自动驾驶OS

Posted 2021-06-23 吴建明

自动驾驶OS

概述

实时操作系统如美国风河公司的Vxworks操作系统、QNX操作系统、基于RT-Preempt实时Linux操作系统和国内的Delta OS、RT-Thread等。这些通用实时操作系统在汽车电子领域、工业控制领域和航空航天等领域发挥着重要的作用。

汽车成为继智能手机之后的超级移动终端，汽车OS背后隐藏着巨大的商业价值。

 

 

 随着智能网联技术的飞速发展，汽车从单一的地面移动工具迅速转变为智能移动空间，包含自动驾驶、社交、娱乐、互联网等属性，成为继智能手机之后的超级移动终端。麦肯锡预测2025年智能汽车的市场规模将达到1.9万亿美元，而摩根斯坦利估算未来自动驾驶汽车60%的价值将源于软件。华为近期也表示，未来汽车价值的构成 70% 不会在传统的车身、底盘上，而是自动驾驶的软件，以及计算和连接的技术。汽车软件化的步伐越来越快。

万亿美元

作为智能汽车的核心软件技术，如环境感知、行驶策略、车辆控制逻辑、辅助驾驶等都需要运行在汽车OS(Operation System，操作系统)之上。

汽车OS，对上可以提供软件实体的稳定运行环境，对下可以控制汽车硬件系统，具有举足轻重的战略意义，同时以智能手机操作系统Andiod、ios为参考，汽车OS背后隐藏着巨大的商业价值。因此，汽车制造商、软件供应商和互联网巨头纷纷进军，汽车OS也成为了万亿美金市场的入口之争。

 

 汽车OS主要分为两种：直接控制车身各项行驶部件的电子控制系统和车载娱乐信息系统（In-Vehicle Infotainment，IVI）。对于汽车中关键系统如动力、底盘、车身，大部分都采用国际统一标准的OSEK/AUTOSAR OS，而仪表、中控区域才是入口之争最激烈的战场。本文仅讨论车载娱乐信息系统，以下均称为车载OS。

通常，汽车厂商会采用某一供应商的车载OS，然后在其基础上定制研发自己的UI界面等内容，最终完成测试并作为汽车厂商自己的车载娱乐系统装入汽车。

目前，车载OS分为三大阵营：QNX、Linux阵营、Andriod阵营，主要有安全性全球公认的黑莓QNX、阿里精心耕耘9年的AliOS、谷歌专为汽车打造的android Automotive OS、特斯拉自主研发的Version，造车新势力的基于Andriod深度定制OS，以及拥有核心AI能力的小度OS，其关系如下图。

各路异军突起，黑莓四面楚歌

在车载OS领域，黑莓的QNX系统以其绝对的安全性拥有全球最高的市场占有率，而在传统汽车向智能网联汽车转换升级之际，科技巨头谷歌苹果、世界级汽车制造商大众利用自身优势纷纷入局，黑莓QNX的霸主地位或将受到巨大威胁。

老牌车载OS供应商：黑莓

黑莓公司的QNX是一款微内核架构实时操作系统，以安全、可靠著称，不仅仅是汽车领域，QNX还在军工、工控、航空航天等高精尖领域有所建树。就目前而言，黑莓无疑是汽车领域最大的车载OS供应商。但QNX为闭源系统，在智能网联技术高速发展的时代，QNX背后的应用生态系统较为薄弱，生态建设需要QNX独自撑起，单从发展速度上看，就很难和谷歌的开源系统进行抗衡，这很可能降低其在未来智能汽车市场上的吸引力。

全球科技巨头：谷歌和苹果

谷歌和苹果两大科技巨头，起初分别推出了Andriod Auto和Carplay，这两款软件并非真正意义上的车载OS，而是将手机应用投影到中控屏上，所有的软件运算都位于手机端，虽然可以带来一定的车载级智能体验，但依然存在一些难以逾越的鸿沟，例如必须使用数据线将手机和中控屏进行连接；无法通过 Andriod Auto和Carplay进入汽车设置；地图导航功能都需要手机信号完成，车载GPS无法使用。总之，将手机端强硬的融入到汽车端，不符合未来智能网联汽车的发展趋势。

 

 

 2017年，谷歌正式发布Android Automotive OS，一款专为汽车设计的标准化安卓系统。经过两年的打造，于今年5月宣布将Android Automotive OS对全球开发者开源。在智能移动手机市场，谷歌开源Andriod后迅速占领80%以上的市场份额，在汽车领域，谷歌欲如法炮制。在安全性方面，效仿苹果，第三方应用需要谷歌审核通过才可以上架。

反观苹果方面，除了Carplay，苹果公司在自动驾驶领域一直动作不断，将QNX前CEO兼创始人Dan Dodge 招入麾下，收购自动驾驶初创公司Drive.ai。如此动作，可以看出苹果不会放弃自动驾驶汽车，而车载OS如此重要的战略高地，很可能由苹果自己打造。

Andriod Auto和Carplay两款软件的推出，意在以最低的成本试探汽车软件市场未来的发展前景，同时探索市场的痛点，降低未来车载OS的研发成本；随着智能网联汽车的发展，市场显现出来巨大的价值空间，谷歌率先迈出了第一步，发布并开源了Android Automotive OS，其开源的特性势必引来全球众多开发者，加速建立其背后的汽车应用生态；对于第三方应用审核制的引入，智能手机凭仅有的几个传感器就可以带来数以百万的应用软件，而汽车上几十甚至上百个传感器能够创造的应用软件数量将不可估计，大量第三方软件的涌入势必对汽车安全产生威胁，因而审核制的出现有其必要性；车载OS迭代发展和生态建设同时进行，至少在速度上谷歌取得了优势，但Android Automotive OS的稳定可靠性仍需市场的检验。

 

全球汽车制造商巨头：大众

大众汽车作为全球最大的汽车厂商，2019年6月，宣布将要成立Car.Software部门，研发自己的操作系统，打造属于自己的数字化大众，到2025年，大众所有的新车型都将采用该操作系统。

从世界级汽车厂商大众拥有80多年汽车制造历史的层面考虑，vw.OS应该在汽车感知、硬件控制层面会有更加优秀的表现，而对于车载娱乐、智能网联方面仍需要其它科技厂商的多方面助力。

阿里、百度、新势力，三足鼎立

国内互联网领军企业：阿里巴巴、百度

国内，阿里巴巴是最早探索操作系统的互联网巨头。2011年，基于Linux内核从底层打造的YunOS问世，经过6年的精心耕耘，阿里将其升级为贴合汽车的AliOS，期间多款搭载AliOS的智能网联汽车相继问世，其中不乏全球汽车巨头福特。经过多款量产车型的检验，AliOS在汽车硬件的控制、软件运行的稳定性上，都有着丰富的成功经验。对于全球最大的移动支付平台支付宝，日交易额可达数百亿人民币，由阿里自研的安全系统保驾护航，自然AliOS在汽车网联安全方面的表现也不会让人失望。

 

 

 而百度凭借海量的数据和技术研发能力也打造出拥有强大AI核心能力的小度OS，但需要说明的是，小度OS仅仅在应用层面表现出色，在汽车底层系统的控制上还有较大的提升空间。AliOS和小度OS的语音交互系统，AR导航系统，汽车支付等，都赋予了汽车极为丰富的智能体验。

在智能网联汽车场景中，除自动驾驶外，人车交互方式和导航功能是大幅提升驾驶体验的两大关键因素，自然语音交互系统和AR导航是未来趋势。相比语音系统，以触摸控制为主的传统方式显得极为繁琐，与智能格格不入，也不利于行车安全，目前语音交互已经成为主流，其语言识别准确率可以高达90%；在导航方面，未来AR导航信息的准确性、及时性、以及更易理解的界面设计，都是阿里和百度今后需要细心耕耘的领域。

国内造车新势力

AliOS首席架构师曾经说过，“因为做OS首先需要一个知识结构和人才结构都十分专业的队伍，其次，因为代码太多，所以做OS要有大量的自动化测试设备，这些从软件到测试平台，AliOS用加起来近千人的团队差不多做了7年才有了现在的成果。”对此，国内的造车新势力蔚来、小鹏、威马、拜腾、爱驰、奇点等都不约而同地选择了基于Android深度定制开发自身的车载OS。

 

 

 其背后的原因：1、必须将核心技术掌握在自己手中，以保证自己的核心竞争力以及差异化特性；2、成本是新秀关注的重点内容之一，车载OS自主研发对于整车成本控制上有极大的优势，随着订单数量的增加，这一方面的表现会更加明显；3、面对快速量产交付的压力，时间上不允许新秀从0到1地打造自己的软件系统，要知道，AliOS由千人团队经过近9年的精心耕耘才有今天的成绩。

而此种解决方案会带来两个弊端：1、Andriod系统本身较低的运行稳定性会带入到深度定制的车载OS中，有些已经量产交付的车型就出现了黑屏、死机现象；2、定制车载OS是基于Andriod某一版本进行开发，当Andriod内核优化升级到新版本，研发人员势必需要考虑将其重新适配自己的系统，虽然可以通过OTA方式对车辆进行升级，但软件适配研发、测试带来的人力成本仍不不容小觑，一旦适配过程中出现未被发现的严重漏洞，带来的损失是巨大的。

打造一款稳定运行的车载OS，并非一朝一夕即可完成，需要经过严格的测试，长时间反复打磨，市场需要给这些新秀们一些时间，而作为提供汽车产品的厂商，必须在汽车软件的安全性上下大力气。

全球通讯设备巨头：华为

2019年6月，华为成立智能汽车事业部，致力于成为Tier1，帮助企业造好车，而华为自主研发的鸿蒙操作系统，据说打通了手机、电脑、平板、电视、汽车、智能穿戴等各个领域，还将兼容安卓应用和所有Web应用。

 

 

 总结

目前，车载OS市场的竞争整体还处在合作探索阶段，从以上对车载OS进行的梳理中可以看出，汽车软件被市场看好，很可能成为下一个智能终端掘金地。而各家都在紧锣密鼓的加快车载OS的研发脚步，这里有3个观点:

1、从谷歌的Andriod Auto到Andriod Automotive OS，从阿里的YunOS到AliOS，从QNX的专心耕耘，从大众的研发决心，可以看出，只有从汽车本身出发，专为汽车量身打造的，更贴合汽车特性的操作系统，才能在未来激烈的竞争中站稳脚跟。

2、将车载OS与汽车底层硬件系统深度融合，这需要大量汽车关键硬件系统数据，例如传感器、车身、动力系统参数等，而将这些关键数据与第三方公司共享，传统车企恐怕难以接受。分等级、分权限、分功能地开放给软件供应商，这可能是目前较为折中的办法，在这点上，比亚迪率先迈出了第一步。2018年9月，比亚迪宣布开放66项控制权和341个传感器，这将是汽车行业中史无前例的一次开放。

3、汽车的安全性始终是软件供应商和整车厂商考虑的首要问题，随着智能网联、无人驾驶的高速发展，如何将海量数据进行加密，如何将指数级增长的自动驾驶代码量带来的漏洞降到最低，如何打造出车载OS优秀的稳定可靠性，不论是更加领先的理论、更加顶尖的技术，还是更加严密的测试系统，这都需要需要企业各界更加深入的合作与努力。

参考文献

https://www.sohu.com/a/334960625_99957909