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未来出行,软件定义汽车【星特写】

联想之星 2022-05-20


最近,长沙、上海先后上路自动驾驶网约车,将我们与自动驾驶时代又拉近了一步。汽车诞生百余年来,已经从纯粹机械时代逐渐进化到了如今的智能、网联、电动、自动化时代,软件、芯片、计算能力等正变得越来越重要,其地位甚至有望超越发动机、变速箱、底盘三大件。摩根士丹利预估,未来汽车60%的价值来自于软件。换句话说,汽车将由软件定义。

软件定义汽车(Software Defined Vehicles,简称 SDV)的核心思想在于:未来定义汽车价值的不再是传统的技术与性能指标,而是以人工智能为核心的软件技术。换句话说,未来人们买车将不会把油耗、功率等传统参数作为唯一标准,而是像现在购买智能手机那样,更加关心汽车的智能体验、安全性等。

软件定义汽车的终极目标是无人驾驶。无人驾驶使车辆行驶更加安全,使交通运行更加高效,使我们的出行更加经济。

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“软件定义汽车” 成为重要发展趋势


随着智能网联和自动驾驶汽车技术的发展,“软件定义汽车”成为重要发展趋势。软件带动着汽车技术的革新,引领汽车产品差异化发展潮流,正逐渐成为汽车信息化、智能化发展的基础和核心。

《软件和信息技术服务业发展规划(2016-2020年)》提出,以数据驱动的“软件定义”正在成为融合应用的显著特征,通过软件定义硬件、软件定义存储、软件定义网络、软件定义系统等,带来更多的新产品、服务和模式创新,催生新的业态和经济增长点。

“软件定义汽车”意味着软件在车辆中扮演的角色逐步放大,软件主要包括:

车控软件:通过ECU(电子控制单元)直接向执行机构发送指令,以控制车辆转向机构、制动机构等关键部件协同工作。

操作系统:从20世纪90年代开始,汽车电子产品逐步开始采用嵌入式操作系统。

自动驾驶软件:自动驾驶软件包括自动驾驶核心软件和应用软件。

自动驾驶系统需要在感知周边环境、明确自身道路位置之后即刻做出操作决策,前者涉及传感器的物理特性,而后者则是车辆的机械驱动行为,实现两者之间的高效联动,就需要软件能力。实现这一高效联接在实际工作中极其复杂。对于软件工程师而言,无论是要对现有车辆进行自动驾驶改装还是从头开始建造自动驾驶汽车,都需要做很多工作。他们不仅需要对车辆硬件上数亿行代码进行编程,而且还需要明确使用哪种语言,哪种工具和平台来开发,部署,优化和管理自动驾驶汽车软件和硬件。

映驰科技成立于2018年5月,主要研发智能驾驶域控制器的核心安全软件平台,目标是通过智能驾驶应用级操作系统、嵌入式人工智能等核心技术,服务车企和汽车零部件公司,推动ADAS和自动驾驶技术落地。曾获联想之星天使轮投资。


作为智能网联汽车领域的产品及系统服务解决方案供应商,映驰科技的产品包括:

  • 智能驾驶控制决策算法


以模块化、平台化模型开发为理念,打造车辆纵向动力学控制决策算法、车辆横向动力学控制决策算法,结合大规模路试和具有中国特色的道路工况、驾驶员驾驶习惯,形成了映驰的智能驾驶控制决策算法。

  • 智能驾驶域控制器



智能驾驶域控制器由功能安全和网络安全机制作为设计保障,通过板级高速、高带宽总线处理多种传感器的初始数据及融合数据,AI感知处理器和safety处理器之间的分工使得平台化的灵活配置成为可能,高性能计算平台能支持L3级智能驾驶功能。

  • 智能网联汽车职业教育培训


面向智能网联时代的工程能力培训体系支撑从入门级的毕业生到资深智能网联算法专家的成长轨迹。


  • 视觉数据标注



全栈式的视觉数据标注作业链提供了高效的数据标注能力,为AI视觉神经网络的训练提供精准数据源。


  • 智能驾驶操作系统


映驰科技的智能驾驶操作系统构建了软硬分离的抽象化分割,使得APP软件的第三方集成成为了可能。APP的开发者无需关注硬件平台细节,专注功能的开发。


  • 数据工厂


基于视觉的标志物提取算法可以轻易地集成于各种设备,利用现有视觉设备对视觉数据进行加工,为众包数据提供了基础。


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OTA 让“软件定义汽车”成为现实


OTA 全称 Over the air, 即空中下载技术,是指通过服务器、移动通信网络和终端等的网络连接,最终实现终端内存储数据的更新,进而改善终端的功能和服务的技术。这项技术最早应用在 PC 机上,后来广泛应用在移动手机行业,近几年才开始在汽车行业里广泛应用。就像苹果用 OTA 升级手机系统,开启了智能手机时代,特斯拉也借助 OTA 开启了智能网联汽车时代。

厚势汽车指出,汽车 OTA 解决的几大核心问题是:

1、软件缺陷的修复

使用 OTA 系统能做到对软件缺陷的及时响应,快速修复问题。

2、新功能引入

如今很多新兴的车企开始借鉴互联网思维,将敏捷开发的方式用在了控制器领域,车辆只需要安装包含基本功能的软件,即可完成交付,后续新功能将通过 OTA 的方式推送给用户,极大缩短了新车型开发上市周期,缓解了用户交付压力。

3、 用户体验的提升

通过分析用户对车辆使用情况的反馈,有针对性的修改软件功能和参数,比如优化人机交互 UI、调整天窗开启角度等,可以大幅度提升用户体验。

作为实现“软件定义汽车”的最优方式,OTA 远程升级技术已逐渐成为智能网联汽车的标配,不断赋予汽车价值提升的潜力。

目前车企已经纷纷开始使用 OTA 技术,但大部分只是应用在仪表、车机和 TBOX 等智能系统。

能够把整车 OTA 运用到极致的公司只有少数几家,其中特斯拉自 2013 年就已经开始使用 OTA 技术,为旗下多个车型更新过地图、语音、空气悬挂、刹车系统、电机电控、autopilot 等数十项内容。


特斯拉曾经至少因三次 OTA 事件广受关注。


第一次是在 2015 年 10 月,特斯拉通过 OTA 的方式为 Model S 推送了 Autopilot 7.0 版本,这个版本新增了自动转向、自动紧急转向&侧面碰撞预警、自动变道和自动泊车等四项自动驾驶功能。这在自动驾驶概念刚刚流行的当时显得相当超前。


第二次是在 2018 年 9 月,飓风山竹来临时,特斯拉对中国华南地区注册的装配 60kwh 电池组的所有特斯拉车型进行升级,通过 OTA 暂时使用户获得更多的电池容量。


第三次是在 2019 年 10 月,有媒体对比测试了特斯拉 Model S Performance 和保时捷 Taycan Turbo S,发现 Taycan Turbo S 的百公里加速成绩更好。随后,Musk 表示已经找到优化电机控制的方法,将通过 OTA 方式让特斯拉 Model S 的最大功率提升 50 匹马力,以此反败为胜。


业界公认,特斯拉是第一家做到整车 OTA 的车企。之所以能做到高频的升级,是因为它遵循了“软件定义汽车”的模式,从系统架构设计之初便考虑周全。

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系统提升软件能力


中国工业评论认为,总体而言,我国软件产业的发展起步比国外软件强国晚了近半个世纪,无论是传统的PC端,还是移动终端软件系统,国外跨国公司均掌握了大多数的关键技术,并设置了较高的进入壁垒。

就我国智能汽车软件企业而言,汽车软件总体发展规模小,技术尚不成熟,在技术研发等方面同国外软件巨头差距较大,应从多个方面强化技术力量。

1、强化汽车软件核心技术掌控能力

应积极鼓励我国软件和互联网企业发挥核心技术研发能力强、产品迭代速度快,汽车企业熟悉相关软件需求和特点的优势,联合起来共同探索互联网开放模式下的智能网联汽车软件技术、产品及服务创新。

2、制定汽车软件行业规范和标准

我国在智能辅助驾驶系统,雷达、摄像头等传感系统方面,车载终端操作系统、车联网通信协议等关键共性技术上还没有形成统一标准,应用软件的接口协议混乱,没有形成行业应用软件接口规范,在很大程度上制约了我国智能汽车软件的发展。

在车控软件、操作系统、自动驾驶领域,积极了解和掌握国外相关规范和标准,结合我国汽车和软件产业的发展态势,制定具有我国特色的行业标准,将对我国汽车软件和智能汽车发展具有重要的推动作用。

3、提升国产软件信息安全水平

智能汽车智能化、网联化程度的发展对软件开发提出更高要求。每个网络接入点都意味着新风险点的引入,大幅增加了车辆的安全风险。攻击者只要修改软件系统某一环节的数据,就可能使系统做出错误判断,并引发车辆事故。

因此,应积极搭建智能汽车软件检测和评估平台,衡量信息安全保护管理措施和技术措施是否符合信息安全保护需求,通过测试排查信息安全隐患和薄弱环节,明确整改要求,提升安全防护能力。

4、培养汽车软件研发复合型人才

据不完全统计,我国智能汽车行业的人才总量严重不足,其中产品研发、试验测试、数据分析这三个职能部门的人才缺口比较大,分别高达23%、17%和12%,人才缺乏与人才质量不高成为阻碍产业发展的重要问题之一。而智能汽车软件研发涉及汽车、软件、互联网等多个领域,对人才素质要求高,包括变革精神、沟通能力、专业知识、项目管理、教育背景、跨界思维、包容性等。

我国应加快培养一批具有国际领先水平的汽车软件专家和学术带头人,培养和锻炼一批从事智能汽车软件研发的创新团队。制定吸引创新人才的激励政策,加大从国外和跨国企业引进领军人才和技术研发骨干的力度。深化产教融合,鼓励企业与高等院校合作开设智能汽车软件相关专业,协同培养工程技术人才。

软件定义汽车所搭建的是汽车智能化和自动驾驶汽车的基础。随着技术创新与软件升级的协同,软件将重构、再造汽车。也就是说,软件不只是控制汽车底层的硬件运行,更是使汽车具备自学习能力、拓展丰富可能性的智能系统。软件不仅驱动辅助驾驶,还将成为车辆的中枢与灵魂。



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