【導(dǎo)讀】邊緣人工智能的影響力正突破工業(yè)場(chǎng)景的局限，深度滲透汽車行業(yè)的核心領(lǐng)域，推動(dòng)車輛從單純的交通工具向“車輪上的服務(wù)器”迭代升級(jí)。當(dāng)現(xiàn)代汽車愈發(fā)依賴智能交互、高級(jí)駕駛輔助等復(fù)雜功能，邊緣AI憑借低延遲、高可靠、強(qiáng)適配的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，與車載系統(tǒng)的核心需求形成天然契合，成為重構(gòu)駕駛體驗(yàn)、保障出行安全的關(guān)鍵支撐。本文將圍繞邊緣AI與汽車行業(yè)的適配性展開(kāi)，剖析車載邊緣系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難點(diǎn)，解讀支撐其落地的核心技術(shù)。
邊緣人工智能解決方案的影響遠(yuǎn)不止于工廠車間。在汽車行業(yè)，這些分布式智能系統(tǒng)正重新定義車輛如何感知、響應(yīng)并學(xué)習(xí)其周圍環(huán)境。通過(guò)安全可靠的邊緣系統(tǒng)協(xié)同工作，車輛能夠提供更安全、更智能且更個(gè)性化的駕駛體驗(yàn)。
邊緣AI與汽車行業(yè)：完美契合
汽車設(shè)計(jì)師和制造商向來(lái)是新技術(shù)應(yīng)用的先鋒，邊緣人工智能亦不例外。現(xiàn)代車輛已超越其作為單純交通工具的傳統(tǒng)角色，成為“車輪上的服務(wù)器”，將汽車功能與計(jì)算機(jī)智能深度融合。這類智能汽車搭載了功能升級(jí)的車載信息娛樂(lè)服務(wù)、面向駕乘人員的個(gè)性化功能，以及可輔助泊車、安全駕駛乃至實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛控制的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。
總體而言，這些智能汽車解決方案的采用率正持續(xù)攀升：預(yù)計(jì)到2030年，全球汽車人機(jī)界面市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到301億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為11.55%。這在很大程度上源于車載系統(tǒng)復(fù)雜且追求性能的需求，與邊緣AI的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)天然契合。
邊緣AI解決方案非常適合汽車應(yīng)用，因其具備以下能力：
降低實(shí)時(shí)決策的延遲，助力車輛對(duì)內(nèi)外環(huán)境的各類刺激做出快速響應(yīng)。
支持更直觀的用戶體驗(yàn)（UX）功能，包括眼動(dòng)追蹤和語(yǔ)音控制，以提高駕駛員安全性。
實(shí)現(xiàn)更可靠的自動(dòng)駕駛功能，確保關(guān)鍵系統(tǒng)在“信號(hào)盲區(qū)”也能持續(xù)運(yùn)行。
然而，設(shè)計(jì)這些邊緣系統(tǒng)絕非易事，尤其是在汽車應(yīng)用場(chǎng)景下。
車載系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)
在任何環(huán)境中設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)邊緣AI系統(tǒng)都頗具挑戰(zhàn)，而在汽車這一有限空間內(nèi)則更是難上加難。工業(yè)部署往往擁有充裕的空間、電力和專用基礎(chǔ)設(shè)施，而車載系統(tǒng)則必須在更為嚴(yán)格的限制下提供同等水平的可靠智能運(yùn)行。
除了電力和物理空間有限外，汽車邊緣AI系統(tǒng)還必須能夠同時(shí)執(zhí)行一系列處理任務(wù)。從存在檢測(cè)到深度感知、手勢(shì)追蹤、面部和/或物體識(shí)別、視線映射等，并發(fā)處理對(duì)于車輛的安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。
工程師還需考慮的其他獨(dú)特因素包括：
車輛壽命。車輛預(yù)期運(yùn)營(yíng)年限遠(yuǎn)超邊緣硬件和軟件的典型生命周期長(zhǎng)度。
移動(dòng)性。汽車環(huán)境更難控制。持續(xù)的運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)和溫度波動(dòng)給車輛硬件帶來(lái)多重機(jī)械應(yīng)力。
高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下的安全挑戰(zhàn)：聯(lián)網(wǎng)汽車在穿梭于各類網(wǎng)絡(luò)、行駛于不同地域的過(guò)程中，會(huì)暴露在形形色色的攻擊路徑之下。
駕駛員和乘客安全。這必須始終放在首位，要求從邊緣傳感器到處理器的每個(gè)組件都具備穩(wěn)定可靠的運(yùn)行表現(xiàn)。
要滿足這些需求，就必須在功能、效率與安全性之間取得微妙平衡。而這一切，都要從硬件層面著手。
支持汽車邊緣AI解決方案的技術(shù)
構(gòu)建可靠的邊緣AI系統(tǒng)——無(wú)論是在汽車還是工業(yè)環(huán)境中——都需以優(yōu)質(zhì)的硬件組件與通信協(xié)議作為堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
汽車工程師必須利用強(qiáng)化邊緣AI核心優(yōu)勢(shì)的解決方案：緊湊的外形尺寸、低功耗、設(shè)計(jì)靈活性、強(qiáng)大的計(jì)算性能，以及可靠的設(shè)計(jì)即安全運(yùn)行機(jī)制。
所幸的是，汽車工程師已在穩(wěn)步推進(jìn)能夠滿足這些需求的解決方案落地。經(jīng)過(guò)精簡(jiǎn)與優(yōu)化的AI模型，可在維持核心處理與推理能力的同時(shí)，降低計(jì)算開(kāi)銷。車載以太網(wǎng)技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)高速低延遲的連接，滿足了海量傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨蟆Ｏ冗M(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器學(xué)習(xí)框架，則能幫助車輛自主適配各類行駛工況，保障駕乘人員的安全。
為這些解決方案提供支撐的，是各類專業(yè)且高性能的硬件組件，它們能在車載環(huán)境的限制條件下運(yùn)行，同時(shí)提供充足的處理能力。這類硬件包含現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）等半導(dǎo)體器件，其小巧的體積、低功耗和并行處理能力與邊緣AI解決方案的工作負(fù)載需求高度契合。工程師可定制FPGA等芯片以支持特定任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)融合、推動(dòng)邊緣端數(shù)據(jù)處理，且不會(huì)給車輛整體系統(tǒng)帶來(lái)過(guò)重負(fù)荷。
這些軟硬件一體化的解決方案，正共同重新定義汽車行駛領(lǐng)域的技術(shù)邊界。搭載邊緣AI技術(shù)的車載系統(tǒng)，能夠支持各類創(chuàng)新功能，包括：
有效的自動(dòng)制動(dòng)和其他安全功能。
語(yǔ)音和手勢(shì)控制。
預(yù)測(cè)性維護(hù)監(jiān)測(cè)。
內(nèi)外部視覺(jué)處理。
自動(dòng)調(diào)光和其他照明增強(qiáng)功能。
具備充分安全性的空中（OTA）系統(tǒng)更新。
打造更智能、更安全、更可靠的車輛
汽車行業(yè)正處在向更智能、更安全、更互聯(lián)的車輛升級(jí)演進(jìn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。邊緣AI技術(shù)將成為這場(chǎng)變革的核心驅(qū)動(dòng)力。通過(guò)在現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)內(nèi)優(yōu)化軟硬件設(shè)計(jì)，汽車工程師能夠打造出具備實(shí)時(shí)感知與響應(yīng)能力的智能汽車，從而全面提升駕乘人員的安全保障與整體用車體驗(yàn)。
總結(jié)
推動(dòng)汽車行業(yè)完成歷史性變革，它不僅滿足了車載系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)決策、低功耗、高安全性的嚴(yán)苛要求，更解鎖了個(gè)性化駕乘、自動(dòng)駕駛、預(yù)測(cè)性維護(hù)等多元?jiǎng)?chuàng)新場(chǎng)景，讓“自適應(yīng)、情境感知”的智能車輛從概念走向現(xiàn)實(shí)。隨著AI模型優(yōu)化、車載以太網(wǎng)、FPGA等核心技術(shù)的持續(xù)迭代，邊緣AI與汽車行業(yè)的融合將愈發(fā)深入。
