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ADAS/自动驾驶主题月 | 智能座舱中,我们应该如何与爱车“对话”?

最新更新时间:2021-09-01 20:04
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驾驶汽车过程,实际上就是一个与机器“对话”的过程:驾驶员基于对环境的观察,将操控指令发送给汽车,令其做出正确的动作;车辆则会将自身的状况反馈给驾驶者。


人车交互技术的演变


早期的人车交互(HMI)界面是“机械式”的,比如驾驶者通过转动方向盘来“命令”汽车转向,而汽车的时速、油耗等信息也是通过机械仪表呈现给驾驶者的。后来汽车中的电子设备越来越多,汽车的控制也日趋电子化,座舱内的按键和旋钮逐渐多起来。再后来,随着车载信息娱乐系统的加入,液晶显示屏被引入了汽车座舱,其中也包括具有触控功能的显示屏,也就逐渐形成了目前我们习以为常的人车交互方式。

目前的汽车座舱中,主流的人车交互界面包括仪表盘和车机中控屏两部分,前者主要是反馈汽车行使过程中一些关键的状态数据和信息,而后者则在满足车载信息娱乐需求的同时,将越来越多以前“无处安放”的信息呈现出来。

而随着今天汽车电气化和自动化的发展,新能源汽车和 ADAS前装渗透率的快速提升,传统的人车交互界面越来越显得捉襟见肘。比如新能源车电池电量、以及续航里程等特有的汽车关键信息的显示,都是传统机械仪表所难于实现的;ADAS车道偏移、泊车辅助、夜视系统等越来越多功能所产生的信息更为丰富,需要及时汇总并直观呈现给驾驶者,以做出正确的判断和决策。这都需要人车交互技术再上一个台阶。


在探索创新的人车交互界面上,一种比较激进的做法是以特斯拉为代表的“大屏派”,即主张将汽车仪表盘和中控屏合二为一,所有的信息都在一块大尺寸的触控屏上呈现。比如在特斯拉的Model 3中,就使用一个15英寸的触控屏取代了传统座舱中的仪表盘和中控,取消了几乎所有实体按钮。

提升人车交互方式的另一个思路是“多屏派”,即根据应用所需,在合适的位置放置屏幕,既能承载更多的信息,又能满足个性化的要求。这一技术流派的主要理由是,采用单一的大屏幕,屏幕尺寸太大,在空间有限的驾舱中安放会有不少挑战;而且如果越来越多的功能集中在一块屏幕中,不同的功能共享一个显示界面,在不同功能之间进行切换,也会遇到难题。因此,这种“一车多屏,各屏联动”的方式,被越来越多的汽车智能座舱设计者所接受,中控显示、数字仪表盘、副驾娱乐屏、智能后视镜、透明A柱等显示装置也逐渐上车,构成了一个完整的车载HMI体系。根据Strategy Analytics的预测,未来在一些高档汽车中,显示屏的数量可能会超过10块。



新型人车HMI技术架构的选择


不过屏幕多了,也会带来诸多挑战,比如系统更为复杂、成本会更高,且在确保系统整体的功能安全上也需要更多的考虑……因此,我们就需要对原有车载HMI技术架构进行改造和升级。

有分析认为,“一芯多屏”是智能驾舱人车交互的“终极“技术架构,也就是说由一颗芯片来为多个屏幕显示模块提供算力支撑,支持操作系统、ADAS 等软件的运行,与传统的“一芯一屏”的方案比较,新方案在复杂性、成本和安全性上都有明显的优势。而且“一芯多屏”的方案落地后,可以实现车内硬件虚拟化,有利于进一步构建智能座舱交互平台和界面。

表1:一芯多屏的单处理器方案与多处理器方案的比较

这种“一芯多屏”的技术探索已经在进行。恩智浦的i.MX 8QuadMax应用处理器就是一个很好的范例。i.MX 8QuadMax集成了两个Arm Cortex-A72内核、四个Cortex-A53内核、两个Cortex-M4F内核和两个GC7000XS/VX GPU,同时包括HiFi 4 DSP,支持LPDDR4内存以及带音视频桥接(AVB)功能的双Gb以太网。可以说i.MX 8QuadMax延续了i.MX 8应用处理器家族高性能的特点,其GPU、四个Arm内核和IO选项,可以为用户提供具有人工智能和机器学习所需的处理能力和灵活性。

图1:i.MX 8QuadMax应用处理器框图(图片来源:安富利)

特别值得一提的是,i.MX 8QuadMax具有独特的硬件分区架构和功能,可以在没有管理程序的情况下运行多个操作系统,在单个处理器上支持最多4个独立的屏幕(分辨率可达4K),在提供足够的处理性能的同时,各个屏幕之间的代码是彼此“隔离”的,能够很好地满足每个屏幕独特的可靠性和安全性的要求。

图2:i.MX 8QuadMax硬件分区(隔离)示意图(图片来源:安富利)


面向未来的解决方案


当然,未来的人车交互方式将是多元化,比如语音、手势识别正在成为驾乘用户向汽车发送指令的新模式;触觉反馈、AR等技术的应用,也让汽车向用户“传情达意”的方式变得更丰富……所有这些,都可能是未来潜在的市场爆点。

在这个过程中,不仅需要硬件的创新,也需要软件的支撑,更需要有成熟的解决方案为开发者提供信心和可行的研发路径,以快速推动人车交互变革的进程。

为了应对相关的技术挑战,在即将举办的安富利ADAS/自动驾驶主题月活动中,安富利的技术专家将携手行业合作伙伴,一起围绕未来车载信息交互解决方案展开深入的探讨,为大家奉上一场难得的网络在线研讨会。


时间:2021年3月25日 10:00 

主题:汽车ADAS技术周系统设计解密系列之车载信息交互解决方案

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