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智能座舱多维体验升级 斑马智行与Unity合力底层创新

随着汽车用户对智能化、个性化以及更高舒适性需求的不断提升,人车交互的主要入口——智能座舱,正迎来快速发展阶段。

据IHS预测,2021年全球智能座舱市场空间超过400亿美元,到2030年,市场规模将达到681亿美元。届时,国内的智能座舱市场规模也将超过1600亿元,成为全球最大的智能座舱市场。

如此广阔的市场,在过去几年吸引了大量企业的关注和加入。大家站在同一起跑线上,但因各自的基因不同,发力的方向也不一致。传统的智能座舱提供商大多都选择从上层应用出发,结合用户的实际需求进行功能拓展。但也有科技企业提出,座舱作为驾乘者社交关系的延伸场景,可以借鉴移动端较为成熟的技术能力,通过在操作系统层面进行技术革新,实现智能座舱体验的升级。

智能汽车OS技术和服务提供商斑马智行就是这一路线的拥护者。日前,斑马智行与有丰富移动端3D内容开发经验的Unity达成合作,通过融合Unity引擎,尤其是后者的3D互动内容创作能力,实现AliOS能力再进阶,更好地支持智能座舱内多维度的体验升级。

智己L7座舱,图片来源:智己

从2D到3D,智能座舱进入新的变革期

汽车智能化和网联化的快速发展,在驱动座舱快速向移动空间演进的同时,也在重塑用户的汽车消费观念。如今,人们对座舱的需求不再仅仅局限于安全,而是越来越讲求娱乐性、舒适性,大量的功能和内容被集成在座舱中。

随着需求的井喷,问题也随之而来。如何在给予用户感官体验提升的同时,实现用户与各功能应用之间快捷的信息交换,成了困扰行业的新问题。

尤其是目前整车智能驾驶水平普遍不高的前提下,如果缺乏合理的HMI设计,反而会在一定程度上造成分心驾驶。

为此,当前车企和技术提供商都在重新定义座舱的HMI界面,比如重新设计功能安全图标,优化交互信息的布局等,甚至引入电子游戏领域的3D概念,对HMI界面进行3D升级。以奔驰、宝马等为代表的整车厂已经在仪表领域应用3D技术,集度日前也在ROBODAY上宣布将在其智能座舱中打造3D人机共驾地图。

但这并不容易。汽车行业历经百年发展,虽然已经沉淀出了一些成熟的开发工具和模式,但这些工具过去更多是面向2D互动内容开发,如今要用于3D HMI设计,会面临一系列的“水土不服”。尤其传统车企及Tier1往往规模庞大、部门繁多,在HMI设计过程中存在着工作流程断裂、平台碎片化等痛点,会导致最终无论在图形表现力上,还是实现设计概念的效率上,均与预期存在一定的差距。据相关分析数据显示,基于当前汽车行业的HMI工作流程,出现50%到60%的设计概念丢失都有可能。

当前的HMI工作流程是断裂的

图片来源:Unity

正是看到这一产业痛点,斑马智行与Unity达成合作,正式在AliOS系统层上接入Unity的集成开发环境,成为国内首个搭载Unity引擎的智能汽车操作系统,这意味着Unity开发者所开发的内容可直接输出到AliOS,二者合力可更好地解决汽车3D HMI设计“水土不服”的问题,助力汽车行业在智能座舱领域探索更多的可能。

斑马智行与Unity在各自领域都是佼佼者。斑马专注于自主操作系统研发,AliOS上车规模已超过200万台。今年,斑马与智己、荣威、名爵、上汽大通、一汽-大众、上汽大众等合作的多款车型也会陆续上市,预计搭载AliOS的车型在数量上也将会有大幅增长。Unity在手机游戏等领域有着多年的研发经验,在跨平台兼容、性能优化、应用开发生态等方面有着丰富的经验及资源,并且经过了市场的广泛验证。据相关统计数据显示,截至2021年,在排名前1000的移动游戏中,使用Unity制作的游戏数量达72%。

目前,Unity正将这些技术和经验拓展到汽车领域,并为此推出了专门针对HMI开发流程的UI 扩展包Unity HMI Editor,并开发了Unity Automotive HMI Template,从而与Unity编辑器无缝衔接,通过与操作系统的融合,可更好地解决开发流程断裂的问题。

不过需要指出的是,相比移动端而言,车端3D内容开发有着相当多的局限及挑战,经验的复制并没有想象中容易。尤其是在如何解决车规安全、以及可靠性、稳定性等问题上,是以Unity为代表的游戏引擎公司不得不考虑的问题。

例如,在ADAS相关功能的可视化方面,由于直接关系到驾驶安全,对内容输出的质量要求和实时性要求会比一般应用场景更高。毕竟在游戏中,如果出现卡顿,顶多就是GameOver,但如果在导航的时候车机卡顿,轻则走错路,严重甚至有可能引发交通事故。

从这一点上来讲,通过与斑马智行的合作,有望帮助Unity快速补齐这一短板。此外,游戏引擎在快速生成大量合成数据、帮助人工智能强化学习方面的优势也可以从另外的角度作出贡献。Perception Package是基于Unity引擎的Computer Vision功能,可以方便快捷地生成大规模的合成数据的数据集,从而有助于对相关的算法进行训练和验证,为安全自动驾驶的全开发流程降本增效。

另一方面,AliOS智能座舱操作系统与Unity引擎的深度融合可以营造出移动端设备所不具备能力和沉浸式体验。AliOS可实现对智能座舱域的统一管理和调度,其多屏融合框架可以实现不同物理屏幕的逻辑虚拟化,带来多屏沉浸式显示及跨屏流转体验。多音区的多媒体框架与Unity引擎的3D能力相结合,可实现沉浸的声场体验。此外,操作系统还提供车传感器信号、车身控制能力、高精定位、车内外感知等SOA服务,这些能力通过操作系统的应用框架与Unity引擎深度结合,可以实现3D化的数字孪生应用、辅助驾驶应用及沉浸式座舱游戏等。

目前双方合作的技术已初步应用于上汽高端智能纯电轿车智己L7,IMOS首创的teamlab功能可全屏、跨屏呈现不同季节的繁花美景,并支持点触交互,花朵指尖绽放,营造独有的沉浸感官体验。

汽车智能化格局打开,新技术开创新体验

新一轮汽车产业变革,上半场看电气化,下半场看智能化,而当前正处于智能驾驶快速普及应用的黄金发展时期。

据IDC此前发布的《中国自动驾驶汽车市场数据追踪报告》显示,2021Q1-2022Q1,国内L2级自动驾驶在乘用车市场的新车渗透率分别为7.5%、13%、16%、21.5%、23.2%,呈现快速提升的趋势。就技术水平来看,目前行业正处于从L2向更高阶的L3甚至L4演进过程中。

然而,考虑到全自动驾驶落地的配套法规及技术等还不是很成熟,在向高级别自动驾驶过渡的阶段,预计人机共驾将会是常态。这意味着,人机共驾体验将成为赛道玩家这几年主要的发力方向,而如何满足这一驾驶形态下的用户体验,则是所有汽车行业从业者需共同面对的问题。

对此,斑马智行也在积极开展相关的技术储备,包括探索更符合人机共驾场景的多模交互技术,在发挥Unity引擎能力基础之上,拓展语音交互、手势识别、视线追踪等AI能力。

数据显示,在驾驶过程中,驾驶员95%的精力聚焦在驾驶行为上,仅能抽取5%左右的精力来操控车载系统,其视线与注意力专注在车端的时间无法超过三秒。而多通道融合其实可以从本质上解决这个问题,减少驾驶员的认知负担。具体来说,就是以3D化方式来呈现人机交互,并搭配声音,会让人机共驾变得更默契,也更安全。

想象一下,在车辆行驶过程中如遇行人突然冲出,人势必会采取急刹避让,这将形成车头点头,车内司乘向前倾倒的状况,严重者或将出现人身伤害。同等条件下,若车在进行了感知数据收集与判断后,将减速、刹车过程提前以3D化的方式呈现出来,并辅以语音提示,或将给足驾驶者舒适、安心的体验。

事实上,“HMI的作用是让两个“驾驶员”有效沟通,解决差异冲突,助力ADAS产业化。” 同济大学汽车学院教授朱西产表示。

IM智能环境交互系统,图片来源:智己

而进一步创新座舱的3D交互体验,同样是斑马智行和Unity接下来的发力重点。

基于用车场景,未来3D技术还将应用在导航地图上。高度详尽的3D地图不仅包括车道标记、路标、人行横道和其他基础设施的确切位置,此外还有车道水平数据、天气标识、路缘石等动态信息。

在静态地图导航和动态感知数据融合下,可实现让车的感知跑在三维地图上,轻松解决因路遮盖、视觉偏差等导致的偏航问题。

而通过接入路侧、商场等停车场的动态数据,也可在导航到达目的地后,主动推送附近停车场使用情况,并自由选择空闲车位,一键发起导航,直接导航至该车位,实现快速停车。

另外,考虑到新一代智能座舱里,用户最容易获得消费体验上的升级的是游戏体验,眼下斑马智行和Unity也正在该领域布局。

Unity引擎会带来丰富的精美游戏,而基于AliOS跨域打通的SOA能力,更可让Unity的能力得到增强,车内的空调、香氛、座椅、氛围灯、音响系统等都可以联动,为车载游戏体验赋能,打造多维感官的沉浸式、场景化体验,将超越手机及PC端的游戏体验。

事实上,游戏上车在汽车领域已经是不可阻挡的趋势。“尤其是当汽车实现自动驾驶时,娱乐将是至关重要的。”马斯克此前表示,他认为特斯拉可以在今年晚些时候实现这一目标。为此,特斯拉一直在Tesla Arcade中发布更多的视频游戏,并且它正计划在其车辆内提供不同视频游戏的付费套餐,预计不久的将来,座舱将进入跟移动端Steam、Playstation Store等相同的业务领域。

值得一提的是,特斯拉正是用Unity作为开发工具,围绕Tesla Arcade制定车载游戏战略,以打造更丰富的车载娱乐内容的。进一步深挖,可以发现Unity与宝马以及沃尔沃等高端汽车品牌也在相关技术领域达成了合作。此次与斑马智行的合作,无疑进一步体现了Unity向汽车领域拓界的决心。

事实也证明,在新一轮汽车产业变革当中,无论是更丰富的智能座舱应用及体验打造,还是更高水平的智能驾驶功能研发,都需要诸如AliOS、Unity引擎这样的底层技术强有力的支持。

随着汽车用户对智能化、个性化以及更高舒适性需求的不断提升,人车交互的主要入口——智能座舱,正迎来快速发展阶段。

据IHS预测,2021年全球智能座舱市场空间超过400亿美元,到2030年,市场规模将达到681亿美元。届时,国内的智能座舱市场规模也将超过1600亿元,成为全球最大的智能座舱市场。

如此广阔的市场,在过去几年吸引了大量企业的关注和加入。大家站在同一起跑线上,但因各自的基因不同,发力的方向也不一致。传统的智能座舱提供商大多都选择从上层应用出发,结合用户的实际需求进行功能拓展。但也有科技企业提出,座舱作为驾乘者社交关系的延伸场景,可以借鉴移动端较为成熟的技术能力,通过在操作系统层面进行技术革新,实现智能座舱体验的升级。

智能汽车OS技术和服务提供商斑马智行就是这一路线的拥护者。日前,斑马智行与有丰富移动端3D内容开发经验的Unity达成合作,通过融合Unity引擎,尤其是后者的3D互动内容创作能力,实现AliOS能力再进阶,更好地支持智能座舱内多维度的体验升级。

智己L7座舱,图片来源:智己

从2D到3D,智能座舱进入新的变革期

汽车智能化和网联化的快速发展,在驱动座舱快速向移动空间演进的同时,也在重塑用户的汽车消费观念。如今,人们对座舱的需求不再仅仅局限于安全,而是越来越讲求娱乐性、舒适性,大量的功能和内容被集成在座舱中。

随着需求的井喷,问题也随之而来。如何在给予用户感官体验提升的同时,实现用户与各功能应用之间快捷的信息交换,成了困扰行业的新问题。

尤其是目前整车智能驾驶水平普遍不高的前提下,如果缺乏合理的HMI设计,反而会在一定程度上造成分心驾驶。

为此,当前车企和技术提供商都在重新定义座舱的HMI界面,比如重新设计功能安全图标,优化交互信息的布局等,甚至引入电子游戏领域的3D概念,对HMI界面进行3D升级。以奔驰、宝马等为代表的整车厂已经在仪表领域应用3D技术,集度日前也在ROBODAY上宣布将在其智能座舱中打造3D人机共驾地图。

但这并不容易。汽车行业历经百年发展,虽然已经沉淀出了一些成熟的开发工具和模式,但这些工具过去更多是面向2D互动内容开发,如今要用于3D HMI设计,会面临一系列的“水土不服”。尤其传统车企及Tier1往往规模庞大、部门繁多,在HMI设计过程中存在着工作流程断裂、平台碎片化等痛点,会导致最终无论在图形表现力上,还是实现设计概念的效率上,均与预期存在一定的差距。据相关分析数据显示,基于当前汽车行业的HMI工作流程,出现50%到60%的设计概念丢失都有可能。

当前的HMI工作流程是断裂的

图片来源:Unity

正是看到这一产业痛点,斑马智行与Unity达成合作,正式在AliOS系统层上接入Unity的集成开发环境,成为国内首个搭载Unity引擎的智能汽车操作系统,这意味着Unity开发者所开发的内容可直接输出到AliOS,二者合力可更好地解决汽车3D HMI设计“水土不服”的问题,助力汽车行业在智能座舱领域探索更多的可能。

斑马智行与Unity在各自领域都是佼佼者。斑马专注于自主操作系统研发,AliOS上车规模已超过200万台。今年,斑马与智己、荣威、名爵、上汽大通、一汽-大众、上汽大众等合作的多款车型也会陆续上市,预计搭载AliOS的车型在数量上也将会有大幅增长。Unity在手机游戏等领域有着多年的研发经验,在跨平台兼容、性能优化、应用开发生态等方面有着丰富的经验及资源,并且经过了市场的广泛验证。据相关统计数据显示,截至2021年,在排名前1000的移动游戏中,使用Unity制作的游戏数量达72%。

目前,Unity正将这些技术和经验拓展到汽车领域,并为此推出了专门针对HMI开发流程的UI 扩展包Unity HMI Editor,并开发了Unity Automotive HMI Template,从而与Unity编辑器无缝衔接,通过与操作系统的融合,可更好地解决开发流程断裂的问题。

不过需要指出的是,相比移动端而言,车端3D内容开发有着相当多的局限及挑战,经验的复制并没有想象中容易。尤其是在如何解决车规安全、以及可靠性、稳定性等问题上,是以Unity为代表的游戏引擎公司不得不考虑的问题。

例如,在ADAS相关功能的可视化方面,由于直接关系到驾驶安全,对内容输出的质量要求和实时性要求会比一般应用场景更高。毕竟在游戏中,如果出现卡顿,顶多就是GameOver,但如果在导航的时候车机卡顿,轻则走错路,严重甚至有可能引发交通事故。

从这一点上来讲,通过与斑马智行的合作,有望帮助Unity快速补齐这一短板。此外,游戏引擎在快速生成大量合成数据、帮助人工智能强化学习方面的优势也可以从另外的角度作出贡献。Perception Package是基于Unity引擎的Computer Vision功能,可以方便快捷地生成大规模的合成数据的数据集,从而有助于对相关的算法进行训练和验证,为安全自动驾驶的全开发流程降本增效。

另一方面,AliOS智能座舱操作系统与Unity引擎的深度融合可以营造出移动端设备所不具备能力和沉浸式体验。AliOS可实现对智能座舱域的统一管理和调度,其多屏融合框架可以实现不同物理屏幕的逻辑虚拟化,带来多屏沉浸式显示及跨屏流转体验。多音区的多媒体框架与Unity引擎的3D能力相结合,可实现沉浸的声场体验。此外,操作系统还提供车传感器信号、车身控制能力、高精定位、车内外感知等SOA服务,这些能力通过操作系统的应用框架与Unity引擎深度结合,可以实现3D化的数字孪生应用、辅助驾驶应用及沉浸式座舱游戏等。

目前双方合作的技术已初步应用于上汽高端智能纯电轿车智己L7,IMOS首创的teamlab功能可全屏、跨屏呈现不同季节的繁花美景,并支持点触交互,花朵指尖绽放,营造独有的沉浸感官体验。

汽车智能化格局打开,新技术开创新体验

新一轮汽车产业变革,上半场看电气化,下半场看智能化,而当前正处于智能驾驶快速普及应用的黄金发展时期。

据IDC此前发布的《中国自动驾驶汽车市场数据追踪报告》显示,2021Q1-2022Q1,国内L2级自动驾驶在乘用车市场的新车渗透率分别为7.5%、13%、16%、21.5%、23.2%,呈现快速提升的趋势。就技术水平来看,目前行业正处于从L2向更高阶的L3甚至L4演进过程中。

然而,考虑到全自动驾驶落地的配套法规及技术等还不是很成熟,在向高级别自动驾驶过渡的阶段,预计人机共驾将会是常态。这意味着,人机共驾体验将成为赛道玩家这几年主要的发力方向,而如何满足这一驾驶形态下的用户体验,则是所有汽车行业从业者需共同面对的问题。

对此,斑马智行也在积极开展相关的技术储备,包括探索更符合人机共驾场景的多模交互技术,在发挥Unity引擎能力基础之上,拓展语音交互、手势识别、视线追踪等AI能力。

数据显示,在驾驶过程中,驾驶员95%的精力聚焦在驾驶行为上,仅能抽取5%左右的精力来操控车载系统,其视线与注意力专注在车端的时间无法超过三秒。而多通道融合其实可以从本质上解决这个问题,减少驾驶员的认知负担。具体来说,就是以3D化方式来呈现人机交互,并搭配声音,会让人机共驾变得更默契,也更安全。

想象一下,在车辆行驶过程中如遇行人突然冲出,人势必会采取急刹避让,这将形成车头点头,车内司乘向前倾倒的状况,严重者或将出现人身伤害。同等条件下,若车在进行了感知数据收集与判断后,将减速、刹车过程提前以3D化的方式呈现出来,并辅以语音提示,或将给足驾驶者舒适、安心的体验。

事实上,“HMI的作用是让两个“驾驶员”有效沟通,解决差异冲突,助力ADAS产业化。” 同济大学汽车学院教授朱西产表示。

IM智能环境交互系统,图片来源:智己

而进一步创新座舱的3D交互体验,同样是斑马智行和Unity接下来的发力重点。

基于用车场景,未来3D技术还将应用在导航地图上。高度详尽的3D地图不仅包括车道标记、路标、人行横道和其他基础设施的确切位置,此外还有车道水平数据、天气标识、路缘石等动态信息。

在静态地图导航和动态感知数据融合下,可实现让车的感知跑在三维地图上,轻松解决因路遮盖、视觉偏差等导致的偏航问题。

而通过接入路侧、商场等停车场的动态数据,也可在导航到达目的地后,主动推送附近停车场使用情况,并自由选择空闲车位,一键发起导航,直接导航至该车位,实现快速停车。

另外,考虑到新一代智能座舱里,用户最容易获得消费体验上的升级的是游戏体验,眼下斑马智行和Unity也正在该领域布局。

Unity引擎会带来丰富的精美游戏,而基于AliOS跨域打通的SOA能力,更可让Unity的能力得到增强,车内的空调、香氛、座椅、氛围灯、音响系统等都可以联动,为车载游戏体验赋能,打造多维感官的沉浸式、场景化体验,将超越手机及PC端的游戏体验。

事实上,游戏上车在汽车领域已经是不可阻挡的趋势。“尤其是当汽车实现自动驾驶时,娱乐将是至关重要的。”马斯克此前表示,他认为特斯拉可以在今年晚些时候实现这一目标。为此,特斯拉一直在Tesla Arcade中发布更多的视频游戏,并且它正计划在其车辆内提供不同视频游戏的付费套餐,预计不久的将来,座舱将进入跟移动端Steam、Playstation Store等相同的业务领域。

值得一提的是,特斯拉正是用Unity作为开发工具,围绕Tesla Arcade制定车载游戏战略,以打造更丰富的车载娱乐内容的。进一步深挖,可以发现Unity与宝马以及沃尔沃等高端汽车品牌也在相关技术领域达成了合作。此次与斑马智行的合作,无疑进一步体现了Unity向汽车领域拓界的决心。

事实也证明,在新一轮汽车产业变革当中,无论是更丰富的智能座舱应用及体验打造,还是更高水平的智能驾驶功能研发,都需要诸如AliOS、Unity引擎这样的底层技术强有力的支持。

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