智能座舱人机交互技术发展趋势
目前，汽车不仅改变了动力源、驱动模式和驾驶体验，而且告别了传统无聊的机电空间。智能水平飙升，已成为继家庭和办公室之外人们生活的第三空间。通过人脸；指纹识别、语音/手势交互、多屏幕联动等高科技术显著提高了汽车智能驾驶舱在环境感知、信息收集和处理方面的能力，成为人类驾驶的智能助手。
智能驾驶舱告别简单电子阶段进入智能助理阶段的一个显著标志是，人与驾驶舱的交互从被动到主动，而这种被动和主动是围绕驾驶舱本身定义的。过去的信息交流主要是由人发起的，但现在人和机器都可以发起。人机交互水平已成为定义智能驾驶舱产品等级的重要标志。
为了实现互动的人机交互，机器需要更好地理解人类的行为，处理器、控制器和传感器是实现这一切的关键。目前，贸泽电子拥有丰富的汽车智能驾驶舱应用产品和开发套件，帮助工程师更快、更高效地创造具有行业竞争力的智能驾驶舱产品。
从简单反应到主动，多模态
随着越来越多的电子元器件进入汽车驾驶舱，智能驾驶舱正在重塑汽车行业的新格局。过去，消费者购买汽车的成本大部分用于动力/传动系统，未来消费者购买汽车的成本可能会花在更舒适、更方便、更智能的乘坐空间上。
在这种需求的驱动下，仪表显示系统、中央控制屏幕、视觉感知系统和语音交互系统将深度集成，并赋予用户个性和情感特征。因此，未来智能驾驶舱的发展将以用户需求和体验为中心，以具体场景为驱动，构建以人为本的智能系统。
当然，随着车内信息和功能的增加，物理旋钮/按钮的交互方式已经明显过时，这将困扰用户驾驶舱功能的使用。数字界面和数字功能已成为合格的继任者，衍生出巨大的新车需求市场。
根据ICVTank据统计和预测，2019年全球智能驾驶舱行业市场规模已达364亿美元，预计2022年将超过460亿美元，未来几年智能驾驶舱行业发展将大爆发，到2025年整个智能驾驶舱行业规模预计将达到1030亿美元，2022年至2025年年复合增长率(CAGR)将达到惊人的30.83%。
消费者愿意为汽车旅行以外的智能功能付费的一个重要原因是互动和体验。正如我们上面提到的，未来智能驾驶舱的发展将以人为本，并演变成人们生活中的第三个空间。
这种人机交互绝不是简单的呼叫响应，而是多渠道、多层次、多模态的交流感受。从驾驶员和乘客的角度来看，未来智能驾驶舱的人机交互将以智能语音、触摸、手势、动作、表达等为辅助沟通手段，解放驾驶员的手和眼睛，降低驾驶风险。同时，车载信息娱乐系统会根据驾驶场景给非驾驶员带来更多的乐趣，不影响驾驶员和其他乘客。
在情感交互方面，伴随听力、不间断、个性化的智能语音将配合人脸识别、手势识别等智能识别功能，判断人的情绪、疲劳状态、注意力等，在情感交互、疲劳驾驶预警、注意力监测等场景中发挥突出作用。
借助这些创新的人机交互功能，智能驾驶舱将使汽车突破旅行工具的定义，成为人们的旅行伙伴。
传感器模块可用于驾驶舱检测
智能驾驶舱要以人为本，需要注意驾驶员和乘客的状态，然后做出具体的回应。来自制造商的贸泽电子ADI的ADPD144RI PPG光学传感器模块可用于驾驶员和乘客的健康监测，主要是光学心率监测和反射SpO测量2(血氧饱和度)。
图1：ADPD144RI PPG光学传感器模块
（图源：ADI）
该传感器的供应商编号为ADPD144RI-ACEZ-RL7.是高度集成的光学前端。从下面的系统框图可以看出，该模块集成了660nm LED、880nm红外LED与光电二极管三种光学器件同步检测红光和红外波长，以满足血氧饱和度（SpO2)光学体积描述法（PPG）检测。
图2：ADPD144RI系统框图
（图源：ADI）
ADPD144RI该模块采用光脉冲的同步检测来改善对环境光的抑制，专门为超低直接光学反射应用而设计该模块还提供了远低于非同步架构的功率性能，使整个模块具有低功耗特性。
从图3可以看出，ADPD144RI模块将高效发光二极管（LED）发射器和灵敏的4通道深扩散光电二极管（PD1至PD4)特定集成电路的自定义应用（ASIC）组合在紧凑的包装中LED为了提高穿透组织的信噪比，发射器与检测光电二极管之间的光学隔离（SNR）。
图3：ADPD144RI内部示意图
（图源：ADI）
此外，ADPD144RI模块还提供4通道模拟前端（AFE）、14位模数转换器(ADC)和I2C丰富的配置，如数据和控制接口。令工程师们兴奋的是，虽然配置如此丰富，但该模块只有2个.8mm × 5.0mm大小。
需要指出的是，为了方便用户交互和驾驶舱检测，ADPD144RI该模块采用适合玻璃窗的定制光学包装，大大丰富了产品的应用维度。将ADPD144RI模块和其他功能单元安装在窗户和挡风玻璃上，可以通过脉搏、血氧等关键指标检测驾驶员和乘客的身体状况，这是机器在智能驾驶舱人机交互中发起交互的基础，帮助系统做出下一个响应或指示。
为了方便大家尽快理解ADPD144RI模块，ADI还专门开发了一款EVAL-ADPD144RIZ-SF评估板，用于评估ADPD144RI领先的测光系统。贸泽电子评估板制造商编号为EVAL-ADPD144RIZ-SF。
图4：EVAL-ADPD144RIZ-SF评估板
（图源：ADI）
除了提供评估板ADPD144RI模块的完整配置还包括应用程序WaveTool图形用户界面（GUI），可提供低级和高级可配置性、实时频率和时域分析。为了方便智能座舱等应用的系统开发，该评估板能够借助用户数据报协议（UDP）传输功能，轻松连接到开发系统。
支持多传感融合i.MX 8/8X基板
正如我们刚才提到的，传感器信息到达智能驾驶舱系统后，需要分析这些数据进行判断，类似的传感器数据还包括人工识别信息、语音信息、驾驶员视觉方向信息、驾驶时间信息等。接下来，我们要介绍的设备是智能驾驶舱理解这些信息的关键。它来自制造商NXP的i.MX 8X制造商编号为系列应用处理器MIMX8DX2AVOFZAC。
图5：i.MX 8X处理器
（图源：NXP）
i.MX 8X采用系列处理器i.MX 8系列子系统和架构相同，多达4个Arm Cortex-A35内核用于实时处理Arm Cortex-M4F内核以及音频、语音和语音处理的集成Cadence Tensilica HiFi DSP，图形能力先进，系统性能高效，可支持图形、视频、图像处理和语音功能，满足安全认证和高效率的需要。
正如我们前面提到的，语音将是未来智能驾驶舱发展过程中人机交互的重要途径和方式。i.MX 8X系列处理器可以进行多域语音识别Tensilica HiFi 4 DSP可提供音频前后处理、关键字检测和语音识别(免交互)等功能。
从图6可以看出，MPU是NXP电子驾驶舱解决方案的核心。无论是音频信号、面，无论是音频信号、网络信号、传感信号、NFC信号和显示信号最终会收集到NXP MPU里面。而i.MX 8X系列处理器是NXP MPU高端系列无疑在信息处理和反馈方面表现更好，给驾驶舱系统带来更人性化的体验。
图6：NXP电子座舱解决方案
（图源：NXP）
此外，还有一点也必须要强调。为了打造更加人性化的智能座舱，每一台汽车通过一款时间的使用之后，都会成为驾乘人员的伙伴，但其中的信息也会被不法分子盯上，甚至借由智能座舱深入然后控制汽车，那么安全防护就演得尤为重要。
i.MX 8X系列处理器提供优异的安全性能和支持AES、无闪存SHE、椭圆曲线加密和密钥存储加密标准，为车辆和个人信息带来多层保护。
综上所述，i.MX 8X系列处理器可以为智能驾驶舱带来冗余的计算支持，在图形、音频、视频和图像处理方面具有突出的性能。它可以通过丰富的外部接口有效地连接和处理网络信号、传感信号，NFC此外，信号和显示信号。i.MX 8X该系列处理器的领先安全性能为产品和方案带来了全方位的保护。
传感器是智能驾驶舱与驾驶员和乘客沟通的窗口，接受、处理传感器信息和交互是i.MX 8X系列处理器的优点。有多强？你可以通过贸泽电子销售i.MX 8QuadXPlus多传感器支持套件（MEK）进行体验，供应商编号为MCIMX8QXP-CPU。
图7：i.MX 8QuadXPlus多传感器支持套件（MEK）
（图源：NXP）
该多传感器支持套件用于评估和开发i.MX 8QuadXPlus、i.MX 8DualXPlus和i.MX 8DualX以及应用处理器NXP PF集成电路8100能源管理（PMIC）解决方案和传感器。
通过这个套件，工程师朋友可以从维度了解上述几款i.MX 8X系列处理器。比如通过LVDS和MIPI-DSI连接器以及3.5mm耳机音频插孔来评估音频、视频和HMI性能。实际上，这是一个开箱即用的方案，通过LVDS转HDMI适配器卡、高度优化的驱动程序和软件，可直接用于开发图形、视频、图像处理、音频和语音功能。
该套件还支持Linux、Android、FreeRTOS，并提供领先的内存配置用于程序和应用开发，因此在智能座舱应用之外，在工业自动化、机器人、楼宇和卫生保健等领域都具有很好的产品性能，能够作为通用的HMI（人机界面）方案。
释放千亿美元的市场潜力
随着消费者对驾乘体验的追求越来越高，智能座舱兑现千亿美元级市场潜力是可以预见的。因此，人机交互后续将成为智能汽车进一步发展的核心内容，在汽车仪表盘、中控、抬头显示、V2V、V2D各个环节给驾乘人员带来更好的体验。
智能汽车的人机交互也将出现九大明显的趋势，包括从运载工具到交通系统、连接和分离、共享服务、无处不在的显示、接管与移交、实体媒介交互、个性化、多通道融合交互和智能情感交互。而实现这些需要软硬件的结合，在贸泽电子上，无论是器件还是配套的工具，面向智能汽车人机交互，你总能找到适合自己的，借此打造极具市场竞争力的应用方案。