Question

智能汽车软件化，数字技术赋能汽车产业实现智慧升级

Answer 1

在 汽车 的电动化、网联化、智能化、共享化的发展趋势下， 汽车 逐步由机械驱动向软件驱动过渡， 汽车 电子电气架构 的变革也使得 汽车 的硬件体系趋于集中化，软件体系的差异化成为 汽车 价值差异化的关键。商业模式上也从出售 汽车 硬件转为出售硬件与后续服务的转变；研发流程也从软硬件集成开发转变为软硬件解耦的单独开发。新的整车电子架构构成了未来智能网联车的核心，而软件和服务能力将成为未来 汽车 产业里最重要的竞争力。

软件在 汽车 产品的比重在持续增加， 汽车 架构也从分布式走向集中式架构， 汽车 从信息孤岛模式走向网联互通模式， 这些都标志着软件定义 汽车 时代的到来。软件定义 汽车 架构下，可以通过OTA服务持续的为车辆升级完善，使车辆不断进 化，具备自有的品牌价值。软硬件解耦式开发与后端云平台的持续服务赋予了 汽车 开发的创新生态。

智能 汽车 软件化即智能软件将深度参与到 汽车 定义、开发、验证、销售、服务等过程中，并不断改变和优化各个过程，实现体验持续优化、过程持续优化、价值持续创造。智能 汽车 软件产业技术体系复杂、价值链长、产业交叉较为融合，布局从基础控制的系统层软件，遍布进阶功能的智能座舱软件、车联网软件、自动驾驶软件。软件架构的关键技术使得车辆控制系统在开发过程中逐渐与硬件解耦，让用户体验摆脱对于系统环境的依赖，赋予用户新体验与 汽车 新价值。

自动驾驶的基本过程分为三部分：感知、决策、控制。其关键技术为自动驾驶的软件算法与模型，通过融合各个传感器的数据，不同的算法和支撑软件计算得到所需的自动驾驶方案。自动驾驶中的环境感知指对于环境的场景理解能力，例如 障碍物的类型、道路标志及标线、行车车辆的检测、交通信息等数据的分类。

定位是对感知结果的后处理，通过定位功能 帮助车辆了解其相对于所处环境的位置。环境感知需要通过多传感器获取大量的周围环境信息，确保对车辆周围环境的 正确理解，并基于此做出相应的规划和决策。目前两种主流技术路线，一种是以特斯拉为代表的以摄像头为主导的多传感技术融合方案；另一种是以谷歌、百度为代表的以激光雷达为主导，其他传感器为辅助的技术方案。决策是依据驾驶场景认知态势图，根据驾驶需求进行任务决策，接着能够在避开存在的障碍物前提之下，通过一些特定的约束条件，规划出两点 之间多条可以选择的安全路径，并在这些路径当中选择一条最优的路径，决策出车辆行驶轨迹。

执行系统则为执行驾驶指令、控制车辆状态，如车辆的纵向控制及车辆的驱动和制动控制，横向控制是方向盘角度的调整以及轮胎力的控制，实现 了纵向和横向自动控制，就可以按给定目标和约束自动控制车运行。

智能座舱主要涵盖座舱内饰和座舱电子领域的创新与联动，从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)体系。 智能座舱通过对数据的采集，上传到云端进行处理和计算，从而对资源进行最有效的适配，增加座舱内的安全性、 娱乐 性 和实用性。当前智能座舱主要满足座舱功能需求，在原有的基础上，对现有的功能或是分散信息进行整合，提升座舱性 能，改善人机交互方式，提供数字化服务。 智能座舱的未来形态是“智能移动空间”。在5G和车联网高度普及的前提下， 智能座舱与高级别的自动驾驶相融合，逐渐进化成集“家居、 娱乐 、工作、社交”为一体的智能空间。

现阶段， 汽车 产品主要作为移动代步工具，中期内导航功能是智能座舱相关应用软件的关键，大多数软件均基于定位 和地图信息进行开展和应用。除传统的路径规划和车道导航功能外，到现阶段智能座舱导航软件主要有四大应用趋势：

一 是与车联网功能结合，通过与云端数据平台实时通信，获取实时交通路况信息以及停车场、充电桩实时使用状况等辅助信 息，纳入车辆行驶路径规划决策算法中，提供更智能全面的路径规划；

二是与车机、液晶仪表、W-HUD等智能座舱硬件相 结合，提供AR导航功能；

三是获取高精度的定位信息辅助车辆自动驾驶功能，通过GNSS、RTK、陀螺仪、加速器等结合 软件算法，提供厘米级的定位信息，同时融合高精地图和车辆环境传感器数据，辅助车辆自动驾驶软件的决策算法；

四是 与社交和 娱乐 软件相结合构建应用服务软件生态，与附近车辆车主进行实时通信互通，提供求助、答疑、预警等社交类功能，丰富智能座舱的软件生态。

车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在“人-车-路-云”之间 进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网技术在交通系统领域的典型应用。在网联化层面，按照网联通信内容的不同将其划分为网联辅助信息交互、 网联协同感知、网联协同决策与控制三个等级。目前行业内处于网联辅助信息交互阶段，即基于车-路、车-后台通信，实现导航等辅助信息的获取以及车辆行驶与驾驶人操作等数据的上传。因此现阶段车联网主要指基于网联辅助信息交互技术 衍生的信息服务等，如导航、 娱乐 、救援等，但广义车联网除信息服务外，还包含用于实现网联协同感知和控制等功能的 V2X相关技术和服务等。

高精地图是指绝对精度和相对精度均在分米级的高精度、高新鲜度、高丰富度的导航地图，简称HD Map（High Definition Map）或HAD Map（Highly Automated Driving Map）。高精地图所蕴含的信息丰富，含有道路类型、曲率、车道 线位置等道路信息，以及路边基础设施、障碍物、交通标志等环境对象信息，同时包括交通流量、红绿灯等实时动态信 息。不同地图信息的应用场景和对实时性的要求不同，通过对信息进行分级处理，能有效提高地图的管理、采集效率及广 泛应用。

与传统车载电子地图相比，高精地图精细程度更高，动态要素更为丰富。且车载地图的体积受到嵌入式系统的存储容量限制。目前，自动驾驶用高精度地图（厘米级），存储密度非常高，整体容量已远远超出目前主流控制器方案的存储容 量，所以需要借助云储存及云分发的形式才能得以实现。除此之外，传统导航电子地图的更新频率为静态数据（通常更新 频率为季度更新或月更新），准静态数据（频率为日更新）。而高精度地图对数据的实时性要求较高，更新频率通常为准动 态数据（频率为分钟更新），实时动态数据（频率为秒或毫秒更新）。

操作系统是管理和控制智能 汽车 硬件与软件资源的底层，提供运行环境、运行机制、通信机制和安全机制等。目前车载操作系统可分为四个层次：基础型操作系统、定制型操作系统、ROM型操作系统和中间件。

基础型操作系统包括系统内核、底层驱动等，提供操作系统最基本的功能，负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性；目前底层操作系统为开源框架，暂不受版权和知识产权的影响，一般不属于企业考虑开发的技术范围。

定制版操作系统则是在基础型操作系统之上进行深度定制化开发，如修改内核、硬件驱 动、运行时环境、应用程序框架等，属于自主研发的独立操作系统。ROM则是基于发行版修改后的系统服务与系统 UI。

ROM型 汽车 操作系统是基于Linux或安卓等基础型操作系统进行有限的定制化开发，不涉及系统内核更改，一般只修改更 新操作系统自带的应用程序等。大部分的主机厂一般都选择开发ROM型操作系统，国外主机厂多选用Linux作为底层操作 系统，国内主机厂则偏好Android应用生态。

中间件是处于应用和操作系统之间的软件，实现异构网络环境下软件互联和 互操作等共性和问题，提供标准接口、协议，并具有较高的移植性。

智能化、网联化、电动化、共享化的已成为 汽车 产业变革的必然趋势， 汽车 产品逐步由传统代步机械工具向新一代具备感知和决策能力的智能终端转变。“四化”变革趋势需求催生 汽车 的电子电气架构由分布式处理器架构逐步向域控制器架 构和中央计算平台架构演变， 汽车 软件将成为定义整车功能的关键。在此变革趋势下，现有的 汽车 产业格局和供应链体系 受到冲击，对于具备 汽车 软件研发能力的企业是发展的重大机遇。我国互联网与软件产业基础较好，把握产业变革机遇， 发挥应用软件领域优势，是实现我国 汽车 产业由大变强、换道先行的关键。