单元,疲劳监测单元再通过驾驶员的动作进行一定的计算,判断驾驶员是否有疲劳的情况。如果有,那就进行文字或者报警提醒。
坦率讲,虽然这项技术的实用性无可置疑,尤其是跑高速时很实用。但如今的消费者也很注重隐私的保护,对于这种时刻都要记录车内行驶状态和轨迹的功能,有一部分人是比较排斥的。
从我个人的方面出发,有时候安全、便捷、隐私就是一个三角形的矩阵图,一旦某两个点长了,那另一个点注定会照顾不到。所以关于用户隐私的问题,更像是一种受限于技术的取舍。如果未来技术足够成熟了,也许这个三角形也就能填满了。
由于篇幅有限,其实我很难把每一个智能座舱的专业术语都拿出来细讲,上述讲到的也基本都是一些有代表性的词汇。
随着智能座舱概念的普及,我们未来接触到的专业术语注定会慢慢的多。除了保持对此类内容的敏感度,还需要不停的了解最新最全面的新能源车技术。等到我们彻底将脑海中属于燃油车的专业术语替换成新能源车的时候,那属于汽车产业的电气化时代,也就真正到来了。