汽車電子電氣架構(gòu)與車載計(jì)算平臺(tái)技術(shù)趨勢(shì)

1.?汽車電子電氣架構(gòu)與車載計(jì)算平臺(tái)技術(shù)趨勢(shì)

汽車電子電氣架構(gòu)從傳統(tǒng)分布式架構(gòu)正在朝向域架構(gòu)、中央計(jì)算架構(gòu)轉(zhuǎn)變，車內(nèi)控制系統(tǒng)趨于形成統(tǒng)一的架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)及通用的軟硬件平臺(tái)，各類控制功能逐漸演變?yōu)榻y(tǒng)一平臺(tái)下的各類應(yīng)用。其技術(shù)演進(jìn)有四個(gè)關(guān)鍵趨勢(shì)：計(jì)算集中化、軟硬件解耦化、平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化以及功能開(kāi)發(fā)生態(tài)化。智能化與網(wǎng)聯(lián)化共同推動(dòng)了汽車電子電氣架構(gòu)的變革，一方面是車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬?yōu)化和實(shí)時(shí)、高速網(wǎng)絡(luò)的啟用，另一方面是ECU（電子控制單元）的功能進(jìn)一步集成到域控制器甚至中央計(jì)算單元。

圖1 汽車電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)變趨勢(shì)示意圖

? 汽車電子底層硬件不再是由實(shí)現(xiàn)單一功能的單一芯片提供簡(jiǎn)單的邏輯計(jì)算，而是需要提供更為強(qiáng)大的算力支持；軟件也不再是基于某一固定硬件開(kāi)發(fā)，而是要具備可移植、可迭代和可拓展等特性。汽車原有以ECU為單元的研發(fā)組織將發(fā)生轉(zhuǎn)變，形成通用硬件平臺(tái)、基礎(chǔ)軟件平臺(tái)以及各類應(yīng)用軟件的新型研發(fā)組織形態(tài)。 ? 圖2 汽車電子電氣架構(gòu)開(kāi)發(fā)方式轉(zhuǎn)變趨勢(shì)示意圖 ?

? ? 車載計(jì)算平臺(tái)目前整體的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的共識(shí)為軟件可升級(jí)，可以做到跨車型、跨軟件，跨車企的軟件重用；硬件可擴(kuò)展、可更換，傳感器的即插即用。軟硬件解耦的大趨勢(shì)下，加速軟硬件迭代的周期，做到可擴(kuò)展的車載計(jì)算平臺(tái)，東軟集團(tuán)提出了可插拔硬件架構(gòu)的設(shè)想（如圖3），以模塊化架構(gòu)作為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì)芯片的冗余處理、容災(zāi)容錯(cuò)實(shí)現(xiàn)故障的檢測(cè)、隔離、阻斷，以及基于服務(wù)容器、分布式計(jì)算和面向服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行算力流動(dòng)的設(shè)置。華為則通過(guò)計(jì)算與通信架構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)軟件定義汽車入手（如圖4），構(gòu)建可信的體系，優(yōu)化單車成本，基于可擴(kuò)展架構(gòu)降低整車開(kāi)發(fā)周期，平滑推進(jìn)智能駕駛，將車打造成能持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值的平臺(tái)。 ? 圖3 東軟集團(tuán)汽車車載計(jì)算平臺(tái)解決方案示意圖 ?

? 圖4 華為汽車車載計(jì)算平臺(tái)解決方案示意圖 ?

? 2.?系統(tǒng)層軟件 ? 2.1 關(guān)鍵技術(shù)分析 ? 系統(tǒng)軟件即操作系統(tǒng)，是管理和控制智能汽車硬件與軟件資源的底層，提供運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行機(jī)制、通信機(jī)制和安全機(jī)制等。目前車載操作系統(tǒng)可分為四個(gè)層次：基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)、定制型操作系統(tǒng)、ROM型操作系統(tǒng)和中間件。 ? 基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)包括系統(tǒng)內(nèi)核、底層驅(qū)動(dòng)等，提供操作系統(tǒng)最基本的功能，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性；目前底層操作系統(tǒng)為開(kāi)源框架，暫不受版權(quán)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的影響，一般不屬于企業(yè)考慮開(kāi)發(fā)的技術(shù)范圍。定制版操作系統(tǒng)則是在基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)之上進(jìn)行深度定制化開(kāi)發(fā)，如修改內(nèi)核、硬件驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行時(shí)環(huán)境、應(yīng)用程序框架等，屬于自主研發(fā)的獨(dú)立操作系統(tǒng)。ROM則是基于發(fā)行版修改后的系統(tǒng)服務(wù)與系統(tǒng) UI。ROM型汽車操作系統(tǒng)是基于Linux或安卓等基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)進(jìn)行有限的定制化開(kāi)發(fā)，不涉及系統(tǒng)內(nèi)核更改，一般只修改更新操作系統(tǒng)自帶的應(yīng)用程序等。大部分的主機(jī)廠一般都選擇開(kāi)發(fā)ROM型操作系統(tǒng)，國(guó)外主機(jī)廠多選用Linux作為底層操作系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠則偏好Android應(yīng)用生態(tài)。中間件是處于應(yīng)用和操作系統(tǒng)之間的軟件，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下軟件互聯(lián)和互操作等共性和問(wèn)題，提供標(biāo)準(zhǔn)接口、協(xié)議，并具有較高的移植性。目前國(guó)內(nèi)廠商在中間件上的發(fā)展較為先進(jìn)，致力于在E/E電子架構(gòu)變革中提供可過(guò)渡的解決方案。 ? 圖5 系統(tǒng)層軟件架構(gòu)示意圖 ?

? 2.2 應(yīng)用趨勢(shì)分析 ? 汽車軟件市場(chǎng)整體呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，總體規(guī)模預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到840億美元，系統(tǒng)軟件增長(zhǎng)較多，預(yù)計(jì)未來(lái)十年將以CAGR+11%的速度增長(zhǎng)。由于汽車的軟硬件的開(kāi)發(fā)周期差別，使得汽車軟件在供應(yīng)上逐漸與硬件分離，并逐步具備互聯(lián)網(wǎng)的快速迭代趨勢(shì)傾向。汽車軟件的功能發(fā)布可以與車型逐漸分離，增加車型硬件的使用長(zhǎng)尾期。隨著汽車電子電氣架構(gòu)的向域架構(gòu)演變，域架構(gòu)體系下操作系統(tǒng)和中間件的重要性顯著提高，同時(shí)系統(tǒng)軟件對(duì)于電池管理、汽車網(wǎng)聯(lián)化及相關(guān)服務(wù)的功能控制也逐漸占比增長(zhǎng)。 ? 圖6 汽車軟件市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng) ?

? 2.3 主要廠商與解決方案 ? 軟件定義汽車的大趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)外廠商對(duì)于系統(tǒng)軟件提出了不同的解決方案，下面分別以主要廠商的解決方案為例，介紹不同汽車軟件架構(gòu)下的系統(tǒng)軟件。 ? 東軟睿馳系統(tǒng)軟件解決方案NeuSAR為混合型車輛軟件架構(gòu)，該技術(shù)方案適用于車企完成從傳統(tǒng)分布式架構(gòu)朝向域架構(gòu)、中央計(jì)算架構(gòu)轉(zhuǎn)變的過(guò)渡期中的軟件開(kāi)發(fā)工作。NeuSAR在傳統(tǒng)基于AUTOSAR Classic的架構(gòu)中保留原有功能，將新引入功能主要通過(guò)AUTOSAR Adaptive中基于服務(wù)的方式進(jìn)行相應(yīng)的開(kāi)發(fā)。Classic的保留可以讓整車廠在引入大量先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，最大程度兼容現(xiàn)有傳統(tǒng)控制器，通過(guò)漸進(jìn)的方式逐步過(guò)度到未來(lái)更新的架構(gòu)中去，在降低成本的同時(shí)也大大降低的新技術(shù)引入帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。而Adaptive平臺(tái)的引入可以讓整車廠將新技術(shù)基于服務(wù)去構(gòu)建，進(jìn)而為新技術(shù)引入提供了更好的技術(shù)支撐。同時(shí)Adaptive平臺(tái)集成了東軟自主研發(fā)的車聯(lián)網(wǎng)S-Car防護(hù)技術(shù)，以上這些新技術(shù)又是現(xiàn)在汽車的核心產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，所以Adaptive平臺(tái)的引入可以大大加強(qiáng)汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。 ? 圖7 東軟睿馳系統(tǒng)軟件解決方案 ?

? 華為的解決方案則采用了彈性的分布式解決方案，具備彈性擴(kuò)展特性。核心部分為自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)，自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng)使用并包含了車控操作系統(tǒng)軟件和功能軟件，是基于異構(gòu)分布硬件/芯片組合，是車控操作系統(tǒng)的異構(gòu)分布擴(kuò)展。系統(tǒng)軟件和功能軟件是車載智能計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)安全、實(shí)時(shí)、高效的核心和基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件創(chuàng)建復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。功能軟件根據(jù)自動(dòng)駕駛核心共性需求，明確定義自動(dòng)駕駛各共性子模塊。 ? 圖8 華為系統(tǒng)軟件解決方案 ?

? 2.4 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析 ? 從各主機(jī)廠的發(fā)展動(dòng)向來(lái)看，主機(jī)廠一方面力圖掌握智能汽車底層軟件和硬件的控制權(quán)，更傾向中立的操作系統(tǒng)；一方面積極與軟件供應(yīng)商開(kāi)展合作，例如東軟集團(tuán)、中科創(chuàng)達(dá)等軟件供應(yīng)商，利用開(kāi)源軟件組織，減少開(kāi)發(fā)周期和成本。從各操作系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率和技術(shù)成熟度來(lái)衡量企業(yè)在系統(tǒng)軟件上的競(jìng)爭(zhēng)力。鴻蒙OS、特斯拉Version等已走在技術(shù)先進(jìn)的前列，但市場(chǎng)占有率相對(duì)不高。技術(shù)先進(jìn)性上略差但是較為成熟的操作系統(tǒng)，如QNX、AGL等更多用于智能座艙、車載娛樂(lè)等系統(tǒng)上，系統(tǒng)層軟件較少。但市場(chǎng)占有率較高，例如AGL已經(jīng)獲得了11家主機(jī)廠的支持，它已解決70%的操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作，剩下30%由主機(jī)廠自己開(kāi)發(fā)。主機(jī)廠不僅獲得了操作系統(tǒng)掌控權(quán)，還大大縮短了開(kāi)發(fā)進(jìn)程，降低了開(kāi)發(fā)成本。和AGL相比，ANDROID的生態(tài)要成熟很多，被國(guó)內(nèi)主機(jī)廠廣泛采用。不過(guò)為了規(guī)避ANDROID的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠也積極為其他操作系統(tǒng)提供拓展機(jī)會(huì)，例如AliOS目前至少應(yīng)用到了九家汽車品牌上。總體來(lái)看，主機(jī)廠更傾向中立和免費(fèi)的操作系統(tǒng)。 ? 圖9 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析 ?

圖10 基礎(chǔ)型操作系統(tǒng)市場(chǎng)份額

? 3.?自動(dòng)駕駛軟件

3.1 關(guān)鍵技術(shù)分析 ? 自動(dòng)駕駛的基本過(guò)程分為三部分：感知、決策、控制。其關(guān)鍵技術(shù)為自動(dòng)駕駛的軟件算法與模型，通過(guò)融合各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，不同的算法和支撐軟件計(jì)算得到所需的自動(dòng)駕駛方案。自動(dòng)駕駛中的環(huán)境感知指對(duì)于環(huán)境的場(chǎng)景理解能力，例如障礙物的類型、道路標(biāo)志及標(biāo)線、行車車輛的檢測(cè)、交通信息等數(shù)據(jù)的分類。定位是對(duì)感知結(jié)果的后處理，通過(guò)定位功能幫助車輛了解其相對(duì)于所處環(huán)境的位置。環(huán)境感知需要通過(guò)多傳感器獲取大量的周圍環(huán)境信息，確保對(duì)車輛周圍環(huán)境的正確理解，并基于此做出相應(yīng)的規(guī)劃和決策。目前兩種主流技術(shù)路線，一種是以特斯拉為代表的以攝像頭為主導(dǎo)的多傳感器融合方案；另一種是以谷歌、百度為代表的以激光雷達(dá)為主導(dǎo)，其他傳感器為輔助的技術(shù)方案。決策是依據(jù)駕駛場(chǎng)景認(rèn)知態(tài)勢(shì)圖，根據(jù)駕駛需求進(jìn)行任務(wù)決策，接著能夠在避開(kāi)存在的障礙物前提之下，通過(guò)一些特定的約束條件，規(guī)劃出兩點(diǎn)之間多條可以選擇的安全路徑，并在這些路徑當(dāng)中選擇一條最優(yōu)的路徑，決策出車輛行駛軌跡。執(zhí)行系統(tǒng)則為執(zhí)行駕駛指令、控制車輛狀態(tài)，如車輛的縱向控制及車輛的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)控制，橫向控制是方向盤角度的調(diào)整以及輪胎力的控制，實(shí)現(xiàn)了縱向和橫向自動(dòng)控制，就可以按給定目標(biāo)和約束自動(dòng)控制車運(yùn)行。? ? 圖11 自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)架構(gòu) ?

? 3.2 應(yīng)用趨勢(shì)分析 ? 從車企與IT企業(yè)對(duì)于自動(dòng)駕駛的研發(fā)路線可以看出，無(wú)論是漸進(jìn)式的從輔助駕駛、部分自動(dòng)駕駛、高度自動(dòng)駕駛和完全自動(dòng)駕駛的方向分階段發(fā)展的路線，還是顛覆式的跳過(guò)汽車智能化逐級(jí)發(fā)展的思路，直接實(shí)現(xiàn)車輛的高度/完全自動(dòng)駕駛的發(fā)展路線，最終的目標(biāo)為高度完全自動(dòng)駕駛。就當(dāng)前自動(dòng)駕駛軟件的應(yīng)用來(lái)看，在乘用車上量產(chǎn)的輔助駕駛技術(shù)有側(cè)向穩(wěn)定控制、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制，部分高檔車還裝有自動(dòng)泊車、自適應(yīng)巡航、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)等輔助駕駛系統(tǒng)。主要應(yīng)用在輔助駕駛階段，車輛控制以駕駛員為主，駕駛員掌握最終的駕駛權(quán)，系統(tǒng)輔助駕駛員，降低駕駛負(fù)擔(dān)。目前以L2級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的搭載率明顯提升，L3級(jí)開(kāi)始滲透。以自適應(yīng)巡航（ACC）作為L(zhǎng)2級(jí)駕駛輔助標(biāo)準(zhǔn)，具備L2級(jí)及以上的駕駛輔助功能標(biāo)配或選配的車型占總車型的比例達(dá)到19%。 ? 圖12 汽車智能輔助駕駛產(chǎn)品前裝市場(chǎng)滲透率 ?

? 圖13 中國(guó)自動(dòng)駕駛功能普及率及預(yù)測(cè) ?

? 3.3 主要廠商與解決方案 ? 自動(dòng)駕駛軟件算法解決方案主要廠商有提供全場(chǎng)景解決方案的馭勢(shì)科技、百度、小馬智行等，也有提供特定場(chǎng)景下解決方案的禾多科技、新石器、縱目科技等廠商。 ? 度的自動(dòng)駕駛方案Apollo發(fā)展相對(duì)較早，以開(kāi)放平臺(tái)Apollo為例，目前版本已更迭至6.0，其解決方案包括了Robotaxi方案、面向 BRT快速公交的Minibus 2.0方案、面向最后一公里的自主泊車方案、面向低成本低速微型車方案、以及自動(dòng)駕駛云等關(guān)鍵技術(shù)。 ? 同時(shí)，Apollo作為全球較大的自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)者社區(qū)，版本更迭較快，與車企合作前裝量產(chǎn)也有助于降低成本提升規(guī)模。前裝自動(dòng)駕駛方案商，如東軟睿馳、德賽西威、經(jīng)緯恒潤(rùn)、縱目等公司向車廠提供前行系，泊車系自動(dòng)駕駛產(chǎn)品。 ? 圖14 百度Apollo6.0自動(dòng)駕駛解決方案 ?

? 整車企業(yè)在自動(dòng)駕駛軟件算法上的布局方式也略有不同。傳統(tǒng)車企積極與科技公司、 Tier1展開(kāi)合作，在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域上進(jìn)行提前規(guī)劃與布局，如長(zhǎng)城汽車、吉利汽車、長(zhǎng)安汽車等車型積極搭載駕駛輔助系統(tǒng)；造車新勢(shì)力車廠則選擇自研或聯(lián)合開(kāi)發(fā)L2.5級(jí)及以上的解決方案，并應(yīng)用于新車型上，如搭載高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)Nio Pilot的蔚來(lái)汽車、搭載高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)X Pilot的小鵬汽車等。 ? 但由于單車感知精度受限、計(jì)算能力與認(rèn)知范圍有局限，僅靠單車內(nèi)部解決完全自動(dòng)駕駛的未來(lái)解決方案成本較高，車企和科技企業(yè)也在積極探索與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，用車路協(xié)同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的解決方案。 ? 圖15 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析 ?

? 4.?智能座艙軟件

4.1 關(guān)鍵技術(shù) ? 分析智能座艙主要涵蓋座艙內(nèi)飾和座艙電子領(lǐng)域的創(chuàng)新與聯(lián)動(dòng)，從消費(fèi)者應(yīng)用場(chǎng)景角度出發(fā)而構(gòu)建的人機(jī)交互(HMI)體系。智能座艙通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集，上傳到云端進(jìn)行處理和計(jì)算，從而對(duì)資源進(jìn)行最有效的適配，增加座艙內(nèi)的安全性、娛樂(lè)性和實(shí)用性。當(dāng)前智能座艙主要滿足座艙功能需求，在原有的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的功能或是分散信息進(jìn)行整合，提升座艙性能，改善人機(jī)交互方式，提供數(shù)字化服務(wù)。智能座艙的未來(lái)形態(tài)是“智能移動(dòng)空間”。在5G和車聯(lián)網(wǎng)高度普及的前提下，智能座艙與高級(jí)別的自動(dòng)駕駛相融合，逐漸進(jìn)化成集“家居、娛樂(lè)、工作、社交”為一體的智能空間。 ? 圖16 智能座艙關(guān)鍵技術(shù)分析 ?

? 4.2 應(yīng)用趨勢(shì)分析 ? 數(shù)字座艙的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度低、成果易感知，有助于迅速提升產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)力，且未來(lái)輔助駕駛、自動(dòng)駕駛帶來(lái)的人員解放，需要座艙功能從交互、環(huán)境、控制、空間、數(shù)據(jù)五大維度進(jìn)行智能化變革，提升體驗(yàn)。在自動(dòng)駕駛正式落地前，智能座艙HMI設(shè)計(jì)將以駕駛?cè)蝿?wù)為中心，采用多模交互來(lái)整合分散的感知能力，而非捆綁駕駛員眼手的模式。通過(guò)E/E架構(gòu)革新，整合座艙域硬件計(jì)算平臺(tái)，使用單顆性能出眾的AI感知芯片，實(shí)現(xiàn)車外/車內(nèi)視覺(jué)感知及語(yǔ)音識(shí)別等多模感知算法。智能座艙系統(tǒng)將成為一個(gè)域控制器，呈現(xiàn)明顯的集成、融合、跨界合作趨勢(shì)。觸摸屏作為多模交互方案前的過(guò)渡方案，可以從各產(chǎn)品的前裝市場(chǎng)滲透率趨勢(shì)上看出其應(yīng)用趨勢(shì)。 ? 圖17 智能座艙各產(chǎn)品前裝市場(chǎng)滲透率 ?

? 在技術(shù)實(shí)現(xiàn)層面，中控大屏、數(shù)字儀表、流媒體后視鏡等屏幕需由安卓、QNX等操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，而如HUD、各類傳感器等設(shè)備也需要嵌入各類智能算法，這均需與車內(nèi)的芯片相結(jié)合，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方能發(fā)揮出應(yīng)有的效能。傳統(tǒng)座艙中，中控臺(tái)、儀表盤等均是分布式系統(tǒng)，由獨(dú)立芯片驅(qū)動(dòng)。隨著芯片算力和通信能力的提升，由域控制器構(gòu)成的用同一顆芯片來(lái)同時(shí)支持中控大屏、數(shù)字儀表、后座娛樂(lè)屏等的系統(tǒng)，即一芯多屏技術(shù)，成為當(dāng)前智能座艙中最為重要的技術(shù)趨勢(shì)。由同一芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)降低了多屏多系統(tǒng)（如數(shù)字儀表使用的QNX操作系統(tǒng)，中控屏使用的安卓操作系統(tǒng)）之間的通信壓力，更加便于實(shí)現(xiàn)多屏、多設(shè)備之間的交互。同時(shí)域控制系統(tǒng)方式可解決底層硬件及上層設(shè)備的分散性問(wèn)題，在統(tǒng)一的集成驅(qū)動(dòng)下，更方便構(gòu)建統(tǒng)一的座艙控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)軟件定義個(gè)性化的功能，也更容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與云端的全通式交互。 ? 圖18 全球?qū)Ш椒桨??

? 現(xiàn)階段，汽車產(chǎn)品主要作為移動(dòng)代步工具，中期內(nèi)導(dǎo)航功能是智能座艙相關(guān)應(yīng)用軟件的關(guān)鍵，大多數(shù)軟件均基于定位和地圖信息進(jìn)行開(kāi)展和應(yīng)用。除傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃和車道導(dǎo)航功能外，到現(xiàn)階段智能座艙導(dǎo)航軟件主要有四大應(yīng)用趨勢(shì)：一是與車聯(lián)網(wǎng)功能結(jié)合，通過(guò)與云端數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)通信，獲取實(shí)時(shí)交通路況信息以及停車場(chǎng)、充電樁實(shí)時(shí)使用狀況等輔助信息，納入車輛行駛路徑規(guī)劃決策算法中，提供更智能全面的路徑規(guī)劃；二是與車機(jī)、液晶儀表、W-HUD等智能座艙硬件相結(jié)合，提供AR導(dǎo)航功能；三是獲取高精度的定位信息輔助車輛自動(dòng)駕駛功能，通過(guò)GNSS、RTK、陀螺儀、加速器等結(jié)合軟件算法，提供厘米級(jí)的定位信息，同時(shí)融合高精地圖和車輛環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)，輔助車輛自動(dòng)駕駛軟件的決策算法；四是與社交和娛樂(lè)軟件相結(jié)合構(gòu)建應(yīng)用服務(wù)軟件生態(tài)，與附近車輛車主進(jìn)行實(shí)時(shí)通信互通，提供求助、答疑、預(yù)警等社交類功能，豐富智能座艙的軟件生態(tài)。 ? 4.3 主要廠商與解決方案 ? 智能座艙是中國(guó)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)跨界融合的產(chǎn)物，主要廠商有傳統(tǒng)的系統(tǒng)集成商Tier1、新型互聯(lián)網(wǎng)公司與傳統(tǒng)整車、零部件企業(yè)進(jìn)行深度合作，共同推出座艙的整體解決方案。傳統(tǒng)系統(tǒng)集成商既具備提供專屬操作系統(tǒng)的能力，又具備提供座艙域控制器解決方案（計(jì)算平臺(tái)）的能力，成為座艙解決方案集成商的優(yōu)勢(shì)明顯。目前大多數(shù)廠商的智能座艙系統(tǒng)，以智能中控屏為產(chǎn)品的趨勢(shì)明顯，如東軟集團(tuán)、德賽西威、華陽(yáng)集團(tuán)等。 ?

? 上圖為Tier1東軟集團(tuán)智能座艙整體系統(tǒng)架構(gòu)示例，系統(tǒng)集成商依據(jù)開(kāi)源車載操作系統(tǒng)，為整車廠提供差異化定制操作系統(tǒng)以滿足整車廠品牌的差異化的需求。且傳統(tǒng)系統(tǒng)集成商在適配域控制器芯片、電子元器件以及操作系統(tǒng)等的軟硬件集成開(kāi)發(fā)能力優(yōu)勢(shì)顯著。未來(lái)智能座艙使用一顆域控制器芯片，支持多個(gè)操作系統(tǒng)，來(lái)達(dá)到高度集成、各個(gè)系統(tǒng)和芯片互相聯(lián)系，以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，需要傳統(tǒng)系統(tǒng)集成商積累的軟硬件集成開(kāi)發(fā)能力與經(jīng)驗(yàn)。 ? 4.4 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析 ? 智能座艙產(chǎn)業(yè)鏈中，上游零部件廠商尋求向下延展，下游整車廠商需求向上延展，紛紛搶奪新型Tier1座艙解決方案集成供應(yīng)商的位置，呈現(xiàn)出明顯的融合和跨界趨勢(shì)，主要廠商集中在整車廠、互聯(lián)網(wǎng)公司與傳統(tǒng)的Tier1企業(yè)。整車廠擁有成熟的汽車研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈體系，但是軟件開(kāi)發(fā)能力不足，也無(wú)互聯(lián)網(wǎng)公司廣泛的應(yīng)用生態(tài)?；ヂ?lián)網(wǎng)巨頭雖然擁有完善的應(yīng)用生態(tài)，極強(qiáng)的底層系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力，但是與整車廠的合作經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)硬件集成開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)不足。傳統(tǒng)Tier1級(jí)供應(yīng)商雖然沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)巨頭的應(yīng)用生態(tài)與開(kāi)發(fā)底層操作系統(tǒng)的能力，但具備一定的系統(tǒng)定制能力，這是整車廠商并不具備的；相較于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，Tier1企業(yè)還具有豐富的車規(guī)級(jí)硬件開(kāi)發(fā)能力，擁有與車廠合作開(kāi)發(fā)的豐富經(jīng)驗(yàn)，也更容易獲取核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這是互聯(lián)網(wǎng)公司不具備的。傳統(tǒng)Tier1如東軟集團(tuán)、德賽西威、均勝電子, 成為座艙解決方案集成商新型Tier1的優(yōu)勢(shì)明顯,通過(guò)提高自身軟件實(shí)力向產(chǎn)業(yè)鏈上下游滲透獲取單車價(jià)值量上升。其他芯片、專屬操作系統(tǒng)、中間軟件層供應(yīng)商 Tier2，如東軟、中科創(chuàng)達(dá)，會(huì)隨著智能座艙軟件占比上升，為 Tier1 帶來(lái)必要的軟硬件支持?；ヂ?lián)網(wǎng)、通信科技類巨頭例如華為、阿里、騰訊也會(huì)借助軟件開(kāi)發(fā)實(shí)力切入智能座艙領(lǐng)域，為座艙解決方案集成不同的生態(tài)系統(tǒng)和通信基站。 ? 圖20 智能座艙產(chǎn)業(yè)鏈下企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 ?

? 5. 車聯(lián)網(wǎng)軟件 ? 5.1 關(guān)鍵技術(shù)分析 ? 車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在“人-車-路-云”之間進(jìn)行無(wú)線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，是能夠?qū)崿F(xiàn)智能化交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的典型應(yīng)用。在網(wǎng)聯(lián)化層面，按照網(wǎng)聯(lián)通信內(nèi)容的不同將其劃分為網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知、網(wǎng)聯(lián)協(xié)同決策與控制三個(gè)等級(jí)。目前行業(yè)內(nèi)處于網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互階段，即基于車-路、車-后臺(tái)通信，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航等輔助信息的獲取以及車輛行駛與駕駛?cè)瞬僮鞯葦?shù)據(jù)的上傳。因此現(xiàn)階段車聯(lián)網(wǎng)主要指基于網(wǎng)聯(lián)輔助信息交互技術(shù)衍生的信息服務(wù)等，如導(dǎo)航、娛樂(lè)、救援等，但廣義車聯(lián)網(wǎng)除信息服務(wù)外，還包含用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)協(xié)同感知和控制等功能的V2X相關(guān)技術(shù)和服務(wù)等。 ? 圖21 車聯(lián)網(wǎng)總體視圖 ?

? 圖中展示了車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)主要的參與端，包括汽車上的通訊終端T-Box、相關(guān)控制器以及車機(jī)，也包括后臺(tái)TSP（車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)整合商）、手機(jī)APP、網(wǎng)頁(yè)端、內(nèi)容提供商和服務(wù)提供商，還包括與路端通信的OBU、RSU和基站。其中，T-Box是汽車上唯一與外界通訊的橋梁，既實(shí)現(xiàn)了車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，也實(shí)現(xiàn)了車外通信；TSP是后端的整合部分，通常它既要提供基礎(chǔ)能力的管理（如賬號(hào)和鑒權(quán)），又要與各面向個(gè)端對(duì)接，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的整合以及信息的傳遞；手機(jī)APP、網(wǎng)頁(yè)端以及車機(jī)都是直接用戶的觸點(diǎn)，承擔(dān)著與用戶交互的任務(wù)，是各個(gè)服務(wù)的體現(xiàn)點(diǎn)；內(nèi)容和服務(wù)提供商是大部分?jǐn)?shù)據(jù)的提供來(lái)源，他們是互聯(lián)網(wǎng)細(xì)分領(lǐng)域?qū)I(yè)的提供者。 ? 車載通訊模塊T-BOX架構(gòu)中通常含有雙路高速CAN收發(fā)器，4G/5G/V2X模組以及可實(shí)時(shí)處理的高性能微處理器芯片，主要負(fù)責(zé)車內(nèi)外通信服務(wù)，其中車聯(lián)網(wǎng)C-V2X技術(shù)應(yīng)用展開(kāi)場(chǎng)景應(yīng)用類型與協(xié)同服務(wù)業(yè)務(wù)逐漸豐富，技術(shù)和應(yīng)用的演進(jìn)路線也從節(jié)點(diǎn)處理至更高級(jí)別復(fù)雜的應(yīng)用方向發(fā)展。? ? 圖22 東軟車載通訊模塊T-Box架構(gòu)示意圖 ? 圖23 東軟車聯(lián)網(wǎng)C-V2X技術(shù)應(yīng)用展開(kāi)場(chǎng)景 ? ? 5.2 應(yīng)用趨勢(shì)分析 ? 隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟與成本的降低，車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品持續(xù)迭代升級(jí)，車聯(lián)網(wǎng)功能產(chǎn)品的普及率也在加速上升，中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模也逐漸加大。預(yù)計(jì)至2022年，具備聯(lián)網(wǎng)功能標(biāo)配或選裝的車型占總車型的比例達(dá)到95%。5G+科技巨頭入局驅(qū)動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提速，軟件占比提升趨勢(shì)下市場(chǎng)規(guī)模有望超萬(wàn)億元。傳統(tǒng)汽車的網(wǎng)聯(lián)化將直接帶動(dòng)車載通信設(shè)備的需求量大幅提升，驅(qū)動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大；未來(lái)在硬件設(shè)備成為汽車標(biāo)準(zhǔn)配置的情況下，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將朝著豐富軟件品類，打造服務(wù)生態(tài)的方向發(fā)展，屆時(shí)各類車載內(nèi)容與服務(wù)將成為主力增長(zhǎng)點(diǎn)，進(jìn)一步促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大；到智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展成熟期，增量將從硬件向軟件轉(zhuǎn)移， 車載信息服務(wù)提供商（TSP）成為核心。 ? 圖24 車聯(lián)網(wǎng)功能普及率 ?

? 圖25 2017-2022年中國(guó)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模及預(yù)測(cè) ?

? 5.3 主要廠商及解決方案 ? 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)品種類繁多，參與廠商也眾多。在此主要分析車聯(lián)網(wǎng)的車載信息服務(wù)提供商的解決方案，對(duì)于車載硬件模塊、ICT基礎(chǔ)設(shè)施提供商及通信運(yùn)營(yíng)商暫不做分析。對(duì)于車載信息服務(wù)商（TSP），國(guó)內(nèi)整車廠商主導(dǎo)的TSP有通用Onstar、豐田G-Book、上汽nkaNet；國(guó)內(nèi)車機(jī)終端廠商主導(dǎo)的TSP有東軟集團(tuán)、四維圖新、博泰等；互聯(lián)網(wǎng)公司主導(dǎo)的TSP有百度、騰訊、阿里巴巴、谷歌等。 ? 以騰訊提供的車聯(lián)網(wǎng)生態(tài)解決方案為例，騰訊發(fā)布了智慧出行戰(zhàn)略，整合車聯(lián)網(wǎng)、地圖、位置服務(wù)、汽車云、自動(dòng)駕駛、乘車碼等業(yè)務(wù)，并不斷加大網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能技術(shù)、內(nèi)容服務(wù)、微信等生態(tài)能力的協(xié)同，面向汽車行業(yè)提供完整的、一體化的數(shù)字化解決方案。騰訊生態(tài)車聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)結(jié)合對(duì)人、車、路三位一體的深度感知，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)用戶需求并推送相應(yīng)服務(wù)；通過(guò)超級(jí)ID和微信支付，實(shí)現(xiàn)跨場(chǎng)景、跨終端的全時(shí)互聯(lián)，打通車前/ 中/后的無(wú)縫數(shù)字體驗(yàn)；并與汽車行業(yè)合作伙伴共同打磨，讓豐富的內(nèi)容服務(wù)生態(tài)與車載場(chǎng)景充分適配與結(jié)合；與開(kāi)發(fā)者共同創(chuàng)新，提供方便開(kāi)發(fā)的車載應(yīng)用框架，促進(jìn)應(yīng)用生態(tài)繁榮。 ? 圖26 騰訊車聯(lián)網(wǎng)生態(tài)解決方案 ?

? 國(guó)內(nèi)車機(jī)終端廠商主導(dǎo)的TSP以東軟集團(tuán)為例，其車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)將車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)與汽車售后服務(wù)、車載信息服務(wù)平臺(tái)、營(yíng)銷平臺(tái)共同交互，以數(shù)據(jù)信息平臺(tái)為載體，基于前裝車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)對(duì)車輛及用戶等數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析與洞察，優(yōu)化車輛的安全性、經(jīng)濟(jì)性及體驗(yàn)性。通過(guò)大數(shù)據(jù)，也幫助汽車制造企業(yè)改進(jìn)預(yù)測(cè)能力、運(yùn)營(yíng)能力和提升績(jī)效，為整車廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來(lái)價(jià)值。 ? 圖27 東軟車聯(lián)網(wǎng)生態(tài)解決方案 ?

? 5.4 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析 ? 隨著汽車電子的網(wǎng)聯(lián)化程度加深，行駛過(guò)程中與人、車、路交互的過(guò)程中產(chǎn)生了巨大的數(shù)據(jù)量，對(duì)于這些數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)、云計(jì)算與分析，并輸出決策是必然的。傳統(tǒng)車企的IT架構(gòu)不足以支撐較為龐雜的數(shù)據(jù)的計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)支持，通常趨向于與軟件公司、科技公司提供的公有云服務(wù)，來(lái)打造自身的車輛云平臺(tái)系統(tǒng)。 ? 阿里云計(jì)算較為領(lǐng)先，與上汽共同成立斑馬智行，目前已搭載在20多款車型上，合作車企包括榮威、福特、雪鐵龍、標(biāo)致、名爵。奔馳、奧迪、沃爾沃也與天貓精靈達(dá)成合作，接入阿里云服務(wù)。 ? 騰訊云與廣汽、長(zhǎng)安、吉利、東風(fēng)、偉世通、蔚來(lái)等主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商合作，提供云服務(wù)的同時(shí)接入騰訊自身生態(tài)。 ? 微軟與大眾集團(tuán)共同開(kāi)發(fā)大眾汽車云平臺(tái)；為豐田寶馬、日產(chǎn)雷諾集團(tuán)的部分車型提供云計(jì)算服務(wù)。亞馬遜云與寶馬、奧迪、豐田合作，為這些車企的部分車型開(kāi)發(fā)定制化的云平臺(tái)，為蘭博基尼提供SaaS服務(wù)。 ? 圖28 車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局 ?

? 6.?高精度地圖 ? 6.1 關(guān)鍵技術(shù)分析 ? 高精地圖是指絕對(duì)精度和相對(duì)精度均在分米級(jí)的高精度、高新鮮度、高豐富度的導(dǎo)航地圖，簡(jiǎn)稱HD Map（High Definition Map）或HAD Map（Highly Automated Driving Map）。高精地圖所蘊(yùn)含的信息豐富，含有道路類型、曲率、車道線位置等道路信息，以及路邊基礎(chǔ)設(shè)施、障礙物、交通標(biāo)志等環(huán)境對(duì)象信息，同時(shí)包括交通流量、紅綠燈等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。不同地圖信息的應(yīng)用場(chǎng)景和對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不同，通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行分級(jí)處理，能有效提高地圖的管理、采集效率及廣泛應(yīng)用。 ? 與傳統(tǒng)車載電子地圖相比，高精地圖精細(xì)程度更高，動(dòng)態(tài)要素更為豐富。且車載地圖的體積受到嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量限制。目前，自動(dòng)駕駛用高精度地圖（厘米級(jí)），存儲(chǔ)密度非常高，整體容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前主流控制器方案的存儲(chǔ)容量，所以需要借助云儲(chǔ)存及云分發(fā)的形式才能得以實(shí)現(xiàn)。除此之外，傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖的更新頻率為靜態(tài)數(shù)據(jù)（通常更新頻率為季度更新或月更新），準(zhǔn)靜態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為日更新）。而高精度地圖對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求較高，更新頻率通常為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為分鐘更新），實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為秒或毫秒更新）。 ? ? ? ? ? 6.2 應(yīng)用趨勢(shì)分析 ? 現(xiàn)階段，高精地圖產(chǎn)品主要應(yīng)用于座艙導(dǎo)航，隨著高等級(jí)自動(dòng)駕駛功能普及率的上升，對(duì)于高精地圖產(chǎn)品的市場(chǎng)需求將加速上漲。高精度地圖產(chǎn)品主要涉及底層地圖采集與矯正、中層的SDK和API集成以及上層應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)。2019年，高精地圖相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模約為20億元，增長(zhǎng)率超過(guò)40%。隨著高等級(jí)自動(dòng)駕駛產(chǎn)品普及率的上升，高精地圖相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求將加速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2022年規(guī)模將接近60億元。 ? 圖30 高精地圖相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè) ?

? 6.3 主要廠商與解決方案 ? 隨著汽車智能網(wǎng)聯(lián)化程度與自動(dòng)駕駛技術(shù)水平的提升，高精度地圖的重要性隨之凸顯。目前國(guó)內(nèi)涉及高精度地圖業(yè)務(wù)的主要廠商有百度、高德、四維圖新、易圖通等傳統(tǒng)圖商，也有華為、滴圖、初速度、全道等科技新勢(shì)力。目前高精度地圖的發(fā)展主要受限于地圖資質(zhì)、技術(shù)和資金狀況。盡管有眾多廠商擁有地圖相關(guān)業(yè)務(wù)，但擁有制作高精地圖資質(zhì)的廠商較少。 ? 目前車企主要與四維圖新、高德地圖、百度地圖、易圖通這四家廠商進(jìn)行相關(guān)戰(zhàn)略性合作。高精地圖相關(guān)企業(yè)主要涉及地圖采集、SDK和API集成開(kāi)發(fā)以及應(yīng)用服務(wù)軟件開(kāi)發(fā)。 ? 以東軟集團(tuán)為代表的汽車軟件企業(yè)和以Here為代表的汽車軟件和外資地圖企業(yè)主要基于具備地圖采集資質(zhì)的企業(yè)提供的地圖數(shù)據(jù)，進(jìn)行SDK和API組件的開(kāi)發(fā)；小型的軟件服務(wù)公司主要基于API進(jìn)行應(yīng)用服務(wù)軟件開(kāi)發(fā)；以四維圖新、高德為代表的具備地圖采集資質(zhì)的團(tuán)建企業(yè)可以提供全棧式的解決方案。 ? 以四維圖新的高精度地圖整體解決方案為例，介紹一下高精地圖的整體服務(wù)形態(tài)。 ? 作為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的支撐，高精地圖的表現(xiàn)形式有兩種，一是在云端分發(fā)地圖，用云更新地圖，以及通過(guò)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的仿真，提供一種即插即用的面向車端的地圖引擎，地圖引擎里面包含數(shù)據(jù)的感知、現(xiàn)場(chǎng)的感知定位、跨域的交叉參考，路徑規(guī)劃等核心功能。二是針對(duì)L3以上的自動(dòng)駕駛，每一個(gè)子系統(tǒng)都要具備高度的可用性，即需要具備多種冗余的源數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高可靠和高安全性。 ? 四維圖新的高精度地圖整體解決方案是一個(gè)閉環(huán)的狀態(tài)，閉環(huán)包含地圖的更新，數(shù)據(jù)的更新、功能的更新，以及包含傳感器的數(shù)據(jù)回傳，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與功能的增強(qiáng)，通過(guò)此長(zhǎng)期的迭代過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)的地圖服務(wù)，支撐更加安全的自動(dòng)駕駛。 ?

編輯：黃飛