车载信息娱乐系统开发智慧驾驶无限可能,驶向未来新科技
车载信息娱乐系统(In-Vehicle Infotainment system,IVI system)俨然成为一种创新的车载电脑应用,让运输不再只是单纯生物体间的流动迁徙,如影随形的信息洪流更将渗透人类生活的各种脉络。

想象一下,当你准备开车上路的时候,汽车内建的相机辨识出驾驶和乘客的身份,座椅自动调整好以符合乘客最舒适的姿势,导航和娱乐系统也一起转换成您的喜好,并自动无缝与您的智能型手机和平板电脑做连接,下载音乐或是TV节目。同时,无需触碰手持装置屏幕,只需运用车上的现有设备就能控制手机上的应用程序,例如接听电话、看影片、听手机音乐。行驶在道路上时,导航系统能提供实时路况与路径指引,并且随时监控车况诊断,预防潜在的安全疑虑;当汽油或电瓶电量减少时,汽车则会搜寻最近的(甚至是最划算的)加油站,而这一切也是因为车载信息娱乐系统的优越效能,才能使智慧驾驶真正上路。
 
车载信息娱乐系统(In-Vehicle Infotainment system,IVI system)俨然成为一种创新的车载电脑应用,让运输不再只是单纯生物体间的流动迁徙,如影随形的信息洪流更将渗透人类生活的各种脉络。许多知名汽车厂商不但意识到车载信息娱乐系统将会是未来汽车工业发展的关键应用外,也清楚明白具特色又高度易用的车载信息娱乐系统势必将成为自家产品差异化的一大卖点。不同以往只能在车内收听广播、音乐与观看电视,创新应用的发展也间接意谓着技术整合的挑战,未来全球汽车工业所搭载的车载娱乐系统将逐渐与智能型手机及其他行动装置作沟通连接。根据研究机构Juniper Research的报告指出,到了2016年,逾九千万辆的汽车除了可随车上网外,更能进一步与手机的应用程序搭配,全面提升汽车的附加价值。
 
表一:车载信息娱乐系统的历史演变
Category Car Audio Car Navigation Infotainment
Photo
Broadcasting FM/AM FM/AM/HD Radio FM/AM/HD Radio
Music Tape/CD CD/DVD/External Media Player DVD/External Media Player/On-Line Service
Navigation No Yes (Off-line) Yes (On-line)
Touch Support No Yes Yes
Communication No No Yes
Mobile Support No No Yes

 
IVI系统蓄势待发商机无限
IHS Automotive Research在今年三月的研究中指出,随着使用者从一开始对IVI系统抱持着「可有可无」的心态逐渐转变成希望车辆均能内建IVI系统,到2018年时全球车载IVI半导体营收将会超过85亿美元的规模;其中,未来最重要的IVI系统市场之一,中国,估计到2018年时将会拥有53亿美元的市场,占据全球市场一半以上的营收。IHS在四月份的研究中更预测全球车载有线和无线网络及联网技术相关半导体的营收会从2011年的4.3亿美元增加至2018年时的8.4亿美元。除此之外,因为IVI系统的兴起,也间接带动了相关产业的热潮,例如:2012年全年度售出的汽车中只有2%搭载抬头显示器(Head-Up Display;HUD),但预计到2020年时将会增加至9%,也就是约莫有9百万台汽车会搭载HUD。
 
此外,造成IVI系统利润增加的最主要两个因素分别是:(一)全球搭载IVI系统的汽车销售数量预计到2018年时会是现在的两倍,其中中国轻型商用车(Light Commercial Vehicle;LCV)需求的增加更是一大助力;(二)2018年时,平均一套车载信息娱乐系统的利润将会超过200美元。面对着商机无限的市场,相关厂商除了关注此一技术最新发展应用之外,更需具备无懈可击的产品迎战对手,才能在这波竞争中脱颖而出。
 
当一辆汽车不再只是提供交通运输的功能,而是透过IVI作为中介与各式电子装置互连沟通,成为一种新时代的人工智能产品时,相关的硬件、软件兼容性和互操作性验证就会需求渐增与相形重要,如此一来才能确保车载信息娱乐系统的功能、质量以及效能的完美上路。为了使上述的汽车应用能有最佳的质量与效能,相关智能型手机、应用程序、信息内容以及车载娱乐系统间的技术协议、网络连接功能就必须被缜密的规范与认证,才能让使用者藉由智能型手机来与汽车进行有效的沟通。
 
IVI系统验证计划 确保完整联机功能性
在车载信息娱乐系统的发展越卓越同时,其所搭载的功能也越趋复杂,除了基本的导航系统、影音串流、应用软件和储存技术之外,车机能透过不同联盟所开发出来的技术整合终端设备,不同品牌、类型装置间的互操作性及应用程序的兼容性更是影响IVI系统整体的表现,左右消费者的购买意愿。百佳泰身为专业测试实验室,近日来也接触到许多相关的测试验证需求,确保IVI系统是否能与其他品牌的软、硬设备协同运作。因此,在此篇文章中,我们将介绍三个串连起不同手持装置和车机的主流技术规格,也因为针对车载规格产品的认证要求和安全标准相较于一般电子产品严格许多,尤其是车载储存产品都必须通过机械和物理测试确保其稳定性,例如对压力、温度、湿度的表现,因此也会特别介绍车载规格专用的环境测试。
l   Wi-Fi Miracast™
Wi-Fi联盟以Wi-Fi Display技术规格为基础开发了Wi-Fi Miracast™技术,并推出Wi-Fi CERTIFIED Miracast™认证计划,确保支持此技术之产品都能保有Wi-Fi CERTIFIED产品共有的易用性、互操作性以及安全性,使用者能够透过车载娱乐系统欣赏手机上的影片或是音乐,实时串连影音产品内容。如图一所示,采用此技术的产品无需再外接任何Wi-Fi网络或连接器,就能达成联机;换言之,Wi-Fi CERTIFIED Miracast™认证的装置中已具备Wi-Fi直接连接的功能,无需使用现有的网络AP。使用者可以透过手机将拍摄的照片、影片或是网络上的影音媒体串流服务完整地播放在汽车的屏幕上。
 
图一:Miracast™拓扑学

 
根据Wi-Fi联盟指出:「Wi-Fi CERTIFIED Miracast™采用许多著名且受信赖的Wi-Fi技术,包括Wi-Fi CERTIFIED n(提高吞吐量及覆盖范围)、Wi-Fi Direct™(设备到设备的连接)、Wi-Fi Protected Access®2(WPA2™,安全保护)、Wi-Fi Multimedia™(WMM®,流量管理)及Protected Setup™等。」由于Wi-Fi CERTIFIED Miracast™的认证计划是建构在上述技术标准之上,所以当厂商的Wi-Fi产品想获得Wi-Fi CERTIFIED Miracast ™认证时,就必须先通过Wi-Fi CERTIFIED n、Wi-Fi Protected Access®2以及Wi-Fi Direct™的标准测试。
 
l   Bluetooth
根据ABI Research的统计,预计到2017年时,预计会有六千万辆汽车搭载蓝牙技术,和2013年相比市场成长率增加了47%。蓝牙协会制定的蓝牙技术一开始是以免持通讯为目的创立的,也是目前于全球被广泛应用的短距离无线传输标准之一。透过蓝牙技术,手机电话簿的联系人数据会与车机同步,能够在车内免持拨打、接通来电并传送讯息,也能透过手机联网功能利用IVI的大屏幕浏览网页及播放音乐。然而对竞争激烈的智能型手机市场来说,大约半年至1年会推出新机迎合消费者,手机的操作系统(Operating System;OS)则大约3到6个月会更新软件版本,但是IVI系统需要大约3年的开发时间,市场生命周期则长达10年,因此,厂商在开发IVI产品时要确保手持装置和车机间的蓝牙兼容性,尤其是新旧版本之间的互操作性,以免日后产品产生兼容性问题会有更高的回收成本与客诉问题。举例来说,手机和汽车常见的兼容性问题都发生在以下几种状况下:三方通话、声控、电话簿读取、对话纪录重拨…等,这些行为都很有可能因为装置间蓝牙版本及支持的Profile的不同,而导致兼容性问题、并影响消费者的购买意愿。
 
厂商在开发搭载蓝牙技术产品时,除了得通过Bluetooth Qualification Conformance Test外,不同类别产品间的互通互用性和兼容性也是蓝牙技术得以兴起的最重要一点,因此需要一套完整的验证方案,例如与其他产品如:相机、笔记本电脑、智能型手机…等的配对测试。蕴含多年的经验与技术实力,百佳泰定期收集采购最新的兼容性周边装置与测试环境,能提供最专业的蓝牙质量认证测试服务,协助业者验证产品在特定的环境下是否可与业界其他厂牌的软件或硬件正常运作,确保蓝牙技术的完整功能性。
 
l   MirrorLink™
由于车载娱乐系统的蓬勃发展,由消费电子装置大厂(Nokia、Samsung、LG)、汽车业龙头(Daimler、General Motors、Honda、Hyundai、Toyota、Volkswagen)以及系统供货商(Alpine、Panasonic)所共同成立的组织─汽车联机联盟(Car Connectivity Consortium;CCC)应运而生。MirrorLink™是CCC所推出的商标,是针对车内互连传输所开发的新兴技术标准,目的让各式行动装置都能透过统一的连结标准,便捷且迅速地与IVI系统互连使用,打造无缝隙的车内通讯环境、以提供用户最简单而直觉的使用经验。
 
MirrorLink™目的是让使用者能透过手机的USB、Wi-Fi、蓝牙或是透过通用即插即用(Universal Plug and Play,UPnP)、远程遥控(Virtual Network Computing,VNC)以及实时串流协议(Real-Time Protocol,RTP)等技术标准,即可与IVI系统建立连接和信息串流,提高IVI系统的联网能力。目前市面上也已经有几家车厂采用自家开发的IVI技术,例如BMW的ConnectedDrive、Ford的SYNC与Toyota的Entune。未来使用者在开车时,无须分心观看手机屏幕,就能在车载屏幕上照映出简单易用的用户接口,也能透过方向盘或是仪表板上的按键或语音来操作来控制手机并进行与手机相对应的操控功能,例如拨接电话、影音播放、导航以及应用程序等等。
 
MirrorLink™除了与手机、汽车业者进行策略合作发展联盟之外,也积极与手机应用程序开发商接洽,因为涉及行车安全,所以MirrorLink™针对应用程序(APP)的规范也相对的严格,在开发规格上分为两大重点:(一)显示兼容性(Display interoperability),规定应用程序的图像大小、分辨率、适用性都要符合要求,(二)使用者界面控制(User interface control),包含像是面板上的单一触碰以及旋转/切换扭的界面设计都要遵守协会的规范。
 
此外,应用程序所提供的信息也不能影响到行车安全,画面上的文字大小也规定至少要高于5乘7(宽高比)矩阵,避免造成辨识困难;也禁止应用程序搭载自动或是手动滑动选单功能,且在合理情况下驾驶要能从被切断的画面中,回复到原始的系统状态,以免使用上造成危险。因此相关厂商在开发MirrorLink™专用APP时,不能直接移植手持行动装置上的内容,必须要根据联盟规定以符合标准,增加IVI系统的功能,在未来涵括的应用类别不仅限于娱乐、影音方面,更能为行车安全与路况通报等类别创造新的应用服务。
 
l   车载规格环境测试
车载规格产品验证分为气候环境测试(Climatic Environment Test)、机械环境测试(Mechanical Environment Test)、化学环境测试(Chemical Environment Test)与电子环境测试(Electronic Environment Test)。在此依序介绍这四种不同的环境测试。
1.          气候环境测试(Climatic Environment Test)
汽车不同于一般的消费性电子产品,有更多的机会在不同温变条件下存在,像是行驶于酷热的沙漠中或是冰天雪地里,因此对于IVI系统的储存设备会进行一连串的温度测试,常见的像是:(一)温度冲击测试(Temperature Shock Test)包含-40°C到90°C以及90°C到25°C等不同温差的测试。(二)温度梯度测试(Temperature Gradient Test),根据各车厂严谨程度要求而设计25°C到-30°C或是-30°C到85°C的温度过渡环境测试。(三)动力热循环测试(Power Thermal Cycle Endurance;PTCE),执行汽车行进间所产生的热能对车机效能影响的测试。(四)高海拔环境测试(Altitude Environment Test),能够测出汽车在不同海拔地势间,储存设备对于不同温度和压力情况下的表现。
2.          机械环境测试(Mechanical Environment Test)
马路上处处险象环生,很难确保不会遭受外力撞击,因此需要机械冲击方案(Mechanical Shock Solution)模拟车体遭遇到70G和120G等不同重力加速度撞击时,能否维持车体的完整性和安全性。
3.          化学环境测试(Chemical Environment Test)
暴露在外的汽车,除了遭受空气污染外,酸雨也会影响车体,更有可能会间接侵蚀车内的管线,因此需要腐蚀性气体试验,让车体、储存设备和连接的线路接受二氧化氮(NO2)、氯气(CL2)和二氧化硫(SO2)等不同化学气体长达数天的测试。
4.          电子环境测试(Electronic Environment Test)
电压降测试(Voltage Drop Test)能够测试在恒流状态下受测物电压耗损之情况,能够检视一般开关触点、继电器、线材线束、压接线端子、连接器等相关产品在实际使用环境下是否会出现各种电性能故障。另外,因为IVI系统采用Wi-Fi、Bluetooth及手机联网功能,为确保高频间彼此不会互相干扰,需要电磁兼容性测试(Electro Magnetic Compatibility Test;EMC Test)验证车机的储存设备和这些高频接口在运作过程中彼此之间的噪讯(noise)并不会互相干扰(interference),影响性能表现。
 
图二:统整多元技术平台的IVI系统势必需要跨平台的验证,确保功能完整性

 
除了上述的技术需要完整验证之外,对于用户来说,使用便利性(User Convenience)和使用者经验(User Experience;UX)是使用者对于「智慧汽车」最直接的体验,因此更需要专业的技术团队针对使用者经验设计(User Experience Design;UXD)及提供跨平台的验证,确保IVI系统能够真实呈现消费者所期待的表现。
 
观察目前车厂所开放之应用程序,可分为以下三种类别服务:音乐广播、生活信息及内容整合,但是我们相信随着市场越成熟的发展,将会吸引更多的消费者,而届时车厂将会开放系统标准,合作模式也会更为开放,预计内容服务业者进入车载市场门坎将会降低,吸引更多的车厂和开发商相继投入市场,形成双赢的局面。依照汽车厂商的要求与产品特点,精准地设计最适宜的测试计划、整合所有的解决方案,便能针对车载信息娱乐系统细节、其相关技术标准、发觉潜在的风险评估与问题肇因。随着市场效应的加温,车载信息娱乐系统的可扩展性和互操作性绝对是未来成功推广的关键因素,为了确保您的车载信息娱乐系统能迅速发展,百佳泰所设计的测试与解决方案绝对是您的最佳选择。

(责任编辑:ioter)

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