智能座舱架构解析

智能汽车座舱发展主要经历了四个阶段：包括电子座舱阶段、智能助理阶段、人机共驾阶段、第三生活空间。当前随着智能汽车在AI算法、智能驾驶上的不断发展进入了L3级自动驾驶的“人机共驾阶段”。在智能座舱的表现形式为该阶段包含对语音控制和手势控制技术突破，车内软硬件一体化聚合，实现车辆感知精细化，车辆可在上车-行驶-下车的整个用车周期中，为驾乘人主动提供场景化的服务，实现机器自主/半自主决策。AI座舱核心价值将表现为基于场景的主动化交互和服务，很多也被称之为SOA的智能车服务。

传统座舱引入各种辅助驾驶功能之后，要求驾驶员能够熟练掌握驾驶舱的交互方式，能够了解系统的能力与使用限制，能够理解系统的输入／输出关系，在此基础上决定如何操控辅助驾驶系统。在后续下一代架构中，智能座舱将实现语音控制和手势控制技术突破，基于多种模式感知手段的融合，使感知更精准和更主动。

一、智能座舱基础架构解析

整个智能座舱架构参照3层模型构成，其中底层是硬件层，包含摄像头，麦克风阵列，内嵌式存储器（磁盘）EMMC、内存DDR等；中间层是系统软件层，包含操作驾驶域系统驱动（Linux/QNX Drive）与座舱域系统驱动（Android Drive\SPI）；中间层之上是功能软件层，包含与智能驾驶公用部分的感知软件，智能座舱自身域的感知软件，功能安全分析层。车机端的在向上层是服务层，包含启用摄像头人脸识别、自动语音识别、数据服务、场景网关、账号鉴权等。

座舱AI智能交互系统是一个独立系统，独立迭代，每月OTA。整个智能座舱系统架构可以参考如下设计模型进行相应的信息交互。与智能驾驶域不同，智能座舱域更偏向于交互层级，也即更加重视智能互联。因此对于网络通信、数据流等信息更加重视。

从下到上整体智能座舱系统包括如下几个大的控制单元应用：

1、车机硬件

车机硬件主要是原始感光或应声部件，用于接收DMS摄像头输入的驾驶员面部或手部信息及OMS输入的乘员信息。同时，接收车内乘员输入的相关语音信息，车载音响、显示等硬件单元。

2、图像或语音处理芯片

这里的图像或语音处理芯片功能包含对人脸识别、情绪识别、手势识别、危险行为识别、多模语音、功能算法等应用。

感知软件：包含多模感知算法、数据闭环的数据埋点、插件管理和基础组件。

功能安全：实现芯片处理的硬件级别及软件级别的功能安全分析及构建。

系统管理：包括底层OTA、配置组件、功能安全、诊断、生命周期控制等。

公共管理：基本日志、链路、配置等软件管理。

3、系统及中间件平台

与智能驾驶类似，智能座舱在系统平台层面需要建立硬件适配及驱动控制，包含进行安全数字输入输出单元、电源能量分配、编解码、音频输出、显示、can通信等单元。

4、车机服务

作为智能座舱的核心服务，则更加依赖于车机服务进行相应的能力控制。整个车机服务包括系统控制、车身控制、数据服务、OTA、底盘状态及车身数据等内容。

具体说来实现如下功能：

AI芯片管理：包含该AI芯片级以上的系统管理与配合，进行进程监控、OTA、HBSerrvice。

感知数据软件包SDK：包含接收传感器感知数据结果，融入AI芯片算法中，并提供数据包Pack的录制功能。

控制软件包SDK：提供软件生命周期管理，感知算法控制开关，录制开关等功能。

应用框架：完成相关业务流程，比如场景定义、多模态语义解析等。

业务层：在应用框架之上，完成相关业务实现过程，比如FaceID注册，工作模式定义、OTA、数据闭环等。

数据服务：包含数据管理、数据处理、数据挖掘、数据回灌；数据指标评测、诊断管理；模型训练、模型测试、模型管理；数据标注、标注管理等一系列服务。

5、决策中心

决策中心包括通过感知SDK建立场景SDK，从而构建定制化场景及图像/语音感知能力。

多模态座舱交互技术总体包含：语音+手势+视线智能人机交互系统。这里我们把图像和语音感知处理能力统称为多模态交互应用技术框架。其处理过程包含定义车身数据库、车内感知数据库，并进行用户交互行为数据库构建，开发用于云端场景推荐匹配SDK，后续用于解决全场景联调服务推荐功能。进一步的，采集用户典型场景行为数据，将实际用户行为数据输入个性化配置引擎可推动实现端上场景SDK。最终解决车控、音乐、支付等常规服务推荐功能。

6、交互应用

整个交互应用包括车身控制、系统控制、第三方APP交互控制、语音播报、用户界面等几个方面。同时，对于第三方应用中的地图、天气、音乐等也有一定要求。

7、云端服务

由于大量的数据涉及远程传输和监控，且智能座舱的大算力算法模块处理也更加依赖云端管理和计算能力。智能座舱云端服务包括算法模型训练、在线场景仿真、数据安全、OTA管理、数据仓储、账号服务等。

场景网关：融合多个服务，比如驾驶员监控的faceID或语音识别进行场景理解，用于行为分析，推送。

账号鉴权：对服务接入进行鉴权，只有授权账号才能进行服务。

faceID：驾驶员人脸识别。

数据闭环管理：数据接入平台、OTA升级等。

（信息来源：腾讯网）