对话博世专家解读未来汽车行业的3大趋势

对话博世专家解读未来汽车行业的3大趋势本站　　本次我们邀请到博世的Mathias Reimann和u-blox的Stefania Sesia为我们深度讲解未来汽车行业的大趋势，以及对整个汽车产业链的影响

　　本次我们邀请到博世的Mathias Reimann和u-blox的Stefania Sesia为我们深度讲解未来汽车行业的大趋势，以及对整个汽车产业链的影响。

　　第一个趋势是汽车正在创造移动端的新生活。在未来，汽车差异化将不再只是品牌、外观、机械和硬件，还包括嵌入的应用程序以及不断升级的新功能。其次，车辆中嵌入的功能日益复杂，这正在推动车辆架构朝着更集中化的方向发展。因此，我们正在从基于纯功能的电气/电子架构转向基于域的分区，并最终转向更集中的基于高计算能力单元的电子控制架构。与此同时，车辆中将会嵌入更多传感器，尽量使用短程通信以避免大量布线设计。

　　在汽车行驶过程中，用户使用网络的频率趋势越来越高，这就要求车辆及相关技术联网，以在汽车的生命周期内实现功能更新。正如Stefania所提到的，持续技术升级只能在软件友好型架构和可更新的平台上才可能实现，部分OEM厂商已领先一步，凭借这一理念正在颠覆汽车行业，其他OEM厂商也不断加入进来。博世作为全球领先的一级供应商，我们从大量需求中看到了这个机会，并已将其整合到我们的产品规划中。

　　第二个趋势是车内安装更多的传感器。为什么呢？虽然被过度关注的“完全自动驾驶”有所降温，但ADAS(高级驾驶辅助系统)和 AD(自动驾驶)系统在中高档汽车市场越来越普及，主要涉及三大细分市场。

　　1、传统私家车市场，涉及从辅助驾驶转向ADAS SAE L2级自动驾驶。例如，“无需手握方向盘”的自动驾驶功能提供更舒适的驾驶体验，但驾驶员仍需要控制车辆。未来两年，首款真正“无需手握方向盘，无需查看路况信息”的L3级自动驾驶汽车将亮相市场。因此对于私家车来说，这是一个循序渐进的过程。

　　2、共享出行，目标是SAE 4-5级自动驾驶。届时，汽车能够自行开到修理厂以及提供出租车或叫车服务。

　　这三个细分市场都有传感器和服务配置需求，同时传感器配置需满足汽车规范，从而客户在汽车整个生命周期内都能更新功能。因此，对于我们传感器供应商、GNSS制造商、Car-2-X基础设施供应商和硬件供应商来说，这是一个充满机遇的时代。

　　我们正在从基于纯功能的电气/电子架构转向基于域的分区，并最终转向更集中的基于高计算能力单元的电子控制架构。

　　此外, 与ADAS和AD的演进相关的通信的趋势正在显现：引入V2X技术作为增强车辆局部感知的手段，对车辆现有传感器进行补充。与典型的传感器相比，基于V2X的信息感知在通信和整个端到端系统方面提出了新的挑战，技术可靠性、可信赖性和可用性成为基本要求。

　　关于未来趋势，为了满足乘客的娱乐需求，我认为更多具有AD功能的车辆会嵌入包括后座或前座增强现实、游戏和视频会议等车用信息娱乐系统。这将对短程通信和远程通信技术提出更高的要求，以确保为后排和前排乘客提供独立的娱乐服务。

　　最后一个趋势是车辆的电气化。目前，这一细分市场广泛使用短程通信技术，例如使用蓝牙识别充电桩，使用Wi-Fi与车辆直接通信。电动车辆目前约占汽车市场份额的5%，预计在未来十年内将迅速增长至约50%。这意味着需要部署大量充电站，改进充电方式，以提供更便捷的用户体验。

　　电气化也是我们博世未来市场主要增长领域之一，例如我们的电源IC半导体和整车系统。你们可能已经注意到，博世LOGO是电机的一部分，这意味着电气化一直存在于我们的基因中。

　　在ADAS和AD方面，我们清楚地看到了区域趋势。在硅谷创新中心，我们看到美国西海岸客户在全力推进SAE L3级和L4级自动驾驶，他们希望成为全球第一。中国也大力推动自动驾驶的进程，以减少交通拥堵。另一方面，欧洲在推进L2级自动驾驶，以实现更舒适的驾驶体验，欧洲还针对2021/2022年度发布的第一个L3级公告。

　　互联服务也是如此。在欧洲，我们仍然受限于移动网络，而中国正在加速高速带宽网络建设以及云服务升级。这并不是说我们在欧洲看不到这些趋势，只是需要更多时间。

　　我们看到的是，全球汽车主机厂都支持类似的应用，但架构和要求却大不相同，并且存在一些区域趋势。例如SAE L3级自动驾驶，为其定位系统引入安全解决方案的几项讨论还在进行中，这仅仅是SAE L3级自动驾驶需求的一部分。特别在欧洲，我们看到对GNSS安全解决方案的需求正在增加；在中国，人们也越来越关注GNSS安全方案，但架构趋势还尚不明确。然而，在美国，目前我们看不到对安全GNSS的明确需求，至少对乘用车而言是这样。

　　另一方面，我们看到了区域性特征，以及区分城市和高速公路应用场景。举例来说， 对于美国的传统高速公路用例，GNSS精准定位的驱动因素是卡车自动化。而在中国，这种讨论始终与北斗卫星系统集成相关。在城市用例中，我们更多关注视频技术和相对定位技术；而对于高速应用场景，我们在全球范围内看到了对安全和精确GNSS的技术需求。

　　回到GNSS与特征定位两种技术，基于摄像头和雷达等特征定位解决方案在郊区环境中处于主导地位。客户常提出疑问：“为什么基于摄像头的特征定位不适用于所有场景？”例如，在美国或德国北部的无特征高速公路上，特别是在恶劣天气条件下，我们很难使用雷达和视频来识别特征。另一方面，GNSS信号在高层建筑等多路径场景中会丢失。因此我们坚信，GNSS和特征定位是相互补充的技术，两者都是L2级及以上自动驾驶系统必不可少的。

　　今年一月份，博世成立了一个名为 Cross-Domain Computing Solutions（跨域计算解决 方案）的新业务部门，开发所需的数据管理概念、云服务和灵活的硬件平台，以实现新功能。这是公司内部明显转向集中式架构的一个迹象，我们希望以专业的方式满足客户的需求。当智能系统分布在不同ECU的架构中，尤其是存在多个供应商的情况下，每个供应商在各自的ECU上都有自己的软件架构，现场维护和功能升级是很困难的。这就是我们看到市场倾向于将汽车分成多个区域的原因，在此架构中，每个区域都有一个单独的区域ECU，并且中央车辆计算机后面有一个非常清晰和标准化的软件和系统架构。

　　我完全同意Mathias关于集中化趋势的看法，但是每个汽车OEM厂商都有自身的策略来实现一个更精简、更高效的架构，该架构能够在复杂度方面进行扩展，并在车辆的使用寿命内新增更多功能。如今，典型的架构基于车辆三个主计算单元：一个用于车联网，一个用于车载信息娱乐系统，另一个用于ADAS，此外还有一小的计算单元。我认为，汽车原始设备制造商要完全打破传统架构难度会更大，但新兴势力或许会更容易。作为一级和二级供应商，我们必须能够灵活调整自己的解决方案，以适应客户不断变化的架构、操作系统等限制和要求。

　　u-blox在GNSS领域拥有多样化产品解决方案，其中u-blox M8 GNSS系列模块支持单频标准精度GNSS定位，u-blox F9系列可提供高精度GNSS定位。此外，随着对Sapcorda收购的完成，u-blox能够提供一流的高精度校正服务，在功能安全和完好性方面也有较大的提升。我们还通过短程通信解决方案(Wi-Fi和蓝牙)来应对不断变化的市场环境，关注技术多样性发展。例如，u-blox最新发布的JODY-W3短程通信模块系列提供的汽车级Wi-Fi 6，并行支持2.4和5GHz频段，在未来还可支持欧盟委员会和FCC最近发布的6GHz频段。此外，我们的蜂窝通信产品也可用于汽车领域。

　　谈到无线X一起，通过基于云或边缘的平台分享越来越多的感知、警报和传感器数据来服务客户，从而提升终端用户的安全性或便利性。Mathias已经提到其中的一些：共享出行、最后一公里配送、叫车服务；总之，更加可靠和更高容量的通信链路将是这些未来趋势实现的基础。

　　在Wi-Fi方面，除了并行和独立的前座和后座车用信息娱乐系统外，目前还有几种应用需要更高的数据传输速率和并行数据流。例如Wi-Fi Fixer使用FDMA和多用户MIMO进行频分复用，以便更灵活地以不同信息速率为同一车辆中的多个用户提供服务。此外，应用还包括电动车辆充电、车辆无钥匙进入等应用。

　　如今，蓝牙技术使用基于信号强度的定位方法来检测驾驶员的存在，利用蓝牙5.1的增强功能，可检测到达角来确定驾驶员的位置并适时打开车门，而针对无钥匙进入等汽车用例中新兴的超宽带技术，Car Connectivity Consortium®(CCC，全球车联联盟)中也进行了一些讨论。

　　在定位方面，GNSS技术不断发展，已广泛应用eCall、增强现实、导航、辅助驾驶的地理围栏以及车辆的纵向和横向控制等汽车领域。虽然部分用例不要求非常精确的定位服务，但地理围栏和自动驾驶等应用需要车道级定位、高完好性，以及与ISO 26262和ISO 21448功能安全和SOTIF(预期功能安全性)标准相兼容。根据用例的不同，主要的KPI是稳健性、数据可信赖性、完好性、抵御网络攻击的能力、广泛的可用性和高精度。RTK或PPP-RTK等将定位精度提升至分米级的校正服务也将变得越来越重要。

　　在这一点上，u-blox 正在投入大量资金，旨在控制复杂性的同时降低完好性风险，特别是这些定位要求高的用例类型，我们将不断追随技术趋势发展，满足客户需求。

　　我再举一个例子。自1995年以来，博世一直致力于微机械、ASIC设计和生产、系统与车辆集成等IMU(惯性测量单元)业务，如今，我们仍有很大的创新潜力，例如用于高度自动化驾驶和安全停车操作的例如超精密IMU MMP2。在这种背景下，博世在2016年萌生了将我们的IMU技术积累与高精度GNSS相结合的想法。随着u-blox与我们的自动驾驶部门同事进行了一些初步探讨后，车道级精度和安全定位的需求变得清晰起来，就像Stefania提到了对地理围栏的需求，我认为其重要性不止于此。

　　对于功能开发人员，精确的定位可确保您在所需的ODD(运行设计域)中运行，而为实现这种安全定位，就需要将IMU与高精度且安全的GNSS结合在一起，这就是车辆运动和位置传感器(VMPS)的产品理念诞生的原因。乍一看似乎不可能完成的任务，我们正在把它变为现实。随着VMPS系列的推出，博世将在市场上推出首个ASIL-B级GNSS系统。

　　现在，我们展望未来，正如Stefania所提到的网络安全。对于GNSS而言，这意味着反欺骗和抗干扰算法将在未来几年中变得更加重要，而对于我们的目标市场而言，可扩展性和灵活性也将越来越重要。对于中国而言，北斗卫星系统将是焦点，L1和L5频段将是进入下一个时代的重要一步，Galileo认证也是如此。有许多新的挑战即将到来，我们期待着在未来继续与u-blox合作。

　　在欧洲，ITS制定数据监管的政策，促进车辆与云端数据交换的可能性，从而刺激开发新的车辆服务。我的理解是，各个生态系统仍在努力解决数据所有权问题、开发可行的商业模式等，但进度却与最初的预期不相符。我认为汽车OEM厂商应该改变其对数据的看法，因为数据可能会成为大部分生态系统的宝贵收入来源，并将真正地为终端用户增值。

　　是的，大数据很有用，但我们不能简单地将从车辆内置传感器传出的所有原始数据都传输至云端，首先我们需要使用智能方式压缩该数据，然后仅提取相关内容。因此，博世正在大力投资用于数据管理的人工智能算法，该算法可在数据上传到云端之前从数据流中提取相关内容。

　　管理数据是一件复杂的事情，因为它跨越多个物理接口和法律实体，因此安全使用个人数据是博世的首要任务，这包括在存储和处理哪些数据及其用途方面保持透明度。

　　由于我从事ADAS和AD业务，所以对我而言，2041年的汽车是完全自动化的，举例来说，当车辆前往目的地时，我可以阅读报纸。我们也会看到更多的共享车辆在四处行驶，但对于长途驾驶，我更喜欢高铁。

　　2041年，Mathias所说的情况肯定会出现：共享出行和完全自动驾驶的汽车。我认为该情况会逐步地出现，并必定会发生。我希望看到的是，我们在地面上和太空中都能够自由地出行，以大幅提高运输效率。当然，这也存在一些法规以及如何充分利用自主驾驶系统等问题，让我们拭目以待！

　　瑞士u-blox公司(SIX:UBXN)是为汽车、工业和消费品市场提供定位和无线通信技术与服务的领先供应商。其解决方案能准确进行人员、车辆和机器的定位，并通过蜂窝网络和短距离网络实现无线通信。凭借广泛及多样化的芯片、模块和日益扩大的产品支持数据服务生态系统，u-blox公司在帮助其客户针对物联网快速而成本高效地开发创新解决方案方面具有得天独厚的优势。u-blox公司总部设在瑞士塔尔维尔，目前在欧洲、亚洲和美国都设有办事处。