За последние лет 15 информационно-развлекательные системы автомобиля (IVI) преобразились довольно сильно, в каком то смысле с запозданием повторяя путь смартфонов. Масса отдельных блоков теперь интегрируется в единую систему: навигация, мультимедиа, различные функции помощи водителю и даже приборная панель живут на одном устройстве. Современное железо позволяет довольно дёшево подключить к IVI несколько дисплеев высокого разрешения, “поселить“ на нём голосового помощника, отображать подсказки системы помощи водителю (ADAS), да ещё и развлекать пассажиров.

Футуристичные концепты обещают нам и продвинутый AR, и поражающий воображение V2X, и даже превращение автомобиля в полноценный развлекательный центр без руля и лобового стекла. Но что из этого станет доступно уже завтра, и какими IVI системы станут в ближайшем будущем? Под катом мы попробуем в этом разобраться.

Как IVI системы выглядят сегодня?

Попробуем сперва понять, на каком этапе развития находятся IVI системы сегодня.

Toyota

Ряд автопроизводителей придерживается классического внешнего вида приборной панели и более привычных способов взаимодействия автомобиля и человека. В качестве базового примера можно взять Toyota Corolla 2022 года.

В салоне есть много физических кнопок, колёсиков, рычажков. Есть варианты комплектации, где представлена приборная панель с физическими стрелками. Сенсорный дисплей 8’’ с настоящими кнопками и крутилками. UI как будто для мобильников 2010 года, зато простой и интуитивно понятный.

При этом делается фокус на интеграцию со смартфоном и сторонними сервисами вроде онлайн радио или Alexa от Amazon. Есть приложение для смартфона, в котором можно "настраивать автомобиль".

Более дорогие модели, вроде Toyota Venza, или даже люксовый Lexus LS 500 по IVI части отличаются не принципиально. Увеличены размеры приборной панели (до 7’’) и центрального дисплея (до 12’’). Появляется функция проецирования вспомогательной информации на лобовое стекло - HUD система. Пока что в HUD показывает простую, но действительно полезную информацию: скорость, режимы движения и ADAS подсказки. На бортовом компьютере поселяется голосовой помощник. В Lexus большой экран появляется и у пассажиров.

Hyundai

Чуть более радикально к обновлению интерфейсов подходит Hyundai в своей модели Ioniq 5. Приборная панель и центральный дисплей выполнены в виде двух совмещённых экранов 12’’. Присутствует HUD система. Функции помощи водителю плотнее интегрируются в IVI систему. Например, появилась интересная функция - при включении поворотника на приборную панель выводится изображение с боковой камеры.

Присутствуют и удалённое взаимодействие с автомобилем через смартфон, и голосовой помощник. Интерьер салона не отстаёт по инновационности от информационно-развлекательной системы. Всё сделано минималистично, гармонично и довольно футуристично.

Tesla

Tesla в своём Model 3 пошли ещё дальше, вовсе убрав приборную панель, но зато установив большой пятнадцатидюймовый сенсорный экран посередине. Во время движения на дисплей выводится навигационная система, информация о скорости, ADAS. Активировать голосового ассистента можно нажатием клавиши на руле, а потом уже произнести команду. Есть приложение для смартфона, в котором можно работать с авто через облако.

В последних Model S и Model X установлен бортовой компьютер, состоящий из двух плат. Одна отвечает за AD/ADAS, а другая - за IVI. При этом IVI часть выполнена на четырехъядерном процессоре AMD Ryzen YE180FC3T4MFG с TDP 45 Вт, 512 Кбайт кеш-памяти L2 на ядро и 4 Мбайт кеш-памяти L3, что сравнивают с Core i7 3770. В модуль установлен и GPU AMD Radeon с маркировкой 215-130000026, который сопоставим с Radeon Pro W6600. Как утверждает производитель, бортовой компьютер вполне способен запустить Cyberpunk 2077. Подробнее про характеристики можно почитать например тут.

Итог 2022 года

Если кратко просуммировать вышенаписанное, уже сейчас мы имеем следующее:

• Элементы управления постепенно перемещаются в графический интерфейс бортового компьютера.

• В IVI систему проникает отображение ADAS-функций. Появляется много интересных решений, таких как контроль слепых зон в Ioniq 5 или изображение участников движения вокруг в Tesla.

• Постоянное подключение автомобиля к сети стало проще, благодаря чему с автомобилем можно взаимодействовать через смартфон в любое время, а также обновления будут прилетать по воздуху.

• Всё больше моделей способны порадовать приятным UX дизайном и привычными методами взаимодействия, вроде свайпов для листания и щипков для увеличения-отдаления.

• Заметно возрастает вычислительная мощность бортовых компьютеров, что тянет за собой возможность установить дополнительные дисплеи с меньшими затратами, а также предоставлять больше развлечений, вроде просмотра видео и даже игр.

• HUD системы. Хоть и появились в автомобилях они достаточно давно, современные технологии позволяют добавить на лобовое стекло продвинутые функции ADAS, а не только проецировать спидометр и сильно упрощенную навигационную систему.

• Голосовые помощники! Некоторые автопроизводители делают условно “голосовой интерфейс” для авто, а некоторые идут дальше и встраивают в автомобиль робота с “двигателем эмоций”, как, например, Nio.

Так что же нам обещают в прекрасном будущем?

На написание этой статьи, в общем то, меня натолкнул ролик от Samsung с CES 2022. Вот он:

На видео в автомобиль встроен полноценный продвинутый AR, с интеграцией голосового помощника, навигации, органайзера и функций продвинутой помощи водителю. Годом ранее Samsung же представляли концепт автомобиля с огромным телевизором, который выдвигается перед лобовым стеклом и позволяет смотреть фильмы и играть в игры. А Cadillac на CES 2022 представил концепт вовсе без лобового стекла.

Каким прогнозам верить?

HUD с AR

Ну, начнём с AR, оно же Augmented Reality, оно же Дополненная Реальность.

HUD, или Head-Up-Display по сути, можно считать частью IVI системы. И автомобили с этой опцией уже сейчас отображают массу полезной информации: скорость, навигация, распознанные дорожные знаки, предупреждения об опасности столкновения и другие подсказки от ADAS. Тем не менее это ещё не AR, так как подобные системы не обеспечивают визуальную привязку подсказок к реальным объектам.

Полноценный AR обещают представить несколько компаний. Кажется Wayray, у которой даже был блог на Хабре, продвинулись дальше всех. На официальном сайте можно найти примеры применения данной технологии. И выглядит это близко к концепту от Samsung: компания собирается отображать информацию о скорости, подсвечивать препятствия, разметку, маршрут, добавлять “игровые” механики, чтобы помочь водителю сконцентрироваться на дороге и развлекать пассажиров. И если примеры с официального сайта вызывают скепсис, то демо ролик, записанный на реальном автомобиле выглядит ну очень интересно.

Нет бесполезной геймификации, интерфейс не перегружен информацией, от навигационной системы на лобовом стекле остались только подсказки поворота. Интеграция ADAS выполнена великолепно, и, по моему мнению, является главным и единственным преимуществом HUD систем с AR. Остальные функции либо излишни, либо могут быть исполнены гораздо более простым и дешёвым HUD, пусть и без привязки к реальным объектам. Справедливость такого суждения косвенно подтверждает и то, что про серийные автомобили с решением от Wayray или их конкурентов мы пока не слышали.

Итог: массовое появление автомобилей с встроенными функциями дополненной реальности мы в ближайшее время не ожидаем. Хотя HUD системы будут встречаться всё чаще.

Голосовые помощники

Интеллектуальным голосовым помощником уже сейчас мало кого удивишь. Сегодня Siri или Алиса всё дальше уходит от понятия “голосовой интерфейс”, обрастая навыками и приобретая характер, чувство юмора, способность удержать контекст беседы. Конечно автопроизводители смогут достигнуть самостоятельно подобный уровень качества голосовых помощников, поселив в автомобиль отдельную электронную личность, но нам кажется, что это не оптимальное решение. Скорее в автомобиль поселят уже знакомых роботов от Amazon, Яндекс, Microsoft, которые уже знают привычки пользователя, расписание, контакты, заметки и интегрированы в хорошо знакомую экосистему. Это реализовано уже сегодня, но с существенным недостатком: голосовые помощники очень мало знают про непосредственно автомобиль. Так что в ближайшем будущем стоит ожидать, что условная Алиса сможет не только продиктовать список дел, но и проверит давление в шинах, уровень масла в двигателе или напомнить о необходимости посетить СТО.

Интересные ссылки по теме:

• SDK для интеграции Alexa с авто: https://github.com/alexa/alexa-auto-sdk;

• Демонстрации голосового помощника от Tesla: https://youtu.be/jfeuk49RbzY;

Интеграция с стриминговыми сервисами

Capgemini Enginireeng в своём отчёте “The Future of In-Car Entertainment” делает упор именно на интеграцию стриминговых сервисов в информационно-развлекательную систему. Действительно, качество связи уже позволяет передавать видео контент через мобильную сеть, а более мощный бортовой компьютер вполне потянет подключение нескольких мониторов: центральный дисплей на торпеде и экраны, встроенные в спинки кресел. Так что уже в ближайшем будущем пассажиры смогут досматривать в пути выпуск любимого шоу, начатый за завтраком.

Одно устройство для всего

Судя по тенденции последних лет, всё больше систем автомобиля объединяются в одно устройство. Tesla уже сейчас совместила IVI и ADAS компьютеры в единый модуль, хотя физически это всё-таки два раздельных компьютера. Такой подход должен упростить архитектуру автомобиля, сохранив при этом высокую степень изоляции развлекательных и критичных к безопасности функций. Но в будущем и такое разделение может уйти в прошлое. Совсем недавно компания Nvidia представила Drive Thor - своё решение, способное запустить IVI, ADAS и AD функции на одном процессоре. Производитель заявляет высокую степень изоляции отдельных систем, поддержку выполнения процессов реального времени без прерываний и возможность одновременного запуска QNX, Linux и Android на одном чипе. Такой подход, безусловно, позволяет объединить несколько модулей в один. Но запуск кода со столь разными требованиями к надёжности на одном процессоре вызывает сильный скепсис. Первые автомобили с Nvidia Drive Thor обещают представить уже в 2025 году. Но стандартом для индустрии такой подход станет нескоро.

Кибербезопасность

В современный автомобиль встроены камеры и микрофоны. Он предлагает интеграцию со смартфоном для удобной работы с сообщениями. Он отслеживает все перемещения. Таким образом, у автомобиля появляется доступ к массе персональных данных водителя и пассажиров.

А продвинутые функции помощи водителю позволяют программно не только притормозить, но и ускоряться или поворачивать руль. Потенциально взломщик может полностью перехватить управление автомобилем.

IVI система, как и остальные модули авто, должны быть надежно защищены от киберугроз. А возрастающая интеграция информационно-развлекательной системы с системами помощи водителю делают IVI модуль всё более лакомым для злоумышленников. Это подтверждает отчёт "Connected Vehicle Security" от Gartner Peer Insights и Fortinet Research, в котором IVI систему поместили на третье место по уязвимости для киберугроз. Так что в ближайшем будущем мы увидим больше решений, защищающих автомобиль не только от физического воздействия, но и от атак на программное обеспечение. Пример - Kaspersky Automotive Adaptive Platform, платформа для разработки ПО для автомобиля, в которой фокус сделан на безопасность.