La softwareización inteligente del automóvil y la tecnología digital permiten a la industria automotriz lograr actualizaciones inteligentes
Bajo la tendencia de desarrollo de la electrificación, la creación de redes, la inteligencia y el intercambio de automóviles, los automóviles están pasando gradualmente de la propulsión mecánica a la propulsión por software. Los cambios en la arquitectura electrónica y eléctrica del automóvil también han hecho que los sistemas de hardware del automóvil tiendan a ser más eficientes. centralizarse, y la diferenciación de los sistemas de software se ha convertido en la clave para la diferenciación del valor de los vehículos. El modelo de negocio también ha cambiado de vender hardware para automóviles a vender hardware y servicios de seguimiento; el proceso de I+D también ha cambiado del desarrollo integrado de software y hardware al desarrollo independiente de software y hardware desacoplados. La nueva arquitectura electrónica del vehículo forma el núcleo de los futuros vehículos inteligentes conectados, y las capacidades de software y servicios se convertirán en la competitividad más importante de la futura industria automotriz.
La proporción de software en los productos automotrices continúa aumentando, la arquitectura del automóvil también está pasando de una arquitectura distribuida a una arquitectura centralizada y los automóviles están pasando del modo de isla de información al modo de interconexión de red. era de los automóviles definidos por software. Bajo la arquitectura de automóvil definida por software, los vehículos se pueden actualizar y mejorar continuamente a través de servicios OTA, de modo que los vehículos puedan seguir evolucionando y tener su propio valor de marca. El desarrollo desacoplado de software y hardware y los servicios continuos de la plataforma back-end en la nube dotan al ecosistema innovador de desarrollo del automóvil.
La softwareización de automóviles inteligentes significa que el software inteligente estará profundamente involucrado en el proceso de definición, desarrollo, verificación, ventas, servicio, etc. del automóvil, y cambiará y optimizará continuamente cada proceso para lograr una optimización continua de la experiencia. Proceso y valor. La industria del software para automóviles inteligentes tiene un sistema técnico complejo, una larga cadena de valor y una superposición industrial relativamente integrada. El diseño comienza desde el software a nivel de sistema para el control básico hasta el software de cabina inteligente, el software de Internet de los vehículos y el software de conducción autónoma con funciones avanzadas. funciones. La tecnología clave de la arquitectura de software permite que el sistema de control del vehículo se desacople gradualmente del hardware durante el proceso de desarrollo, liberando la experiencia del usuario de la dependencia del entorno del sistema y brindándoles una nueva experiencia y un nuevo valor para el automóvil.
El proceso básico de la conducción autónoma se divide en tres partes: percepción, toma de decisiones y control. La tecnología clave es el algoritmo de software y el modelo de conducción autónoma. Al fusionar datos de varios sensores, diferentes algoritmos y software de soporte calculan la solución de conducción autónoma requerida. La percepción ambiental en la conducción autónoma se refiere a la capacidad de comprender el entorno, como los tipos de obstáculos, las señales y marcas viales, la detección de vehículos en conducción, la clasificación de la información del tráfico y otros datos.
El posicionamiento es el posprocesamiento de los resultados de la percepción, que ayuda al vehículo a comprender su posición en relación con su entorno a través de la función de posicionamiento. La percepción ambiental requiere obtener una gran cantidad de información del entorno circundante a través de múltiples sensores para garantizar una comprensión correcta del entorno circundante del vehículo y tomar la planificación y las decisiones correspondientes en base a ello. Actualmente existen dos rutas tecnológicas principales: una es una solución de fusión de tecnología multisensor dirigida por una cámara representada por Tesla y la otra es una solución liderada por lidar representada por Google y Baidu, asistida por otros sensores. La toma de decisiones se basa en el mapa de situación cognitiva de la escena de conducción y la toma de decisiones de tareas en función de las necesidades de conducción. Luego, se pueden planificar múltiples caminos seguros opcionales entre dos puntos a través de algunas restricciones específicas evitando los obstáculos existentes y seleccionando. un camino óptimo entre estos caminos para determinar la trayectoria del vehículo.
El sistema de ejecución ejecuta instrucciones de conducción y controla el estado del vehículo, como el control longitudinal del vehículo y el control de conducción y frenado del vehículo, es el ajuste del ángulo del volante y el control de la fuerza de los neumáticos, logrando longitudinal y. Con el control automático lateral, el vehículo se puede controlar automáticamente según objetivos y limitaciones determinados.
La cabina inteligente cubre principalmente la innovación y la vinculación en los campos del interior de la cabina y la electrónica de la cabina, y es un sistema de interacción hombre-máquina (HMI) construido desde la perspectiva de escenarios de aplicaciones del consumidor. La cabina inteligente recopila datos y los carga en la nube para su procesamiento y cálculo, logrando así la adaptación más efectiva de los recursos y aumentando la seguridad, el entretenimiento y la practicidad de la cabina. La cabina inteligente actual satisface principalmente las necesidades funcionales de la cabina. Sobre la base original, integra funciones existentes o información dispersa para mejorar el rendimiento de la cabina, mejorar los métodos de interacción persona-computadora y proporcionar servicios digitales. La forma futura de cabina inteligente es el "espacio móvil inteligente".
Bajo la premisa de que 5G e Internet de los vehículos son muy populares, las cabinas inteligentes se integran con la conducción autónoma de alto nivel y evolucionan gradualmente hacia un espacio inteligente que integra "el hogar, el entretenimiento, el trabajo y la interacción social".
En esta etapa, los productos automotrices se utilizan principalmente como herramientas de transporte móvil. A mediano plazo, las funciones de navegación son la clave para el software de aplicaciones relacionadas con la cabina inteligente. La mayor parte del software se desarrolla y aplica en función del posicionamiento y los mapas. información. Además de las funciones tradicionales de planificación de rutas y navegación de carriles, el software de navegación de cabina inteligente tiene actualmente cuatro tendencias de aplicación principales:
Primero, se combina con la función de Internet de los vehículos para obtener información en tiempo real a través de comunicación con la plataforma de datos en la nube, información sobre el estado del tráfico e información auxiliar, como el estado de uso en tiempo real del estacionamiento y la pila de carga, se incorporan al algoritmo de toma de decisiones de planificación de rutas de conducción del vehículo para proporcionar una planificación de rutas más inteligente y completa; >
El segundo es integrar la computadora del vehículo, el instrumento LCD, W -HUD y otro hardware de cabina inteligente se combinan para proporcionar funciones de navegación AR;
El tercero es obtener información de posicionamiento de alta precisión para ayudar a las funciones de conducción automática del vehículo, a través de GNSS, RTK, giroscopios, acelerómetros, etc., combinados con algoritmos de software para proporcionar información de posicionamiento a nivel de centímetros, al tiempo que integra mapas de alta precisión y datos de sensores ambientales del vehículo, ayuda al algoritmo de toma de decisiones del vehículo autónomo. software de conducción;
El cuarto es combinarlo con software social y de entretenimiento para crear un ecosistema de software de servicio de aplicaciones y conectarse con personas cercanas. Los propietarios de vehículos pueden comunicarse entre sí en tiempo real y proporcionar funciones sociales como solicitar ayudar, responder preguntas y alertas tempranas, y enriquecer el ecosistema de software de la cabina inteligente.
La Internet de los vehículos se basa en la red dentro del vehículo, la red entre vehículos y la Internet móvil en el vehículo. Realiza comunicación inalámbrica entre "personas-vehículos-carretera-nube" de acuerdo con. Los protocolos de comunicación acordados y los estándares de intercambio de datos. Una gran red de sistemas para el intercambio de información y el intercambio de información son una red integrada que puede realizar una gestión inteligente del tráfico, servicios inteligentes de información dinámica y control inteligente de vehículos. Es una aplicación típica de la tecnología de Internet de las cosas. el campo de los sistemas de transporte. A nivel de red, según los diferentes contenidos de la comunicación de la red, se divide en tres niveles: interacción de información auxiliar de la red, detección colaborativa de la red y toma de decisiones y control colaborativos de la red. La industria se encuentra actualmente en la etapa de interacción de información auxiliar conectada a la red, que se basa en la comunicación vehículo-carretera y vehículo-backend para lograr la adquisición de información auxiliar como la navegación y la carga de datos de conducción del vehículo y operación del conductor. Por lo tanto, en esta etapa, Internet de los Vehículos se refiere principalmente a servicios de información derivados de tecnologías de interacción de información auxiliar conectadas a la red, como navegación, entretenimiento, rescate, etc., pero en un sentido amplio, el Internet de los Vehículos, además de Los servicios de información también incluyen funciones como la realización de tecnologías y servicios relacionados con V2X de detección y control colaborativos conectados a la red, etc.
Un mapa de alta definición se refiere a un mapa de navegación de alta precisión, alta frescura y riqueza con precisión absoluta y relativa a nivel de decímetro, denominado mapa HD (mapa de alta definición) o Mapa HAD (Mapa altamente automatizado). Los mapas de alta precisión contienen información rica, incluida información de la carretera como el tipo de carretera, la curvatura y la ubicación de la línea del carril, así como información de objetos ambientales como la infraestructura de la carretera, obstáculos y señales de tráfico, así como información dinámica en tiempo real como flujo de tráfico y semáforos. La información de mapas diferente tiene diferentes escenarios de aplicación y requisitos en tiempo real. Mediante el procesamiento jerárquico de la información, se puede mejorar de manera efectiva la gestión de mapas, la eficiencia de la recopilación y la aplicación amplia.
En comparación con los mapas electrónicos tradicionales montados en vehículos, los mapas de alta precisión son más detallados y tienen elementos dinámicos más ricos. Y el tamaño del mapa del vehículo está limitado por la capacidad de almacenamiento del sistema integrado. Actualmente, los mapas de alta precisión (nivel de centímetros) utilizados para la conducción autónoma tienen una densidad de almacenamiento muy alta y la capacidad general ha superado con creces la capacidad de almacenamiento de las soluciones de controlador convencionales actuales. Por lo tanto, se necesita almacenamiento y distribución en la nube para lograrlo. Además, la frecuencia de actualización de los mapas electrónicos de navegación tradicionales son datos estáticos (normalmente la frecuencia de actualización es trimestral o mensual) y datos cuasiestáticos (la frecuencia es de actualización diaria). Los mapas de alta precisión tienen mayores requisitos para datos en tiempo real. La frecuencia de actualización suele ser datos cuasi dinámicos (la frecuencia de actualización es de minutos) o datos dinámicos en tiempo real (la frecuencia de actualización es de segundos o milisegundos).
El sistema operativo es la capa inferior que gestiona y controla los recursos de hardware y software de los coches inteligentes. Proporciona el entorno operativo, el mecanismo operativo, el mecanismo de comunicación y el mecanismo de seguridad. En la actualidad, los sistemas operativos de los vehículos se pueden dividir en cuatro niveles: sistema operativo básico, sistema operativo personalizado, sistema operativo ROM y middleware.
El sistema operativo básico incluye el kernel del sistema, los controladores subyacentes, etc., que proporciona las funciones más básicas del sistema operativo. Es responsable de administrar los procesos, la memoria, los controladores de dispositivos, los archivos y la red del sistema. sistemas, y determina el rendimiento y el rendimiento del sistema. La estabilidad del sistema operativo subyacente actual es un marco de código abierto, que por el momento no se ve afectado por derechos de autor ni de propiedad intelectual y, por lo general, no está dentro del alcance de la tecnología. las empresas están considerando desarrollarse.
El sistema operativo personalizado es un desarrollo personalizado en profundidad basado en el sistema operativo básico, como la modificación del kernel, el controlador de hardware, el entorno de ejecución, el marco de la aplicación, etc. Es un sistema operativo independiente desarrollado de forma independiente. . La ROM se basa en los servicios del sistema modificados y la interfaz de usuario del sistema de la versión de distribución.
Los sistemas operativos de automoción de tipo ROM se basan en sistemas operativos básicos como Linux o Android para un desarrollo personalizado limitado, no implican cambios en el kernel del sistema y generalmente sólo modifican y actualizan las aplicaciones que vienen con el. Sistema operativo. La mayoría de los OEM generalmente optan por desarrollar sistemas operativos basados en ROM. Los OEM extranjeros utilizan principalmente Linux como sistema operativo subyacente, mientras que los OEM nacionales prefieren el ecosistema de aplicaciones de Android.
El middleware es software entre aplicaciones y sistemas operativos. Realiza compatibilidad y problemas como la interconexión e interoperabilidad del software en entornos de red heterogéneos. Proporciona interfaces y protocolos estándar y tiene alta confiabilidad.
La inteligencia, la creación de redes, la electrificación y el uso compartido se han convertido en tendencias inevitables en la transformación de la industria del automóvil. Los productos del automóvil están cambiando gradualmente de herramientas de transporte mecánicas tradicionales a una nueva generación de máquinas inteligentes con detección y toma de decisiones. Capacidades de transformación terminal. Las demandas de la tendencia de transformación de las "cuatro modernizaciones" han dado lugar al hecho de que la arquitectura electrónica y eléctrica de los automóviles ha evolucionado gradualmente desde una arquitectura de procesador distribuido a una arquitectura de controlador de dominio y una arquitectura de plataforma informática central se convertirá en la clave. hasta definir las funciones de todo el vehículo. Bajo esta tendencia cambiante, la estructura existente de la industria automotriz y el sistema de cadena de suministro se han visto afectados, lo que es una importante oportunidad de desarrollo para las empresas con capacidades de investigación y desarrollo de software para automóviles. La industria de Internet y software de mi país tiene una buena base. Aprovechar las oportunidades de la transformación industrial y aprovechar al máximo las ventajas en el campo del software de aplicaciones son las claves para lograr la transformación de la industria automotriz de mi país de grande a fuerte y tomar la iniciativa. en el cambio de carril.