从上海车展看汽车智能网联:趋势与隐忧,以及华为带来的曙光

来源:百度《线外邦》
2021-05-14
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撰稿人 | 吕一星

今年上海车展期间,第六届国际汽车关键技术论坛(KEY TECH 2021)如期举行。笔者全程参与了此次论坛。

汽车已经进入数字化移动的智能互联时代。越来越多的互联网企业、高科技公司纷纷进入汽车圈;同时,主流汽车公司也纷纷发出向科技公司发展的变化和目标。本次论坛里了解到的智能网联技术的最新发展中,有哪些趋势?有哪些隐忧?为什么说华为给国内汽车智能网联技术发展,带来了一线曙光?

智能网联技术的三大新趋势

在汽车智能网联技术上,有三大发展趋势值得关注:

趋势一:线控技术进入车企视野

所谓“线控技术”,是指将驾驶员的操纵动作,通过传感器形成电信号,通过电线直接传递到执行机构的一种技术。取代了方向盘与转向轮之间的机械连接。线控执行机构主要包括线控制动和线控转向。

随着自动驾驶技术的发展,它逐渐成为自动驾驶执行端的核心技术。

线控技术本身并不是新技术,此前在飞机上早已得到广泛应用,采用线传信号的方法,取消了机械联动装置,使得操纵更为灵活。但此前在乘用车上的应用并不广泛,究其原因,其一是汽车是在路面进行平面运动,而飞机是多维度运行,飞机对转向灵敏性和操纵的灵活性要求更高;其二,飞机的转向操纵机构与转向执行机构(舵机)间隔非常远,因而对线控转向的需求也更迫切。而在乘用车上,EPS电子转向助力系统在目前阶段基本能满足当前的驾驶需求,因此线控转向并未在汽车上广泛普及。

EPS电子助力转向和线控转向,两者在结构上有很大的差距,如下图:

▲EPS电子转向

▲线控转向

但是与乘用车目前广泛采用的EPS电子转向助力系统相比,线控转向又有实实在在的优点,表现在:

可以轻易的实现主动转向功能;

可以获得比EPS更快的响应速度;

可以轻易地滤除路面激震信号(转向时不再感受到轮胎回馈的振动)

车身遭遇碰撞时转向机构管柱侵入驾驶舱的可能性降低,可以提高安全性;

布置方式更灵活;

驾驶员可以获得更大的腿部空间。

汽车线控转向系统(SBW)取消了转向机构与转向轮之间的机械连接,完全由电能实现转向,摆脱了传统转向系统的各种限制,通过控制算法实现智能化车辆转向,可以获得更快更短的转向反应时间,使之更符合汽车电动化与智能化的需求。

目前国内线控转向系统的渗透率、单价成本、供应商分布大概如下表所示:

趋势二:激光雷达进入成熟期

除特斯拉采用超声波雷达技术外,目前绝大多数计划投放L3及以上级别自动驾驶技术的车企,都在规划使用激光雷达,2020-2025年,随着越来越多的公司进入该市场,L3级别自动驾驶技术的全面商业化普及,有望促使激光雷达技术在现有基础上发展成熟,成为智能网联汽车的必备硬件。

而成本则是目前制约激光雷达进一步装配普及的主要障碍, 2021年是激光雷达性能和成本实现平衡的重要节点。当前可量产激光雷达的平均价格高达1000美元。

▲极狐阿尔法S 华为HI,全球首款搭载3颗激光雷达的纯电车

▲小鹏P5 全球唯二全栈自研以及全球首款量产激光雷达智能汽车

趋势三:智能座舱的变革

智能座舱:智能座舱数字化成为汽车智能化的重点领域。座舱功能从交互、环境、控制、空间、数据五大维度进行智能化变革,提升用户体验。其未来核心变革方向分五大板块:

直觉化、智能化与个性化的座舱交互

全新的座舱环境(显示屏/声音/灯光)

整体座舱空间的灵活再分配

座舱域互联服务和数据的联动

内饰的智能化(与电子系统的联动)

▲诺博科技副总经理李哲哲所做《智能座舱发展趋势诺博智能座舱战略》的演讲

HUD抬头显示技术、多屏交互系统、生物识别系统(包含语音识别、手势识别、指纹、声源定位、人脸识别、全息影像等多种方式)将进一步在智能座舱领域得到广泛应用,为副驾和后座乘客提供独立的娱乐和交互空间。而软件系统将成为座舱差异化的主要实现方式。

我国智能网联技术发展的隐忧

随着汽车智能化程度越来越高,在给车主带来方便的同时,却也给数据安全和政府监管带来了新的难题。目前市面上几乎所有标榜自己“智能”的汽车都有采集用户信息、交互习惯、道路信息等数据的设置。而这些都涉及到数据隐私和安全的问题。如何在保护消费者隐私的法律框架和大力发展智能网联技术之间,踩好边界,这也将成为长期困扰汽车智能网联技术的隐忧之一。

第二个隐忧是,核心技术仍然受制于人的状况亟待改变。在诺博科技副总经理李哲哲所做《智能座舱发展趋势诺博智能座舱战略》的演讲中,我们可以看到,目前自主车企包括座舱域控制器在内的系统架构仍然依赖于国外供应商:其中操作系统依赖于加拿大公司黑莓的QNX系统和Google的Android系统。而在主流的域控制器芯片领域,则主要依赖于美国的高通、德州仪器、英特尔,韩国的三星,日本的瑞萨,荷兰的恩智浦。只有台湾的联发科是中国企业,且制程工艺、CPU算力和GPU算力均与高通的芯片存在较大差距。显示出此前我国在高算力核心芯片及操作系统等核心技术上的缺失。

而值得欣喜的是,在此前缺失的这些核心技术,在本次上海车展上得到了很大的改观,让笔者看到了希望与曙光。这就是华为。

华为带来的曙光与希望

华为在此次车展中展出了在智能汽车解决方案的多项重磅技术,并打出了“把数字世界带入每一辆车”的口号。

相比传统汽车普遍采用总线加分散控制的电子电气架构,华为提供了分布式以太网络+域控制器的计算通信架构。其中,华为的MDC智能驾驶平台、CDC智能座舱平台、VDC智能电动平台这三项一同组成了主要的域控制器,成为了此次车展上华为展台的最大亮点。

在此次国际汽车关键技术论坛举办期间,华为汽车BU总裁王军在其题目为《创新融合 共赢未来》的主旨报告中,详细介绍了华为基于其鸿蒙操作系统开发的整车级软件系统框架解决方案。王军表示:在车载系统的开发中,如何整合分散的功能单元、形成以计算与软件为中心的架构,实现软/硬件解耦,软件开发快速、并持续迭代升级,大幅度简化硬件和布线复杂度,以及降低软件的开发难度。这就要求人工智能人才的加入;与此同时,整车的开发模式向持续迭代开发转型、供应链体系向更加紧密的联合开发转型,构建好的分层架构及数字化平台,是实现数字化转型的关键的基础。

华为的操作系统由三大部分组成:其一是AOS智能驾驶计算平台;其二是HOS智能座舱计算平台;其三是VOS智能车控计算平台,具有可替换、易扩展、好管理的特点。

华为AOS智能驾驶操作系统,其内核、中间件、平台服务、AI框架、工具链、云端服务均基于鸿蒙操作系统开发,首次实现了我国在智能驾驶操作系统上的全栈自研。并在此次车展上亮相的极狐阿尔法S上进行了搭载。

在智能座舱领域,华为展出了其基于鸿蒙操作系统开发的车机OS“一芯多屏”的解决方案,能对芯片性能进行多屏间的弹性部署,并与华为应用商城打通,使车机OS可以下载第三方应用软件。再搭配华为全新的天线设计优化通讯方案和用蜂窝网络补全信号的智能网联功能,一同加速汽车座舱的智能化。

而华为开发的VOS智能车控操作系统,则具有高实时、高安全、ECU集中化开发的特点。通过与华为的海思芯片相结合,为车企提供完善的系统级解决方案。

写在最后

在华为之前,中国还没有哪家企业可以做到整车级软件系统和域控制器芯片产业链的自主研发和量产装车。可以说,华为在此次上海车展中展出的技术,有力地填补了中国在高算力核心芯片及操作系统等核心技术上的缺失和空白,并且首次实现了中国自主研发的整车级软件系统和域控制器芯片的量产装车。对提高我国智能网联汽车技术发展水平和信息安全具有重要意义,对华为来说也是一个好的开始。随着搭载华为整车级软件系统和域控制器芯片解决方案的产品越来越多,可以进一步提升中国在智能网联汽车领域产业链的话语权。


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