231012
概要
在科技飞速进步的今天，AI智控的应用正成为探索的焦点。本文借鉴智能家居中的AI智控设计，进一步拓展至智能座舱，深入探讨了三大智慧方向应用：
- 智慧空气，依靠多传感数据融合和预测算法，实现座舱内精准空气质量管理
- 智慧低碳，结合智慧空气技术，实现不降低舒适性同时节省能耗，并实现错峰充电
- 智慧光影，利用车座方向固定可感知车外光线方向特性，智能控制遮阳系统创造舒适视觉环境
本文已经发表在赛博七号老师的《智能座舱产品经理》公众号
全文约3000字，阅读完大约需要12分钟。以下请欣赏正文。
先提个问题，在你看来，智能是什么？是通过语音或手机APP，远程操控各种设备？是回家开门的瞬间，家里的灯光，空调同时为你打开？又或者，在炎炎夏日的夜晚，还未开口，家中的空调已默默地为你调整到最舒适的温度？
每一个回答，都是智能的具象体现。它们刚好分别代表了智能化的三个不同阶段：远程单控、集成联控和AI智控。如今，无论在智能家居还是智能座舱领域，大多数仍处于第二阶段。但一些前瞻的智能家居企业已经开始踏入AI智控的探索之旅。这让我不禁思考，若未来智能座舱里，也应用这些AI智控技术，它的潜力有多大？
关于AI智控
定义：AI智控，也可称AI托管，指系统能够根据人的行为意图或环境参数变化，自动进行判断并执行相应操作。
目标人群：技术狂热者和科技尝鲜者。通过服务好他们后，吸引更多用户。
实现方式：由于行为意图的判断技术尚不成熟，目前更依赖环境参数的综合判断，涉及硬件与软件的深度融合。
竞争优势：实施此类技术需要预置多个传感器，这意味着，若其他车企想要模仿，由于软硬件的整改门槛，至少可以领先半年。
现状和发展：智能家居领域，AI智控是按系统进行分类，如空气、水、安防、光影、家电、网络、低碳等等。虽然如华为、三翼鸟这样头部企业都在尝试涉足，但多数方向上只实现了聚合控制。这背后有两大原因：①一些方向渗透率还太低，用户的真正需求仍待发掘；②行为意图的准确判断仍是一大技术挑战。目前，AI智控的实现主要基于各种环境传感数据进行判断，这要求若要做出通用性更强的AI智控系统，不同用户对系统的需求应有较高共性。在此背景下，现阶段智能家居主要深入研究的方向有：空气、水、网络、低碳和光影。其他方向，通过单控或集成联控，已能满足大部分需求。在这几个可以深化的方向中，空气、低碳和光影的遮阳部分，都适合在座舱中实现。更有趣的是，智能家居中落地所面临的一些技术问题，在车舱这个有限的空间里都可以得到巧妙的解决。
接下来，我们将深入探讨几个方向在车企的应用。
智慧空气
智慧空气系统是最易于实施的。因为大多数人在不场景对空气都有着相似的需求：适宜的温度、湿度，可接受的空气颗粒度、二氧化碳浓度，以及确保无害的TVOC和甲醛浓度。当前的技术已能够通过传感器精确检测这些参数，并驱使相关设备作出响应，以满足用户需求。具体如下。
| 需求 | 车内解决方案 | 智能家居解决方案 |
|---|---|---|
| 适合的温度 | ①空调制冷，制热；②加热座椅；③电动窗帘；④电动车窗 | ①空调制冷，制热；②电动窗帘；③智能电暖片；④浴霸 |
| 适合的湿度 | ①空调制冷，制热，除湿，外循环；②加湿器；③电动车窗 | ①空调制冷，制热，除湿；②加湿器；③新风系统；④浴霸 |
| 空气颗粒度不超标 | ①空调外循坏；②空气净化器；③电动车窗 | ①新风系统；②空气净化器 |
| 二氧化碳不超标 | ①空调外循坏；②电动车窗 | ①新风系统 |
| TVOC，甲醛不超标 | ①空调外循坏，制热；②空气净化器；③电动车窗；④加湿器；⑤加热座椅；⑥电动窗帘 | ①新风系统；②空气净化器；①空调制热；④加湿器；⑤智能电暖片 |
智慧空气系统的实现核心是通过整合车辆内外的传感器数据，根据设定阈值制定出各执行设备的应对方案，同时考虑好各方案执行结果之间的互斥关系和优先级之后，就可以形成一套完善的智能空气管理策略。
除了以上这些智能空气场景，还可以怎么往更智能的方向？
- 智能判断执行使能
在家庭空间中，当我们有一系列空气优化的智能策略时，落地中还存在两大挑战：① 如何判断某个空间是否有人？ ② 该空间的门窗是否已关闭？如果空间内无人，那么执行策略就显得浪费能源。目前的解决方案，除了使用毫米波雷达等传感进行有无人检测外，还需要用户主动开启智慧空气功能。这也意味着用户在开启功能前，需要手动关闭门窗（目前智能家居没有特别好的智能门窗产品方案）。而在车舱中，座椅的压力传感器可以判断是否有人坐在上面。结合车门的天然封闭特性和车窗的电动控制能力，上述的痛点得以轻松解决。进一步地，车窗的操作还可以综合外部环境、阳光、电量和车速等多种因素进行智能判断。 - 提前预判和干预
要实现更高级的智能干预，我们需要提前预测并介入。这就意味着我们不再仅在空气质量降至某阈值时才开始应对，而是在感知到空气质量即将恶化时就立即采取措施。此策略可以通过预设智能场景或算法驱动来实施。通过智能场景比较简单，例如，夏天当用户准备入眠，空调和新风可以预先启动；或在火锅宴时，家中空调温度会自动降低1~2℃。如果是算法驱动，那么当某些空气参数发生突变或外界条件可能影响室内环境时，系统会自动介入。考虑到实际的空间里传感器数量有限，位置也有限制，不一定能完全代表用户实际体验，这种前瞻性的策略也帮助我们弥补了因传感延迟可能导致的不适感。在座舱中，两种策略都可以采用。高配的方案设计，还可以每个座位配置一个空气传感器，以实时感知并调整每个位置用户的微环境。 - 智能精细化操控
硬件与软件的深度整合为精细化智能提供了无限可能。例如，如何避免空调直接对人吹风？美的近期发布的空气智能解决方案给我提供了启示：通过在空调设备上安装热电堆，可以扫描并感知整个空间的温度变化(如下图)。当探测到某处有人，空调会智能调整风向，避免直接吹风。这样不仅增强了舒适性，还优化了温控效率。结合此技术，家庭空间中还能设计出更多高级功能，如婴儿看护：例如，睡眠时段，小孩突然检测到全身露出，可能意味着小孩踢被；又或者两腿之间的温度升高可能表示尿床，然后系统能据此自动采取相应措施。
在智能车设计中，基础版本可采用座椅压力传感器判断车内人所在位置从而设计防直吹。高级版本还可考虑在每个座位前增加装热电堆传感器。因为传感器与乘客位置固定，除了能检测乘客外，还可检测乘客体表温度。如果炎热天气，乘客刚上车，体表温度偏高，系统可以自动启动高效制冷，直至乘客体表温度恢复正常，再切换至常规模式，从而提供更佳的乘车体验。更进一步，还可辅助判断乘客是否存在体温异常。
在智能家居领域，智慧空气技术已展现其在改善家庭空气质量上的实际价值。我相信，将此技术迁移到车辆内部是行之有效的。然而，我们仍需要深入研究如何在座舱内表征“舒适”的空气，并合理设计各种条件下执行的优先级与互斥关系。
智慧低碳
随国家双碳政策的深入推进，智能低碳成为智能家居的趋势。除了华为采用光伏技术，在低碳领域独树一帜，目前大多厂家的智慧低碳方案，都主打能源管理看板，使用户能看到弱电设备的电池电量或者强电设备的用电度数，或通过“无人自动关灯”，“无人自动关空调”，“错峰用电”此类智能场景，去估算节省能耗，进而开展一些运营活动。
除了以上这些智能低碳场景，还可以怎么往更智能的方向？
答案可以在于找寻一个平衡点，即在保证用户体验的同时，实现用电的节约。例如，在智慧空气中，系统可以根据空气的舒适感下限与空间内环境空气参数，为用户推荐最低能耗的运行模式，并预计可能的节省多少能耗。
智能座舱中也可以通过摸索出空气的舒适感下限，在智慧空气中融入智慧低碳的策略。这样的设计有助于在保证体验的同时缓解电动车的续航焦虑，同时也可以收获噱头。此外，电车还可设计错峰充电的机制，从而节省用户充电开销。
智慧光影
室内光照主要来源于户外阳光及室内灯具。智慧光影原本的使命是确保这两者的和谐融合。然而，不同时间和场景下，不同用户对光的需求各不相同，同时缺乏可落地的评价系统可以整合照明与遮阳的执行。比如，在黄昏时，即使室内亮度恰好，若阳光刚好直射到用户的眼睛，也会让人感觉不舒服想要关窗帘。对于这种情况，单一的光照传感器很难捕捉到用户的真实体验。因此，目前智能家居系统通常将照明和遮阳处理为两个独立的模块。
相较之下，座舱内座位方向的相对固定可以获得稳定的光线感知方向，座位的光照传感器能够更准确地反映用户的实际体验，因此智能座舱内可以巧妙地绕过了上述问题，进而通过AI智控来调控电动窗帘进行遮阳。至于智能照明，更多地依赖于特定场景的配置。优选的，还可以在车内增加随音乐律动灯光的创意设计，进一步提升用户的体验。
车舱的特有环境使得智能遮阳的实现成为现实。在实际设计过程中，还可以结合车内的温度和用户使用习惯，制定出更为满足用户需求的遮阳AI策略。
小结
随着技术的持续发展，我们已从单纯的远程控制进阶至深度的AI智控领域。本文进一步探索，将视角由智能家居扩展至车载的智能座舱。在实际价值感知和性价比方面，智慧空气和智慧遮阳的可感知性明显更强，使其更适于营销宣传。而在实际应用的难度上，智慧遮阳相对容易实现，而智慧空气则需要在座舱内进行仿真和实验，以确定在各种条件下的最优执行策略。此外，为了完美地实现这些功能，是否还能增加额外的必备传感器，也取决于新车的开发进度和具体实施策略。我们期望这些前沿技术能够在不久的将来真正应用于实践，不仅为用户带来更高的舒适体验，同时也为车企提供独特的竞争优势。