要进行车载智能座舱的系统设计，首先要了解智能座舱的属性、系统范围，以及相关的功能需求。本文对智能座舱的属性，系统范围，和功能需求进行详细分析说明，最后再对智能座舱的发展趋势进行相关分析探讨。

第一章：智能座舱的属性

车载智能从用户体验来划分，可以分为视听娱乐属性，用户舒适属性，智能车控属性，和驾驶交互属性四个方面。

视听娱乐属性：

包括车载游戏、卡拉OK、车载影院、车载音响独立分区、车载会议室等等属性。

用户舒适属性：

包括车载零重力座椅、车载睡眠空间、车载智能空调等舒适属性。

智能车控属性：

包括远程控车、智能寻车、车载智能大灯等车控属性。

驾驶交互属性：

包括驾驶监控、智能识别、还原世界、AR导航等驾驶交互属性。

第二章：智能座舱的系统范围

a) 智能座舱的在整车架构中的位置

要明确智能座舱的系统范围，首先要了解智能座舱在整车架构中所处的位置。

下图大体画出了整车EEA架构的主要关键模块，及它们之间的相互关系，而智能座舱的系统主要集中在图中的绿色部分，它与图中其他模块都有交互。

b) 智能座舱的系统范围

车载智能座舱包罗万象，与用户的视觉、听觉、触觉、甚至嗅觉等多种人体感知都有交互；可以为用户提供导航、娱乐、游戏、驾驶控制等多种不同功能体验；在智能座舱内，用户可以控制座椅、氛围灯、车门、车窗等车内甚至车外的各种车身设备单元；通过车内车外网络互联可以为用户提供上网、无线控车、娱乐设备间的内容无缝流转等各种服务；另外，智能化方面，可以提供智能识别、智能配置等等符合用户个性化的智能服务。

c) 智能座舱核心控制器

谈到智能座舱系统，首先想到的就是智能座舱域控制器，它在智能座舱系统中处于核心地位。下图大体列举了智能座舱的核心控制器，及其上面运行的操作系统、最小系统及核心芯片，以及智能座舱功能涉及到的外围周边件类别，以及通信总线等等。

对比整车其他域系统，智能座舱系统涉及到的功能类别、周边件类别都要丰富得多。

d) 智能座舱传感器

智能座舱传感器种类繁多，大体上包含：视觉传感器、红外传感器、听觉传感器、触摸传感器、温度传感器、湿度传感器、光感传感器、加速度传感器、角速度传感器、定位传感器等传感器。另外，蓝牙/WiFi通过无线扫描并连接蓝牙/WiFi设备，这里也被定义为广义上的智能座舱传感器之一。

e) 智能座舱执行器

智能座舱执行器同样种类繁多，大体上包含：仪表/中控/副驾/后座/抬头/吸顶/空调控制等显示屏，扬声器，氛围灯，座椅调节/按摩，车窗控制，有线无线充电装置，车载投影装置等。

第三章：智能座舱的系统功能需求

智能座舱的系统功能需求分为下面四类：视听娱乐需求、舒适性需求、车控交互需求、驾驶交互需求等。

视听娱乐需求相关内容如下：

显示屏需求

• 共通需求：显示屏类别，触摸需求，显示分辨率，帧率，色深，屏幕尺寸，电源电压范围，工作温度范围，上下电逻辑，接口定义，背光亮度及控制，自动亮度调整，屏保开启前闲置，日夜模式，UI/UE设计（风格，字体，功能交互逻辑，等等）。

• 仪表屏：显示内容主要有车速、里程、档位、左右转向、地图、媒体播放、音乐进度、歌曲列表、媒体播放/暂停、音源来源显示。

• 中控屏：2D/3D HMI，导航，电影，音乐，收音机，听书，新闻，设置，游戏，壁纸，搜索，个性化助手等。

• 副驾屏： 2D/3D HMI，电影，音乐，听书，新闻，游戏，壁纸，屏幕分享，蓝牙耳机连接等。

• 后座屏： 2D/3D HMI，电影，音乐，听书，新闻，游戏，壁纸，屏幕分享，蓝牙耳机连接等。

• 吸顶屏： 2D/3D HMI，电影，音乐，听书，新闻，3A游戏，蓝牙耳机交互，游戏手柄连接。

摄像头需求

• 共通需求：可视角（水平/垂直），分辨率，帧率，格式，位宽，传输协议，供电方式，工作电压范围，工作温度范围，接口定义，同步控制需求。

• DMS摄像头：人脸识别，账户注册及登录，在线支付，座舱空调/座椅/氛围灯/音乐/电影等个性化配置等。

• OMS摄像头：座舱监控，生物识别，手势识别，乘员占位检测。

• 红外摄像头：波长范围（远红外/近红外），LED灯供电电压范围，峰值电流，周期及Duty占比，曝光频率等。

• Vlog摄像头：拍摄车外风景，人像等图像或视频，可用于浏览，回放，存储，共享等。

• 聊天摄像头：用于用户上网聊天，视频直播，在线会议等功能。

DVR补充说明

• 紧急录像：碰撞等意外情况根据底层自动触发机制开始紧急录像，录制时间为前后各15S，15S后恢复一般实时录像，默认锁定，保存到TF卡，锁定后不可删除（具体需参考功能规范）。

• 一般录像：前摄像头录制：根据设置中1、3、5分钟进行循环录制，保存到本地TF卡；存储空间满了根据拍摄时间从最早拍摄的视频进行统一自动清理（具体需参考DVR功能规范）。

• 信息融合：驾驶行为数据融合：将在车辆上采集的时间、车速、档位、油门等信号，融合在实时显示的视频和录制的视频数据上。（具体实现需参考实际DVR功能规范）。

• 获取地理位置：GPS获取经纬度，通过导航模块分析出当前地点位置信息，用于扩展功能。紧急录像及用户拍摄需要获取地理位置信息，一般录像无需获取。紧急录像：G-sensor触发时刻获取当前经纬度作为此录像的地理位置信息；用户拍摄：手动触发时刻获取当前经纬度作为此录像/照片的地理位置信息。

音响需求

• 车载扬声器，座椅扬声器，蓝牙耳机。

• 车载扬声器功率，频率范围，整车布置位置及朝向。

• 输出声道数量、音源种类：FL / FR / RL / RR / FC / SubWoofer / SideLeft / SideRight / Chime / TTS / Beep / 导航音 / Alarm / AVAS / ESM / ICC / Telephony等。

• 不同音源组合优先级矩阵及控制逻辑。

• 音效模式：驾驶座优先、全车平衡、后座优先。

• 均衡器（标准/流行/摇滚/爵士/古典/人声）。

• 音量调节：仪表报警音、泊车辅助系统音量、多媒体音量、蓝牙电话音量、导航音量、语音助手提示音量、语音播报音量、触屏声音提醒。

• 声音随车速调节：开/关，高度补偿/中度补偿（默认）/低度补偿。

• 蓝牙电话铃声选择。

不同音源组合优先级矩阵及控制逻辑补充资料

语音识别

• 声源定位：座舱内麦克风布置位置，适用于车身控制指令，包含座椅、车窗以及空调的控制，当用户下发控制座椅、车窗以及空调控制时，根据声源定位是主驾/副驾/后排左侧/后排右侧，并开启对应的位置。主驾具有最高权限，可以控制影响驾驶或安全等操作，其它位置乘客只能控制所在位置的车窗及空调等。

• 唤醒词：用户通过语音直接更改唤醒词，根据意图更改唤醒词，用户通过多轮交互语音确认唤醒词。

• 语音功能：导航：路线修改、查询路况、查询距离位置时间、放大缩小地图、切换地图模式、沿途搜索、添加中途点、周边搜索、显示/关闭路线详情、打开/关闭导航语音播报；电话：电话呼叫、电话功能交互、打开电话记录及通讯录；多媒体：打开/关闭/播放/暂停/继续播放音乐、歌曲点播、歌手点播、点播专辑、按歌曲风格点播、按排行榜点播、播放历史音乐、歌曲控制、上/下一首、单曲循环、顺序/随机播放、下载音乐、歌曲查询、播放蓝牙/USB/收藏音乐、网络电台订阅/播放控制；收音机：收听FM/AM节目、播放切换、频道收藏；系统设置操作：打开/关闭/设置蓝牙/WiFi/热点；应用控制：打开/关闭车机应用（导航、视频、图片、倒车影像、360环视、天气、新闻、carplay、伴听、车机管家）；系统设置：音量控制、屏幕亮度控制、空调控制、车窗控制、车身控制（氛围灯、香氛、雨刮等）；股票、火车票、飞机票、餐厅、酒店、天气查询；日程预定及提醒；聊天问答、成语接龙等游戏；智能家居设置及控制。

• K歌：注册、登录、点歌、录歌、打分、编辑/保存/发布等。

• ICC：前后排通话，语音降噪。

CarPlay / AndroidAuto / HiCar / CarLife：

• 连接方式：USB有线连接、WiFi无线连接，无线安全发现自动/一键连接。

• 导航服务：便捷导航语音指令，用户通过语音助手语音发起导航到目的地、导航中目的地切换、导航信息播报、结束导航的语音服务。

• 娱乐服务：在线音乐、有声读物、音乐控制；

• 通话服务：智能语音拨号，用户通过语音助手拨打电话，支持联系人姓名或数字语音拨打。

• 情景智能：航班信息智能提醒，日历信息智能提醒。

• 应用下载：应用商城下载的其他服务。

车载投影：

• 投影到车内幕布或车窗，或车外投影到幕布或墙面。

• 配合车载音响，或车外蓝牙音响，享受影院模式。

舒适性相关需求内容如下：

空调及香氛服务：

• 风量控制，风向调节，温度调节，座椅分区独立温区控制。

• 自动开启/关闭内外循环、自动除霜。

• 根据用户喜好及检测情绪，自动调节香氛种类及浓度。

座椅服务：

• 座椅加热：座椅加热强度分级，根据用户需要调整加热强度。

• 座椅通风：座椅通风强度分级，根据用户需要调整通风强度。

• 零重力座椅：自动调整座椅靠背角度和抬起腿托，使用户缓解疲劳享受舒适。

驾行助手：

• 疲劳场景：长时间驾驶场景，根据导航及整车信号，判断用户进入长时间驾驶状态，并进行相关的友好休息提醒。

• 温度自适应：空调自适应场景，根据室外天气及温度信息，自动调整空调温度到合适范围。

• 小憩模式：用户长时间驾车后提醒用户是否需要休息一会再出发，提供用户在座舱内休息的一键快速操作功能。

驻车场景：

• 休息模式：用户的第二个休息空间，用户躺平休息，自动关闭车窗，调整车内温度及湿度，座舱内显示屏显示事宜背景，显示屏及氛围灯色彩柔和低亮度，座舱内播放舒缓音乐。

车控交互相关需求内容如下：

车灯服务：

• 车灯类别：制动灯、紧急制动双闪灯、近光灯、(自适应)远光灯、倒车灯、后雾灯、前/后位置灯、后牌照灯、日间行车灯、前/后/侧转向信号灯、迎宾灯、水坑灯、门外把手灯、等等。

• 外部灯光秀：外部灯光根据设定程序进行有节奏的开闭，达到灯光秀的效果。

• 自适应矩阵大灯：根据前方行人及车辆自动调整照明范围，避免影响行人活动及车辆驾驶，以及弯道自动调整大灯照明路面曲率。

• 门控灯：礼貌灯包含一组由系统控制和工作的内饰灯，有助于出/入车辆和在特定时间提供普通照明。典型的开启礼貌灯是在开启车门或关闭点火开关。

• 迎宾灯：当用户靠近车辆，迎宾灯自动投影路面迎宾信息。

车门服务：

• 遥控钥匙：无钥匙解锁或闭锁的无钥匙进入功能；通过手机APP实现钥匙分享的功能；声光报警保护汽车免受非法使用的防盗功能；当车门开时钥匙仍然在点火开关上会有声音提醒驾驶员的钥匙报警功能。

• 外部隐藏门把手：侧门外置手柄，当接收到打开命令时，门把手自动展开，当接收到关闭指令时，门把手自动关闭，门把手与门板表面一致。

驾驶交互相关需求内容如下：

摄像头需求

• DMS摄像头：头姿检测，打电话检测，喝水检测， 吸烟检测，眼睛开闭检测，分神检测，疲劳检测。

• DVR摄像头：行车录像，循环录制，录制静音/取消，回放，控制，画面预览，存储及导出，紧急掉电保持 ，安全存储，加密，脱敏上传等信息安全需求。

• RVC摄像头：障碍物检测，转向联动，静态/动态辅助线。

• AVM摄像头：环视拼接，去畸变，2D视角（前视图、后视图、左视图，右视图），3D视角（前中、前左、前右、中左、中右、后中、后左、后右8个视图），俯视放大，障碍物检测，转向联动，3D环绕效果，透明车模效果。

显示屏需求

• 仪表屛：显示内容主要有车速、里程、档位、左右转向、地图等信息。

• 中控屏：接收智能驾驶域控制器通过CAN/FlexRay/Ethernet等发送过来的自车定位信息、车道信息、周边交通参与者（车辆、行人、树木、建筑物等）及位置等要素信息，在中控屏上渲染2D/3D全景附视图，帮助用户更直观体验智能驾驶功能。

• 抬头显示屏：投影方式，投影距离，显示宽度/高度，左右转向，行人/自行车/车辆/其它交通参与者等目标物识别标注，下个路口名称、距离及剩余时间，兴趣点名称（加油站/收费站/服务区等），实时高亮显示当前车道，电话挂断/接听，AR显示，Eye-Box需求等。

• 电子后视镜：车内电子后视镜，车外左右侧电子后视镜；配合摄像头完成低延时（约80ms）的实时路况显示。

第四章：智能座舱的未来发展趋势

针对智能座舱的未来发展趋势从域融合、软件定义汽车、人机交互等三方面来简单分析。

中央计算架构是全场景智能的终点，域融合则是通往的必经之路。

• 所谓多域融合就是将汽车的座舱域、智驾域、动力域、底盘域、车身域进行跨域融合。

• 将部分域功能集合到高计算单元，顺带吃掉周边功能单元；

• 将五大功能域跨域融合，统一、集成、简化、压缩成一个super域控。

• 不重复造轮子。

• 简化系统设计，缩短架构路径。

• 行车与泊车的融合，成为行泊一体。

软件定义汽车的理解

• 软件和硬件解耦：各类标准接口、OS以及引擎应运而生，使软件和硬件可以解耦并行开发；

• 创新定义价值：创新的应用、架构、算法等将决定产品的价值，企业的价值。

软件定义汽车的影响

• 以需求为牵引和导向：基于后摩尔时代强大的硬件基础能力，可以给产品功能应用发挥更大的想象空间。

• 让开发者和使用者可以基于强大的硬件能力，通过各种不同的算法和引擎，从智能驾驶到智能人机交互，从顶层的智能大脑到整车电子电器架构集中化的垂直打通，从物理空间到虚拟空间等等，从解决用户基本痛点到开发新的场景需求。

• 使汽车从单车智能到端云互联，从散点功能到端到端的智能服务，从通用的交通工具到个性化的智能助理。

• 智能化：更加智能化的驾驶，包括自动驾驶、智能导航、语音控制、智能停车等。

• 互联化：与互联网技术结合，实现车辆与车辆、车辆与道路、车辆与城市的无缝连接。

• 安全性：通过自动驾驶、智能辅助驾驶、智能安全预警等技术来提高汽车的安全性。

• 环保性：通过电动化、智能节能、智能减排等技术来减少汽车对环境的影响。

• 总之，软件定义汽车在各个维度都将引领行业，使产业结构，用户生态，生活方式，法律法规，以至国际合作等等发生翻天覆地的变化，成为一种虹吸现象。

人机交互的本质

• 将人的感知、认知、思考和行动等行为，与计算机交互技术，通过传递信息来进行互动。人机交互设计的前提是了解用户的需求和使用习惯，以及计算机系统相关技术和限制。同时，通过对交互设计中的人的行为、认知、情感等因素的研究，为设计提供科学的依据。目的是为了完成特定任务，确保用户在使用中感到舒适、愉悦和满足。

人机交互的发展趋势

• 智能化：通过人工智能技术的支持实现更加自然和智能的交互方式。

• 多模态：包括语音，手势，触摸等多种交互模式，可以更好地满足人们的需求。

• 个性化：可以根据用户的需求和偏好进行定制化，提供更加符合用户需求的服务。

• 融合化：可以将各种智能设备和应用进行集成，实现更加便捷的操作和管理。

• 安全性：可以通过生物识别、加密等技术保障用户的隐私和安全。

• 新技术：脑机接口、VR、MR、AR交互系统及产品在智能座舱中的应用。

• 新方式：利用光学、惯性、电磁或视觉等来完成动作交互；利用语音识别、语音合成和自然语言理解等技术，在智能车家互联、游戏娱乐等领域来完成声控交互；利用眼球追踪技术来完成物理世界或虚拟世界的眼动交互；利用大数据和对人的需求和情感理解等来完成主动的智能交互。