打造智慧汽車 車廠大增Telematics新功能

2013-05-19 09:41:38来源: 新通信
車載資通訊系統安全與娛樂功能不斷精進。由於受到消費性電子產品發展趨勢的影響,消費者對於車載資通訊系統的功能越來越要求,因此車廠也開始在車載資通訊系中加入語音控制、GNSS與影音串流等功能,甚至導入全觸控面板簡化車載資通訊系統的操作。未來隨著車載資通訊系統的功能更加多元,智慧汽車將普及於生活中。
車載資通訊(Telematics)系統娛樂與安全功能雙雙提升。2013年消費性電子展(CES)與全球行動通訊大會(MWC)中,全球汽車大廠不約而同在車載資通訊系統增添包括語音控制、全觸控面板、多元影音服務等新功能,強化行車安全性與娛樂性,以吸引消費者目光,並刺激市場買氣。此一發展,也為包括數位訊號處理器(DSP)、處理器及微機電系統(MEMS)麥克風等元件,帶來新一波商機。

提升行車安全 語音控制成新寵

語音控制為行車時駕駛控制車載資通訊系統最安全的方式。由於車廠研發汽車或內部的車載資通訊系統時,最大的考量除了安全性別無其他,因此車廠繼導入觸控技術後,也開始增添語音控制功能,讓駕駛在行車過程中,雙手皆可放置在方向盤上,避免因分心控制車載資通訊系統,而發生危險。

圖1 亞德諾汽車電子行業市場經理許智斌表示,該公司正積極研發整車主動降噪技術,不但降低車內噪音,也可提供駕駛人較佳的語音控制環境。
事實上,2012年6月,蘋果(Apple)在全球開發者大會(WWDC)所推出的iOS 6即已內建Siri Eyes Free功能。該功能除在使用時會關閉i系列設備的螢幕,讓駕駛人不致分心外,Siri語音個人助理也可讓駕駛人在行車過程中,毋須透過雙手控制,即可打電話、選播音樂、收發信件、從地圖系統獲得導航路線,以及得知提醒事項等,有助行車安全的提升。

目前包括寶馬(BMW)、通用汽車(GM)、賓士(Mercedes-Benz)、Land Rover、捷豹(Jaguar)、奧迪(Audi)、豐田(Toyota)、克萊斯勒(Chrysler)、現代汽車(Hyundai)與本田(Honda)等車廠皆已宣布將在車載資通訊系統中支援Siri Eyes Free功能。

亞德諾(ADI)汽車電子行業市場經理許智斌(圖1)表示,語音控制不僅為最直覺的使用者介面,也可為駕駛人打造最安全的行車環境,因此相當受到車廠的重視,未來車載資通訊系統加入語音控制將成為大勢所趨,預期2014~2015年將可見到更多支援聲控功能的車載資通訊系統問世。

圖2 德州儀器嵌入式處理業務開發經理黃維祥認為,汽車環境消噪也可利用Cortex-M核心微控制器進行運算,但微控制器運算效能將無法媲美DSP。
不過,語音控制功能要能在汽車行駛環境中順利運作,亟須仰賴MEMS麥克風、DSP及處理器等關鍵元件才能實現。德州儀器(TI)嵌入式處理業務開發經理黃維祥(圖2)指出,汽車行駛過程中,車內封閉的環境將更突顯環境噪音的強度,以及車內乘客的喧鬧聲,這些都將影響車載資通訊系統接收與反應駕駛語音指令的精確度,因此需要更高運算效能的DSP,才能滿足車廠對語音控制精準度的需求。

另一方面,具備高訊噪比(SNR)的MEMS麥克風,也有助車載資通訊系統接收到更高音質的指令,以利後端DSP或處理器進行訊號處理和語音辨識。許智斌指出,汽車內部機械運作、乘客笑語聲及音樂等皆可歸為車內噪音,因此需要收音品質效果更好的MEMS麥克風,搭配DSP內建的更高效能回音消除、環境消噪演算法,才可進一步提升車載資通訊系統語音控制功能的語音辨識精準度。

看好語音控制在車載資通訊市場發展前景,DSP、MEMS麥克風等晶片供應商已開始積極布局,期大啖市場商機。許智斌表示,由於亞德諾具備MEMS麥克風與DSP產品,因此目前該公司正在研發結合MEMS麥克風、DSP與演算法的單晶片產品,可提供車廠車載資通訊系統語音控制功能的完整解決方案,並進一步減少晶片占位面積,同時減少成本。

此外,由於車廠推出的車款各有不同車型設計,因此單一一套演算法無法適用於各種車型中,也讓車內環境噪音消除成為車廠在車載資通訊系統導入語音控制功能最大的挑戰。亞德諾應用工程經理詹淞瑋表示,在主動降噪、回音消除等軟體演算法方面,亞德諾與車廠合作,針對不同車型開發最適用的消噪軟體,以解決車廠導入語音控制將面臨的環境噪音難題。

同樣深耕DSP元件研發的德州儀器,則以整合Cortex-A8處理器核心的Jacinto 5 DSP搶攻車載資通訊語音控制功能商機。黃維祥強調,Jacinto 5 DSP整合的Cortex-A8處理器核心可管理中介軟體、驅動程式與應用程式堆疊,因此可讓DSP專注於處理語音訊號與執行演算法,以達到更高的語音辨識度。

除了在車載資通訊系統中導入語音控制,強化行車安全外,車廠也開始採用全觸控面板,提升車載資通訊操作便利性,並讓系統設計更佳美觀。

導入全觸控面板 Telematics操作更便利

今年消費性電子展中,車廠展出的新車,大多配備全觸控面板所打造的車載資通訊系統,強調車內時尚設計與操作的方便性。其中Tesla與輝達(NVIDIA)合作,於Tesla Model S車款導入全觸控面板車載資通訊系統。

圖3 NVIDIA汽車行銷總監Danny Shapiro表示,車載資通訊娛樂與安全功能不斷增加,車廠對處理器效能的要求也越來越高。
NVIDIA汽車行銷總監Danny Shapiro(圖3)表示,車載資通訊系統導入全觸控面板,不但可讓駕駛人以更貼近人們慣用的使用者介面(UI)控制車載資通訊系統,同時也可讓車廠設計汽車內部時,美化車載資通訊系統。

此外,支援全觸控面板的車載資通訊系統,在資訊的顯示上也可更加精準。瑞薩電子(Renesas Electronics)營業行銷事業部第一營業行銷部副理何吉哲解釋,觸控面板勢必以薄膜電晶體液晶顯示器(TFT LCD)為主體,因此藉由TFT LCD,包括汽車儀表板或其他顯示車輛狀況的部件,皆可以圖像形式顯示各種資訊,改善傳統機械型指針不夠精準的問題。

車載資通訊系統要兼具觸控和圖形顯示功能,對於處理器、微控制器(MCU)或DSP的運算效能都是一大挑戰。Shapiro認為,車載資通訊系統內建的新型人機介面(HMI)及進階視覺系統,都需要先進的處理技術搭配高整合、低功耗元件,才可提升系統效能並同時兼顧成本及功耗,而輝達Tegra系統單晶片(SoC)不僅具備高運算能力,也擁有高整合度特性,因此已獲得包括福斯(Volkswagen)、藍寶堅尼(Lamborghini)、麥卡倫(McLaren)、勞斯萊斯(Rolls-Royce)、寶馬(BMW)、奧迪等車廠的採用。

何吉哲指出,2013年開始,支援小尺寸觸控面板與圖形顯示的車載資通訊統將開始在汽車或摩托車逐漸普及,預計至2016年,全觸控面板的車載資通訊系統將成為汽車標準配備。有鑑於此,瑞薩電子特別規畫專屬的微控制器產品線,產品並具高效能與低功耗特性,將可因應車廠的需求。

從上述可知,車廠不斷透過強化車載資通訊系統的控制性,以達行車安全的目的。與此同時,在車載資通訊系統中整合緊急救援系統,也是車廠提升駕駛安全的重要發展方向。

在鬼地方也可獲得救援 俄羅斯ERA-GLONASS上線

繼歐洲eCall系統開始執行後,2013年俄羅斯eCall系統--ERA-GLONASS亦正式上線,提供服務。未來ERA-GLONASS系統可讓駕駛人即使在荒郊野外發生事故,也能快速得到救援,因此現階段車廠已開始在車載通訊系統中支援ERA-GLONASS緊急救援系統。

圖4 金雅拓機器對機器副總裁Andreas Haegele認為,2013年已有車廠在車載資通訊系統率先採用LTE M2M通訊模組。
金雅拓(Gemalto)機器對機器(M2M)副總裁Andreas Haegele(圖4)表示,俄羅斯衛星系統發展日益成熟的同時,該國政府也開始於2013年大力推展ERA-GLONASS緊急救援系統,以減少交通事故所造成的人員傷亡,因此車廠今年勢必須進行支援ERA-GLONASS車載資通訊系統的研發,也促使整合GLONASS、全球衛星定位系統(GPS)與全球行動通訊系統(GSM)的M2M通訊模組需求興起。

值得注意的是,俄羅斯ERA-GLONASS緊急救援系統強制規定車廠須採用3G通訊技術,期藉由3G網路較佳的訊號覆蓋範圍,確保ERA-GLONASS緊急電話可成功撥打,並提高定位精準度,因而帶動3G M2M模組加速進入車載資通訊系統。

除俄羅斯全力推動ERA-GLONASS緊急救援系統的發展外,較早啟動eCall服務的歐盟,也確定在2015年執行所有新舊車輛都須安裝eCall系統的規定;並計畫在2016年將eCall系統升級至4G通訊技術,以因應歐洲2G頻段即將關閉。

圖5 泰利特台灣暨東南亞地區經理王鉦德指出,晶片產品須經過歐盟與俄羅斯官方單位的認證,對業者而言,將為產品研發的一大挑戰。
泰利特(Telit)台灣暨東南亞地區經理王鉦德(圖5)指出,今年俄羅斯ERA-GLONASS緊急救援系統已開始推展;歐盟eCall系統則是2015年所有的車輛皆須安裝,因此M2M業者無不積極研發整合GPS、GLONASS和GSM的M2M模組,尤其是整合4G與GNSS的產品更是今年發展重點。

值得注意的是,M2M模組業者開發支援歐洲eCall或俄羅斯ERA-GLONASS緊急救護系統的M2M通訊模組時,須採用已支援eCall或ERA-GLONASS的晶片產品,才可順利通過驗證。不過,歐盟規定除晶片須通過eCall系統的認證外,M2M模組產品亦須進行認證,才可於歐洲市場銷售。有鑑於此,泰利特在歐洲成立驗證中心,協助客戶可在歐洲eCall系統網路中實際進行產品的訊號測試與驗證。

車廠對於汽車駕駛安全的要求無庸置疑,上述在車載資通訊系統融入緊急救援服務的發展即為一例。但受到消費性電子產品發展趨勢的影響,加上消費者對車載資通訊系統融入豐富多元娛樂功能的需求也日益高漲,因此車廠近年來開始透過增加更多的影音串流功能,提升車載資通訊系統的娛樂性。

增添多元影音串流應用 Telematics娛樂性再提升

圖6 司亞樂市場開發副總裁Olivier Beaujard表示,2013年第二季,歐洲車廠將率先推出支援LTE M2M模組的車種。
司亞樂(Sierra Wireless)市場開發副總裁Olivier Beaujard(圖6)表示,汽車產業加入新功能的進展雖不若消費性電子快速,但車廠仍會在經過長期驗證後,跟隨消費性電子發展腳步,於車載資通訊系統中融入各種受使用者歡迎的消費性電子產品功能,如影音資料的串流、擴增實境(AR)即為一例。

Haegele認為,雖然安全仍舊是車廠研發新車款考量的重點,但消費者安全需求被滿足後,對娛樂性也將開始重視,因此若車載資通訊系統仍是簡單的音樂、廣播播放功能,將不具市場競爭力。

有鑑於此,車廠積極強化車載資通訊系統的娛樂功能,並希望藉由具備更高傳輸速率的長程演進計畫(LTE)M2M通訊模組,提高汽車娛樂系統影音傳輸速率,讓駕駛與乘客可獲得如使用消費性電子產品般的豐富娛樂體驗。

今年消費性電子展與全球行動通訊大會中,奧迪等歐洲車廠即採用LTE M2M通訊模組,打造影音娛樂效果最佳的車載資通訊系統。除娛樂功能刺激車廠在車載資通訊系統導入LTE M2M模組外,商務應用也是另一推力。王鉦德指出,商務人士希望隨時隨地可處理公務上的緊急事件,以及接收電子郵件,因此造就智慧手機或平板裝置被當作商務工具使用。車載資通訊系統亦是如此,亦即消費者希望汽車也能搖身變為行動商務辦公室,透過車載資通訊系統的通訊技術及顯示器,在行車過程或是外出時也能接收到工作上的資訊,遂促使車廠在車載資通訊系統中加速採用LTE M2M通訊模組。

隨著消費者車載資通訊系統影音串流與商務功能的使用需求越來越高,包括金雅拓、泰利特、司亞樂與u-blox等M2M通訊模組業者,皆已投入LTE M2M模組的研發。預期2014?2015年,將有更多高階車種的車載資通訊系統採用LTE M2M模組。

另一方面,車廠強化車載資通訊系統娛樂性的同時,現有配備較陽春汽車音響的車款,也可透過手機連接車機的方式,豐富車載資通訊系統的功能。

何吉哲指出,對豐富影音娛樂需求欲望不高的消費者來說,汽車僅須配備7吋顯示器的汽車音響即可滿足需求,若駕駛人或乘客要聽更多音樂或是使用各種應用服務,即可透過內建MirrorLink的車載資通訊系統連接智慧型手機,以獲得更多應用服務。

事實上,配備顯示器的汽車音響,反而是汽車市場出貨量年複合成長率(CAGR)最高的一塊應用(圖7),因此瑞薩電子與意法半導體(STMicroelectronics)也投入簡易型、主要以汽車音響為主的車載資通訊系統發展。意法半導體行銷經理鄧殷敦指出,以汽車音響為主要功能的車載資通訊系統,設計相對較為簡單,且毋須採用運算能力較高的處理器或微控制器,因此可進一步降低成本,符合價格優先的市場要求。

資料來源:Strategy Analytics、瑞薩電子
圖7 2010~2015年各類車用娛樂系統市場分析

綜上所述,隨著車載資通訊系統的娛樂與安全性不斷提升,車廠將可打造更聰明百倍的智慧汽車,提供駕駛與乘客最佳的行車體驗。

关键字:打造  智慧  汽車  大增

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/0519/article_7178.html
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