汽车智能座舱发展趋势白皮书罗兰贝格地平线201911

2019年11月智能座舱发展趋势白皮书2前言介绍–报告背景和目的概要报告背景•近年来，汽车行业高速发展的主要驱动力已经由过去供给端的产品和技术驱动逐步转换为不断提高的客户需求驱动•消费者对汽车的认知也逐渐从“单一的交通工具”向“第三空间”转变，而座舱则是实现空间塑造的核心载体•同时，5G、AI/大数据、人机交互、汽车芯片与操作系统技术的进步将推动智能座舱未来的发展，甚至引发变革•此时各大主机厂、Tier1与部分异业玩家均将视线聚焦在智能座舱领域，欲提前布局，占据智能座舱生态圈内的优势领地•智能座舱热度上升，市场内暗流涌动…目的概要•本次罗兰贝格与地平线联合发布《智能座舱发展趋势白皮书》，就汽车消费者需求、智能座舱发展趋势与智能座舱产业链动态进行探讨和趋势展望，旨在为智能座舱领域相关玩家提供市场见解3智能座舱定义–主要涵盖座舱内饰和座舱电子领域的创新与联动，是拥抱汽车行业发展新兴技术趋势，从消费者应用场景角度出发而构建的人机交互(HMI)体系座舱内饰座舱内饰向智能化发展，用户可对其所有功能进行控制，包括座椅、灯光、空调、车内主被动安全等用户在车内使用的电子系统，包括音乐、屏幕、生态软件等座舱电子智能化发展新兴商业模式智能座舱–是拥抱汽车行业发展新兴技术趋势，从消费者应用场景角度出发而构建的HMI体系HMI“第三空间”智能座舱定义资料来源：罗兰贝格，地平线4目录消费者对于汽车和智能座舱的需求智能座舱的发展阶段智能座舱未来发展趋势展望智能座舱产业链动态12345智能座舱正成为未来中国消费者购车和用车体验的关键决策要素消费电子产品的场景转移•消费者愈加习惯于使用电子产品，预计未来消费者对手机应用的喜好会迁移到对车载娱乐信息系统上，如导航、音乐、视频、社交功能等消费者对数字座舱类体验的支付意愿有所提高•中国数字座舱发展较为领先，中国消费者对数字座舱类体验的支付意愿较高，近50%的消费者表示较有兴趣消费者对汽车的需求发生变化•随着消费者需求层次的不断提升，其对汽车的需求亦从单一的出行工具逐步转变为生活中的“第三空间”ABC资料来源：罗兰贝格，地平线6A.消费者对汽车的需求发生变化–随着消费者需求层次的不断提升，其对汽车的需求亦从单一的出行工具逐步转变为生活中的“第三空间”消费者对汽车需求的变化汽车行业发展驱动力的转变汽车消费者的新需求马斯洛需求层次理论供给1860s立式内燃机发明–定义汽车1900s流水线装配使大规模生产成为可能1940s美国三大厂商合力推动，V8发动机及流线型产品成为主流1970s石油危机爆发，符合客户需求的小型车成为主流1990s“泡沫经济”破裂，消费者更加追求汽车节能与安全，ABS、电喷应运而生2010s消费升级、新四化成为汽车主流趋势需求安全舒适需求自我实现尊重的需要情感和归属需求生理需求个性化：车辆将更懂使用者，满足个性化需求，能体现使用者的自我意愿认同：希望通过车辆凸显社会定位，为身边人所认同社交：更亲密的社交关系将从手机延伸到车辆舒适：希望使用车辆更加舒适和便捷–座椅、音响等安全：希望车辆装配更多的安全性配置和功能消费者对车辆的需求升级–车辆定位也会发生转变第三空间出行工具消费者对汽车的需求变化资料来源：罗兰贝格7•消费者使用手机/车机APP或网站导航的频率明显增加，且消费者对使用车机的接受度也有显著提升•预计未来，随着车机的使用感受逐步提升，消费者亦会逐步将使用手机的喜好迁移至车机B.消费电子产品的场景转移–消费者愈加习惯于使用电子产品，预计未来消费者对手机应用的喜好会迁移到对车载娱乐信息系统上资料来源：罗兰贝格《汽车行业颠覆性数据探测》调研，罗兰贝格6550654555404045301530201040151010巴林岛美国中国英国荷兰印度迪拜30%俄罗斯新加坡韩国西班牙意大利法国瑞典比利时德国日本455045%2560256075757045503530252525202019年7月20171)年7月您通常多久会使用一次手机/车机APP或网站来进行路线导航规划？[至少每周一次]1)比利时与瑞典的调研时间为2018年1月，俄罗斯的调研时间为2018年7月，阿联酋和西班牙的调研时间为2019年1月8C.消费者对数字座舱类体验的支付意愿有所提高–中国数字座舱发展较为领先，中国消费者对数字座舱类体验的支付意愿较高，近50%的消费者表示较有兴趣1)2019年J.D.Power《中国消费者共享汽车使用情况调查》；2)Berylls2016年德国消费者购车调研Q:你愿意在购买新车时为以下哪个车载信息娱乐系统(IVI)功能支付费用？2)安全驾驶类生活信息类安全服务33%58%57%维保服务导航服务41%旅行规划服务32%远程舒适性服务25%娱乐服务娱乐类数字座舱分功能支付意愿和车关联从强到弱•消费者对数字座舱类体验的支付意愿有所提高•中国数字座舱发展较为领先，中国消费者对数字座舱类体验的支付意愿较高，近50%的消费者表示较有兴趣•具体到数字座舱的服务内容，对于安全类服务的刚需明显；消费者对车上生活信息和娱乐服务的支付意愿较弱13%40%46%没兴趣，不管是否免费非常有兴趣，无论什么价格，都愿意付费有一点兴趣，但不会付费比较有兴趣，如果价格合理，愿意付费1%Q:若共享汽车提供一些更高的配置和便利的增值服务，如VR游戏、高清电影、K歌软件、按摩座椅等，您是否有兴趣使用并为此付费?1)消费者对座舱内增值服务的付费意愿资料来源：罗兰贝格，案头研究9智能座舱的四个发展阶段简述阶段1：电子座舱•电子信息系统逐步整合，组成“电子座舱域”，并形成系统分层阶段2：智能助理•生物识别技术应用，催生驾驶员监控系统迭代，增强车辆感知能力•消费者对车辆智能化功能的期望不仅仅局限在自动驾驶与人机交互阶段3：人机共驾•语音控制和手势控制技术突破，车内软硬件一体化聚合，实现车辆感知精细化•车辆可在上车-行驶-下车的整个用车周期中，为驾乘人主动提供场景化的服务，实现机器自主/半自主决策阶段4：第三生活空间•未来汽车使用场景将更加丰富化和生活化，基于车辆位置信息，融合信息、娱乐、订餐、互联等功能，为消费者提供更加便捷的体验资料来源：罗兰贝格，地平线10阶段一：电子座舱–车载人机交互系统逐步整合，组成“电子座舱域”，并形成系统分层资料来源：地平线车载收音机•汽车电子座舱概念孵化自车载信息娱乐系统(IVI)；IVI的前身最早可追溯至1924年的车载收音机1924消费需求驱动2001中央显示屏•随着2001年宝马引入了中央显示屏，液晶屏入驻汽车座舱2006车载导航•2006年美国开放GPS民用化，基于触屏显示的导航功能成为推动座舱电子化的强劲动力2018电子座舱域•来自伟世通和安波福的两个主流的电子座舱域控制器方案开始推向市场人机交互系统亟待整合1234•传统座舱域是由几个分散子系统或单独模块组成，每个系统像“孤岛”一般，这种架构无法支持多屏联动、多屏驾驶等复杂电子座舱功能，因此催生出座舱域控制器这种域集中式的计算平台•硬件的整合的价值包括–成本角度：可以平抑因实现复杂功能而导致的系统软硬件成本的飙升，甚至能够一定程度上降低整个座舱域的系统成本–技术角度：整合性方案打通了原来硬件的分布式架构限制，能够降低系统硬件和通信架构的设计难度，尤其是能够有效降低各个分散的控制器之间的通信资源，此外，计算资源的集中能够帮助系统进行软硬件分层，形成诸如硬件层、驱动层、操作系统层、感知层、应用层等层级。分层产生后，有利于整合系统资源，推动原汽车的软件架构由“基于信号的架构”(Signal-Oriented)向“基于服务的架构”(SOA，Service-Oriented)转变，大大提升复杂功能在车辆上落地可能性•计算资源集中化也会在边缘侧的感知计算中发生，即由单颗强力AI感知芯片负责车外视觉、车内视觉、语音识别等需要AI加速的感知任务。这种硬件层的变化，最终将促使系统软件层的“独立感知层”的形成•随着IT及消费电子产业的繁荣，用户可以充分享受平板电脑、智能手机等智能终端带来的丰富、优质的交互体验；用户对于这种体验形成习惯后，交互体验将会向汽车座舱蔓延•为了满足用户对车载交互体验的新需求，车载中控屏正向高清化、大屏化方向发展；而原先的其他显示方式也逐步被“显示屏”替代，如仪表、后视镜被高清液晶仪表、流媒体后视镜替代•此外，很多新的显示方案也开始在座舱中普及，如抬头显示(HUD)、增强现实(AR-HUD)等11阶段二：智能助理–生物识别技术应用，催生驾驶员监控系统迭代，增强车辆感知能力资料来源：地平线，罗兰贝格独立感知层交互方式升级独立感知层的形成，使得车辆具备了“感知”人、“理解”人的能力智能座舱系统通过独立感知层，能够拿到足够的感知数据，例如车内视觉（光学）、语音（声学）以及方向盘、刹车踏板、油门踏板、档位、安全带等底盘和车身数据，利用生物识别技术（车舱内主要是人脸识别、声音识别），来综合判断驾驶员(或其他乘员)的生理状态（人像、脸部特征等）和行为状态（驾驶行为、声音、肢体行为），做到“理解”人随后根据具体场景，推送交互请求，如提供咨询信息，提供车辆状态信息，提供“车对人”主动交互，降低驾驶员在驾驶过程中“人对车”的交互负担，改善交互体验目前车内交互手段，早已从仅有“物理按键交互”（即硬开关），发展至与“触屏交互”（软开关）、“语音交互”、“手势交互”并存的状态尤其是随着自动驾驶对车内视觉的感知要求，基于视觉的驾驶员监控技术在车舱内也更加快速地落地。而该技术的普及，大大增强了智能汽车的感知能力，也助推着智能助理的前身-多模交互技术在智能座舱的落地实现多模交互技术，通过融合“视觉”、“语音”等模态的感知数据，做到更精准、更智能、更人性化的交互；基于多模交互，继续优化迭代，最终演化为车载智能助理12阶段二：智能助理–消费者对车辆智能化功能的期望不仅仅局限在自动驾驶与人机交互，对车联网相关的影音娱乐、金融服务等个性化体验也有一定的需求Q以下哪个描述最能表达您现在对于车联网功能的态度？[N=1,000]Q以下哪个描述最能表达您现在对于自动驾驶功能的态度？[N=1,000]Q以下哪个描述最能表达您现在对于交互功能的态度？[N=1,000]3%11%41%45%4%48%35%13%54%37%9%单选单选单选此题未提供该选项我不在乎车辆是否具备此项功能，也不想拥有相关的功能我对此项功能没有偏好，此项功能有无或好坏也不影响我的购车选择我对该功能没有偏好，但如果车辆具备该功能且表现优异，将是影响我购车的一个加分项我非常在意此项功能，这已经成为我选购车辆的关键要素Q车联网最吸引您的地方是？[N=1,000]单选44%17%16%23%可以更好的掌控车辆的信息，远程控制车辆十分便捷车辆联网后提供了丰富的内容(路径规划、娱乐信息等)和服务(救援、金融等)集成，使得我的驾驶和乘坐体验更好我在车内可以使用车联网带来的wifi进行上网，方便办公和网页浏览联网后，通过智慧交通体系和车车通讯等技术，行车安全得以提升消费者对汽车智能化功能的偏好消费者对车联网功能的偏好资料来源：消费者调研，罗兰贝格13阶段三：人机共驾–感知成为新的HMI输入，车辆可在上车-行驶-下车的整个用车周期中，为驾乘人主动提供场景化的服务，实现机器自主/半自主决策•在上车-行驶-下车的整个用车周期中，为驾乘人主动提供场景化的服务–部分场景下，系统通过对传感器收集的车内外数据进行分析，自动激活车辆功能•基于车内感知系统(IVS)，座舱可监测驾驶员健康状况与行为并给予提醒ContinentalDriverMonitoring系统奥迪VirtualCockpit，左右画幅可将信息进行优先排序，显示与当下驾驶场景最相关的信息•在驾驶舱位置，将大量的车外道路环境信息进行筛选，结合车内指令(如目的地选择)，进行优先级判定，并将最重要的信息呈现给驾驶员•屏幕信息能够根据驾乘人的实时需求，在多屏间实现交互自由关键驱动因素•电子控制单元(ECU)向域控制器(DCU)的电子架构过度中，车载影音娱乐底层硬件的计算能力快速增强，得以支持一芯