定制知识产权管理系统
软件在汽车产品中的比重不断增加,汽车架构也从分布式走向集中式,汽车从信息孤岛模式走向网络互联模式,这些都预示着软件定义汽车时代的到来。在软件定义的汽车架构下,可以通过OTA服务不断升级改进车辆,让车辆不断前进,拥有自己的品牌价值。软硬件的解耦开发,后端云平台的持续服务,赋予了汽车开发的创新生态。
智能汽车软件是指智能软件将深度参与汽车定义、开发、验证、销售和服务的过程,不断改变和优化每个流程,实现体验、流程和价值创造的持续优化。智能汽车软件行业技术体系复杂,价值链长,行业相对完整。布局从具有基本控制的系统级软件,到具有高级功能的智能驾驶舱软件、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,使用户体验摆脱对系统环境的依赖,赋予用户汽车新的体验和新的价值。
自动驾驶的基本流程分为三个部分:感知、决策和控制。关键技术是自动驾驶的软件算法和模型,通过融合各种传感器的数据,用不同的算法和配套软件进行计算,得到所需的自动驾驶方案。自动驾驶中的环境感知是指对环境场景的理解能力,如障碍物类型、道路标志标线、行驶车辆的检测、交通信息的分类等数据。
定位是对感知结果的后处理,通过定位功能帮助车辆知道自己相对于环境的位置。环境感知需要通过多传感器获取周围环境的大量信息,保证对车辆周围环境的正确认识,并以此为基础做出相应的规划和决策。目前主流的技术路线有两条,一条是以camera为代表的多传感器技术融合方案;另一种是以谷歌、百度为代表的技术方案,以激光雷达为主导,其他传感器为补充。决策就是根据驾驶场景的认知态势图,根据驾驶需求做出任务决策。然后在避开已有障碍物的前提下,通过一些特定的约束,规划出若干条可以在两点之间选择的安全路径,并在这些路径中选择一条最优路径来决定车辆的行驶轨迹。
执行系统用于执行驾驶指令和控制车辆的状态,如车辆的纵向控制和车辆的驱动制动控制,横向控制用于调整方向盘角度和控制轮胎力,从而实现纵向和横向自动控制,按照给定的目标和约束自动控制车辆。
智能驾驶舱主要涵盖驾驶舱内饰和驾驶舱电子设备的创新和联动,是从消费者应用场景角度构建的人机交互(HMI)系统。智能驾驶舱收集数据,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,增加驾驶舱内的安全性、娱乐性和实用性。目前智能座舱主要满足座舱的功能需求。在原有基础上,整合现有功能或分散信息,提高驾驶舱性能,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,智能驾驶舱与高级自动驾驶融合,逐步演变为集“居家、娱乐、工作、社交”于一体的智能空间。
目前,汽车产品主要用作移动交通工具。从中期来看,导航功能是智能驾驶舱相关应用软件的关键,大部分软件是基于定位和地图信息开发应用的。除了传统的路径规划和车道导航功能,现阶段智能座舱导航软件主要有四个应用趋势:
一是与车联网功能相结合,通过与云数据平台的实时通信,获取实时交通信息、停车场和充电桩的实时使用状态等辅助信息,并将其纳入车辆行驶路径规划的决策算法中,提供更智能、更全面的路径规划;
二是结合机车、液晶仪表、W-HUD等智能驾驶舱硬件,提供AR导航功能;
三是获取高精度定位信息辅助车辆自动驾驶功能,通过GNSS、RTK、陀螺仪、加速器等软件算法提供厘米级定位信息,同时融合高精度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;
四是结合社交和娱乐软件,构建应用服务软件生态,与附近车主实时交流,提供求助、答疑、预警等社交功能,丰富智能驾驶舱的软件生态。
车联网是以车辆内网、车际网、车辆移动互联网为基础,在“人-车-路-云”之间进行无线通信和信息交换的大型系统网络,是能够实现智能交通管理、智能动态信息服务和智能车辆控制的综合网络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。在网络化层面上,根据网络化的沟通内容不同分为三个层次:网络化辅助信息交互、网络化协同感知、网络化协同决策与控制。目前行业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和车辆行驶、驾驶员操作等数据的上传。因此,现阶段车联网主要是指由网络辅助信息交互技术衍生的信息服务,如导航、娱乐、救援等。但广义的车联网除了信息服务,还包括实现网联协同感知和控制功能的V2X相关技术和服务。
高精度地图是指高精度、高新鲜度、高丰富度的导航地图,绝对精度和相对精度在分米级,简称HD Map(高清地图)或HAD map(高自动驾驶地图)。高精地图信息丰富,既有道路类型、曲率、车道线位置等道路信息,也有路侧基础设施、障碍物、交通标志等环境对象,还有交通流量、红绿灯等实时动态信息。地图信息的不同应用场景对实时性的要求也不同。通过信息分类,可以有效提高地图的管理、采集效率和广泛应用。
与传统的车载电子地图相比,高精地图的精细度更高,动态元素更丰富。车载地图的体积受到嵌入式系统存储能力的限制。目前用于自动驾驶的高精度地图(厘米级)存储密度非常高,整体容量已经远远超过目前主流控制器方案的存储容量,需要云存储和云分发来实现。另外,传统导航电子地图的更新频率是静态数据(一般是季度或月度)和准静态数据(每日)。而高精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)和实时动态数据(频率为秒或毫秒更新)。
操作系统是管理和控制智能汽车软硬件资源的底层,提供运行环境、运行机制、通信机制和安全机制。目前,车辆操作系统可分为四个层次:基础操作系统、定制操作系统、ROM操作系统和中间件。
基本操作系统包括系统内核、底层驱动等。它提供了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、文件和网络系统,决定了系统的性能和稳定性。目前底层操作系统是开源框架,暂时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。
定制版操作系统是在基础操作系统的基础上开发的独立操作系统,如修改内核、硬件驱动、运行时环境、应用框架等。ROM是基于修订的系统服务和发行版的系统用户界面。
ROM车载操作系统是基于Linux或Android等基础操作系统的有限定制开发,不涉及系统内核的变化,一般只修改较新操作系统自带的应用。大部分主机厂一般选择开发ROM操作系统,国外主机厂选择Linux作为底层操作系统,国内主机厂更倾向于Android应用生态。
中间件是介于应用程序和操作系统之间的软件,实现了异构网络环境下软件的互联互通,提供了标准的接口和协议,具有很高的可移植性。
智能化、网联化、电动化、* * *畅享化已经成为汽车产业变革的必然趋势,汽车产品也逐渐从传统的机械工具向具有感知和决策能力的新一代智能终端转变。“四化”转型趋势的需求促使汽车电子电气架构从分布式处理器架构向域控制器架构和中央计算平台架构演进,汽车软件将成为定义整车功能的关键。在这种变化趋势下,现有的汽车产业格局和供应链体系受到冲击,这对有汽车软件研发能力的企业来说是一个巨大的机遇。中国的互联网和软件业有很好的基础。抓住产业转型的机遇,发挥在应用软件领域的优势,是实现中国汽车产业由大变强、率先变道的关键。