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智能座艙
鎖定
智能座艙發展歷史
第一階段: 機械式座艙主要出現在二十世紀80年代之前,汽車座艙主要包含機械儀表盤和簡單的音頻播放設備,無集成化,無顯示屏,物理按鍵功能單一。在這一階段,人機交互主要依賴於人發出的指令,機器總是被動的執行命令。
第二階段: 主要在二十世紀80年代到2015年,開始出現電子化座艙。隨着傳感器的發展和芯片技術的運用,汽車座艙開始呈現出智能化、網聯化的特點。座艙的功能不僅僅侷限於根據指令執行的駕駛功能,還出現了部分娛樂功能和導航功能。在這一階段,人機交互主要通過小尺寸的液晶顯示屏或多屏融合技術,開始出現包括語音控制在內的非接觸交互。
第三階段: 2015年至今,汽車全面智能化,出現了高度集成化,多聯屏設計的智能座艙,汽車開始成為了集娛樂辦公生活社交於一體的人機交互智能產品。在這一階段,人機交互趨於多元化,出現了駕駛員向乘客的轉變。
智能座艙核心技術
智能座艙語音交互技術
- 語音識別:語音識別是機器通過一定的程序和過程將聲音轉變為文本的技術,其技術原理主要包括聲學模型和語言模型。在語音識別的過程中,聲音提取的質量直接關係到識別的準確性。在行駛的過程中,車輛外部的噪音,內部的噪音,發動機的聲音,媒體播放的聲音等都會影響到聲音的提取,從而加大識別地難度。通過語音增強技術可以有效的去除部分噪音,提高識別的準確性。此外,要開啓語音識別,還需要發出一個信號,告訴機器開始接收聲音並進行識別,這個階段叫做語音喚醒。當機器接收到特定的喚醒詞,就會開始人機交互的過程。
- 語義理解:語義理解是通過對文本的分析和判斷得到用户意圖的技術,也是語音交互技術的核心技術。語義理解主要包括詞法分析、句法分析、語用分析和語境分析四個方面。
- 語音合成:語音合成是根據文本信息生成聲音信息的技術,主要的方法有共振峯合成、發音規則合成、波形拼接合成和基於HMM參數的合成。
智能座艙多模態交互技術
- 手勢交互:手勢交互的核心是手勢識別,通過識別用户所做出的手勢來執行相應指令。在用户做出手勢後,機器首先要進行圖像獲取,然後進行手勢分割,分析手勢的運動特徵或運動軌跡
[4]
,然後進行手勢識別。常見的手勢識別方法有模板匹配法和隱馬爾可夫模型法。
- 凝視與頭部姿勢交互:凝視交互是一種隱式交互方式,通過基於全臉的視線估計和視線跟蹤來幫助機器理解用户的意圖。
智能座艙安全保障技術
安全問題是座艙發展的重要問題。傳統的座艙多使用被動安全保障,即在緊急情況發生時提供最後的安全保障。智能座艙通過多種識別方式判斷駕駛員的駕駛狀況,從而提供主動安全措施,提升安全性能。智能座艙所面臨的安全問題不僅有駕駛過程中的安全問題,還包括多種交互形成的數據安全問題
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。工業和信息化部發布了《關於加強智能網聯汽車生產企業及產品准入管理的意見》,規範了智能網聯汽車生產企業的數據管理行為,加強數據和網絡安全管理,在一定程度上保障了用户的數據安全。
智能座艙在材料和燃料安全方面也做出了改進和優化。具有高機械性能的高新材料廣泛應用於智能座艙,極大的提升了汽車的安全性能。在新能源汽車的發展中,具有較高安全新能的電池的研究和使用保障了汽車駕駛安全,同時對配套基礎設施進行優化和定期檢驗,進一步提升電池安全性能。
智能座艙發展趨勢
汽車智能化、網聯化、電動化和共享化作為汽車行業的“新四化”
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,逐漸成為未來發展的趨勢。智能化是智能座艙的主要發展方向。高集成化是未來座艙發展的方向之一,控制系統的集成化發展能夠有效增強各控制部件之間的聯繫與溝通,從而提升座艙的控制性能,降低成本。人機交互的多樣性發展是座艙智能化發展的方向之一,機器通過語音識別、視線識別、手勢識別等多種識別方式來檢測用户的需求和駕駛環境,滿足用户在特定情況下的特殊需求,從而提升用户的舒適感。機器通過分析用户需求後所做出的反饋也會越來越多樣化,通過語音、視覺等多方面反饋,用户可以享受覆蓋全感官的沉浸式體驗。
智能座艙技術作為當今汽車科技的前沿領域之一,為提升駕乘體驗、增強安全性和拓展創新功能提供了無限可能。中國汽車品牌,如中國一汽、東風、長安、上汽、廣汽、奇瑞、吉利、長城、比亞迪、蔚來、小鵬、理想等,正齊心協力,以創新驅動發展,不斷開闢全球市場,以科技為引領,努力將中國汽車打造成世界級品牌
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當智能座艙與中國汽車品牌相融合,不僅將帶來先進的駕駛輔助功能、信息娛樂系統和智能交互體驗,還能根據中國汽車品牌的市場定位和用户需求,量身定製智能座艙的界面設計、功能設置以及用户界面,為消費者打造出更為個性化和便捷的駕駛環境。雙方的緊密合作將加速智能座艙技術在中國汽車市場的普及,同時也將為中國汽車品牌賦予更大的競爭力,讓駕駛者在行車過程中體驗前所未有的智能化和舒適性,共同開創未來智能出行的新紀元。
- 參考資料
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- 1. Artificial Intelligence Methods in In-Cabin Use Cases: A Survey | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore .IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine
- 2. 汽車智能座艙交互設計研究綜述 .中國知網[引用日期2023-07-28]
- 3. 車載語音交互技術發展現狀及趨勢展望 .中國知網[引用日期2023-07-28]
- 4. 手勢識別研究發展現狀綜述 .中國知網[引用日期2023-07-28]
- 5. 汽車智能座艙發展現狀及未來趨勢研究 .中國知網[引用日期2023-10-07]
- 6. “新四化”變革對汽車安全技術的挑戰和思考 .中國知網[引用日期2023-10-07]
- 7. “扛旗者”比亞迪的格局與遠見:“在一起,才是中國汽車”|比亞迪 .新浪網[引用日期2023-10-07]
- 8. 小米汽車發佈智能座艙 .界面新聞.2023-12-28