座艙一詞由飛機和船舶行業引進而來，“艙”指飛機或船的內部空間，艙體則可分為駕駛艙、客艙、貨艙等。而汽車座艙可以簡單理解為傳統的駕駛艙和客艙的組合，也就是車內的駕駛和乘坐空間。智能座艙則是隨著智能汽車而產生的，是指配備了智能化和網聯化的車載產品，從而可以與人、路、車本身進行智能交互的座艙，是人車關系從工具向伙伴演進的重要紐帶和關鍵節點[1]。現階段智能座艙的發展主要涵蓋座艙內飾和座艙電子領域的創新與協同，從消費者應用場景角度出發而構建的人機交互體系，通過人機界面的設計與技術創新，提供更加智能、便捷和舒適的用戶體驗。未來智能座艙的形態將是“智能移動空間”，在5G和車聯網廣泛應用普及的前提下，汽車座艙將擺脫僅僅局限于“駕駛”這一單一場景，演變為集“家居、娛樂、工作、社交”為一體的移動空間。（一）智能座艙發展階段汽車座艙由傳統駕駛艙朝著智能化、數字化方向發展，根據汽車自動駕駛分級，智能座艙的發展大致可分為電子座艙、智能助理、人機共駕，以及智能移動空間4個階段，當前正處于由智能助理向人機共駕階段發展[2]。1．電子座艙階段電子座艙階段起步于車載信息娛樂系統，最早可追溯1924年的車載收音機；隨后，2001年寶馬引入中央顯示屏，中央顯示屏開始進入汽車座艙；然后，2006美國開放了民用化的GPS系統，基于觸屏顯示的車載功能成為推動座艙電子化發展的重要動力；此后，2018年來自偉世通和安波福兩個主流的電子座艙域控制器方案開始推向市場。本階段智能座艙的進展主要集中在基礎技術層面，通過將汽車的電子信息系統逐步整合，組成“電子座艙域”，并形成系統分層，決定了汽車新的軟硬件定義方法。在這個階段，傳統分散的座艙體系逐步發展融合成為一個集合整體，衍生出后續的多屏聯動、多屏駕駛等復雜座艙功能，這也催生出座艙域控制器這種域集中式的計算平臺。硬件的整合在成本和技術兩個方面體現出價值。首先，集成化的硬件方案可以減少功能復雜化后帶來的座艙硬件成本上升。其次，集中式的方案可以統一通信架構，降低設計難度，并提高技術效率。2．智能助理階段在智能助理階段，生物識別技術和人機交互技術的加入推動了駕駛員監控設備的迭代和車輛內部感知能力的增強。在這個階段，車輛設置了獨立的感知層并升級了交互功能，從而使車輛的環境感知、決策和控制能力逐漸增強。首先，獨立感知層的形成使車輛能夠“感知”并“理解”駕駛員。智能座艙通過獨立感知層，可以獲取車內的視覺（光學）數據、語音（聲學）數據以及來自車輛底盤和車身的信息，例如方向盤、制動踏板、油門踏板、檔位和安全帶等，然后再通過生物識別技術，如人臉識別和語音識別，綜合判斷駕乘人的生理狀態和行為狀態，實現對駕駛員的“理解”。并根據具體場景，提供“車對人”的主動交互，減輕駕駛員在駕駛過程中“人對車”的負擔，并有效改善交互體驗。其次，交互方式得到了升級，車內的交互手段不再局限于傳統的“物理按鍵交互”（硬開關），而是發展到了多種交互方式并存的狀態，包括“觸屏交互”（軟開關）、“語音交互”和“手勢交互”等。尤其是隨著自動駕駛對車內視覺感知要求的不斷提高，基于視覺的駕駛員監控技術在車艙內得到更加快速的落地應用，而這種技術的普及，大大增強了智能汽車的感知能力，并推動了智能助理的前身——多模交互技術在智能座艙中的落地實現。3．人機共駕階段此階段，隨著電子電氣架構由采用分布式架構的ECU向域控制器過渡，自動駕駛等級的提高以及車載信息娛樂系統的算力增強，ADAS也得到增強。在這些關鍵因素驅動下，車輛可在上車-行駛-下車的整個用車周期中，主動感知駕乘人需求，并為駕乘人主動提供個性化、場景化的服務。在某些情況下，系統通過對車內外傳感器收集的數據進行分析，自動激活車輛的功能，實現車輛初步的自主或半自主決策。智能座艙還可對大量的車外道路環境信息進行篩選，并結合車內指令（如目的地選擇）進行優先級判定，并將最重要的信息呈現給駕駛員。此外，智能座艙還能基于車內感知系統（Intelligent Video Surveillance ，IVS），監測駕駛員健康狀況與行為，并給予相應的提醒。同時，隨著座艙域、動力域和底盤域的相互融合，達到足夠功能安全等級后，座艙控制域可以直接調用自動駕駛域的駕駛服務，進行車輛的駕駛控制，實現人機共駕新模式。經過對座艙域系統的系統架構和軟硬件的安全升級，智能助理將彌補“駕駛控制”這個最后的短板，朝著成為“全能智能助理”的目標邁進。在人機共駕階段，語音控制和手勢控制技術實現了突破，車內感知和車外感知的結合使得智能汽車實現了車輛感知精細化，這一階段的特點是將座艙與自動駕駛技術高度集成，弱化了對駕駛員的駕駛要求。4．智能移動空間階段智能移動空間階段也稱作第三生活空間階段，該階段座艙與自動駕駛技術高度集成，弱化了對駕駛員的駕駛要求，而是以用戶為中心，使用場景將更生活化、豐富化，具備娛樂、生活、信息、互聯等多方位場景化功能，為用戶提供更加隨心、愉悅、便捷的沉浸式體驗。在這個階段，將基于車輛位置，融合信息、娛樂、訂餐、互聯等功能，為消費者提供更加便捷的體驗，包括但不限于提供出行規劃、主動訂餐、智能內容推送、影音娛樂、自動停車+充電+找車、自動付費等服務，在這種環境下，駕乘人員在車上就可以體驗線上線下的無縫聯動，享受便利的服務。此時，車輛被視為“第三生活空間”，帶有獨特的移動屬性，它不僅是一個交通工具，還是一個具有獨特功能的生活空間，使消費者能夠在移動中享受與傳統生活場所相似的便捷和舒適，為消費者帶來更加便利、愉悅的體驗，使他們能夠在移動的同時完成各種任務和享受多樣化的娛樂與生活體驗。目前智能座艙正處于由智能助理階段向人機共駕階段發展。在硬件方面，座艙內部的實體按鍵被簡化，大屏化、多屏化趨勢顯著；在軟件方面，語音交互技術被廣泛應用，人臉識別技術和手勢識別技術也被嘗試，座艙所能實現的功能趨于多樣化[3]。隨著自動駕駛技術的不斷進步，智能座艙將不斷優化現有功能，確保用戶數據安全以及座艙布局更人性化和合理化，為駕駛員和乘客帶來更智能、便捷和個性化的駕乘體驗。（二）智能座艙系統架構智能座艙的系統架構主要由底層硬件層、中間軟件層和上層服務層構成[4]，如圖1所示。圖1 智能座艙系統架構圖底層為硬件層，包括座艙系統所需的硬件組件，如攝像頭、麥克風陣列、內嵌式存儲器（磁盤）（Embedded Multi Media Card，EMMC)、內存 (Double Data Rate SDRAM，DDR SDRAM)等，這些硬件組件負責采集、處理和存儲座艙系統所需的數據。中間層為座艙系統的核心部分，包含系統軟件層和功能軟件層。系統軟件層包括操作駕駛域系統驅動（Linux SPI）和座艙域系統驅動（Android SPI），這些系統驅動負責底層硬件的管理和控制，以及與上層系統的交互。功能軟件層包括感知軟件、控制模型、決策中心、車機服務，其中感知軟件包括與智能駕駛公用部分的感知軟件和智能座艙自身域的感知軟件等，用于從車輛和座艙的傳感器數據中提取、分析和處理有效信息；控制模型則基于感知的信息執行相應的控制策略；決策中心可通過感知SDK建立場景SDK進而開展對應的智能決策；車機服務包括系統控制、車身控制、數據服務、OTA、底盤狀態及車身數據等內容。上層為服務層，這一層提供了與用戶交互和服務的接口，包含啟用攝像頭人臉識別、語音識別、數據服務、場景網關、賬號鑒權功能等，這些服務通過與用戶的互動，提供個性化和智能化的座艙體驗。右側支撐層是支撐軟件的快速開發工具，也稱成長平臺，它提供了開發、測試、部署和管理座艙系統的工具和環境，用于加速軟件的開發和迭代。這種系統架構使得智能座艙能夠有效集成和管理座艙內各種硬件設備和軟件功能，并提供豐富的體驗和服務選項。同時，底層硬件、中間層軟件和上層服務之間的分層關系也使得系統的維護和升級更加靈活。
