1.操作系統(tǒng)的復(fù)雜型
與制造當(dāng)今在大街上行駛的任何車輛相比，制造自動(dòng)駕駛汽車是一個(gè)挑戰(zhàn)，使汽車更智能，更安全要困難得多。汽車操作系統(tǒng)也是如此。選擇汽車操作系統(tǒng)很重要，它需要控制汽車的核心功能，同時(shí)又要確保乘客和駕駛環(huán)境的安全。
在自動(dòng)駕駛汽車中構(gòu)建和運(yùn)行操作系統(tǒng)不僅需要知識(shí)，還需要大量的計(jì)算能力。每一輛自動(dòng)駕駛汽車都使用數(shù)億行代碼。查看此可視化，比較不同服務(wù)和應(yīng)用需要多少行代碼。
不同服務(wù)，應(yīng)用程序，操作系統(tǒng)和其他技術(shù)所需的代碼行
自動(dòng)駕駛技術(shù)在其整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中都面臨挑戰(zhàn)。這就是為什么自動(dòng)駕駛汽車尚未大規(guī)模生產(chǎn)的原因。自動(dòng)駕駛汽車中的操作系統(tǒng)應(yīng)幫助汽車制造商應(yīng)對(duì)即時(shí)任務(wù)的復(fù)雜性和范圍以及維護(hù)。當(dāng)前無(wú)人駕駛汽車中的OS平臺(tái)是什么?
2.自動(dòng)駕駛汽車是具有多個(gè)大腦的技術(shù)怪獸
這不足為奇，因?yàn)樗鼈儽仨毺娲较虮P后面的人腦。當(dāng)數(shù)量與質(zhì)量一樣重要時(shí)，就是這種情況。電子控制單元(ECU)充當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車(AV)的大腦。ECU可以看作是微型計(jì)算機(jī)。它們的大小，用途和運(yùn)行的操作系統(tǒng)各不相同。
車內(nèi)電子控制單元
自動(dòng)駕駛汽車是允許多種操作系統(tǒng)共存的多樣化和復(fù)雜的環(huán)境。不僅如此，它們甚至可以在同一硬件上相互運(yùn)行。從發(fā)動(dòng)機(jī)到擋風(fēng)玻璃刮水器的每個(gè)組件，以及從轉(zhuǎn)向到制動(dòng)的每個(gè)汽車控制，均在ECU的指導(dǎo)下。
我們可以將自動(dòng)駕駛汽車中的所有ECU大致分為兩類：
ECU負(fù)責(zé)ADAS以及控制諸如轉(zhuǎn)向，切換齒輪，制動(dòng)，油耗等汽車操作。這些ECU可以通過(guò)各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)進(jìn)行管理。
負(fù)責(zé)視聽(tīng)信息娛樂(lè)系統(tǒng)并運(yùn)行不同應(yīng)用程序的ECU。這些ECU可以通過(guò)與PC上運(yùn)行的操作系統(tǒng)更加相似的操作系統(tǒng)進(jìn)行操作。這些不僅可以是RTOS，而且可以是通用操作系統(tǒng)(GPOS)。
現(xiàn)在，我們將討論這兩種類別的操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)受到汽車開(kāi)發(fā)人員的青睞。
QNX中微子
QNX Neutrino是自動(dòng)駕駛汽車OS平臺(tái)中公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)者。QNX中微子是汽車制造商使用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，用于在成功和安全執(zhí)行所需的時(shí)間范圍內(nèi)運(yùn)行所有流程和操作。黑莓(BlackBerry)擁有的QNX軟件系統(tǒng)公司與其汽車操作系統(tǒng)一起，構(gòu)建了先進(jìn)的汽車開(kāi)發(fā)平臺(tái)，運(yùn)營(yíng)著自動(dòng)駕駛汽車創(chuàng)新中心，并提供了專門的團(tuán)隊(duì)(被福特使用)來(lái)擴(kuò)展QNX Neutrino OS并提供其他服務(wù)。
BlackBerry的QNX聲稱他們正在構(gòu)建安全，可擴(kuò)展且受信任的軟件解決方案，以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和自動(dòng)駕駛汽車的未來(lái)。為了證明這一點(diǎn)，該公司在無(wú)人駕駛和半無(wú)人駕駛車輛的新自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及新的安全保護(hù)系統(tǒng)以及V2V和V2I通信技術(shù)方面進(jìn)行了大量投資。
使用它的汽車品牌：QNX Neutrino已經(jīng)與約40家汽車制造商合作，包括福特，Ac歌，大眾，寶馬和奧迪。
WindRiver VxWorks
VxWorks 是符合以下條件的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ISO 26262安全標(biāo)準(zhǔn)。它的創(chuàng)建者Wind River是面向包括汽車在內(nèi)的安全關(guān)鍵領(lǐng)域的全球物聯(lián)網(wǎng)軟件提供商。該操作系統(tǒng)可幫助汽車制造商和OEM廠商部署安全，可靠的可靠自治系統(tǒng)。
使用它的汽車品牌：東芝，博世，寶馬，福特，大眾等。
格林希爾斯INTEGRITY
該實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是Green Hills ADAS平臺(tái)的一部分，ADAS是構(gòu)建安全，高性能和可擴(kuò)展ADAS系統(tǒng)軟件組件的完整解決方案。Green Hills聲稱生產(chǎn)級(jí)電子控制單元采用了誠(chéng)信 操作系統(tǒng)將簡(jiǎn)化對(duì)生命至關(guān)重要的自動(dòng)駕駛汽車應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和測(cè)試。
使用它的汽車品牌：Green Hills主要通過(guò)與OEM以及Tier 1 / Tier 2提供商的合作關(guān)系來(lái)工作。
NVIDIA DRIV 操作系統(tǒng)
盡管NVIDIA并沒(méi)有引領(lǐng)汽車操作系統(tǒng)競(jìng)賽，但是我們不能低估芯片制造商的作用，這些芯片制造商的GPU是許多自動(dòng)駕駛汽車的核心處理引擎。NVIDIA在2016年推出了DriveWorks Alpha 1，這是一種自動(dòng)駕駛汽車操作系統(tǒng)。即使在汽車界并沒(méi)有引起什么大的轟動(dòng)，這種可擴(kuò)展的自動(dòng)駕駛AI平臺(tái)框架中的新發(fā)展幾乎每個(gè)月都會(huì)出現(xiàn)。NVIDIA驅(qū)動(dòng)器 不僅僅是一個(gè)汽車操作系統(tǒng)：它是一個(gè)巨大的平臺(tái)，其產(chǎn)品和服務(wù)肯定會(huì)吸引OEM和一級(jí)供應(yīng)商。
使用它的汽車品牌：DriveWorks被全球370家汽車制造商，一級(jí)供應(yīng)商，開(kāi)發(fā)商和研究人員所使用，其中包括特斯拉，大眾，奔馳，奧迪，威納和博世。
MentorNucleus OS
西門子子公司Mentor提供的一系列服務(wù)可幫助汽車制造商和OEM滿足集成ADAS，駕駛員信息和信息娛樂(lè)的日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)。的Nucleus實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)就是這些服務(wù)之一。另外，Mentor推出了DRS360自動(dòng)駕駛平臺(tái)，該平臺(tái)旨在提供5級(jí)自動(dòng)駕駛車輛所需的低延遲，高精度感應(yīng)。
Linux
Linux是自動(dòng)駕駛汽車中流行的OS平臺(tái)。甚至在幾年前，谷歌自動(dòng)駕駛汽車中的計(jì)算機(jī)都在運(yùn)行的Linux，大眾和通用汽車的原型也是如此。Linux有各種版本，但是在汽車上使用最廣泛的兩個(gè)是Ubuntu和嵌入式Linux。
像大多數(shù)汽車操作系統(tǒng)一樣，Linux不是一個(gè)單獨(dú)的操作系統(tǒng)。它是一個(gè)基于基礎(chǔ)的整個(gè)組織，稱為汽車級(jí)Linux(AGL)，可提高其系統(tǒng)的安全性并致力于遠(yuǎn)程信息處理解決方案和制圖項(xiàng)目。除了當(dāng)今廣泛使用Linux的信息娛樂(lè)系統(tǒng)之外，實(shí)時(shí)Linux將在最高級(jí)別的自動(dòng)駕駛中發(fā)揮作用。
使用它的汽車品牌：寶馬，通用，大眾，豐田，雪佛蘭，本田，梅賽德斯，特斯拉，Lyft，百度。
Android汽車操作系統(tǒng)
Google不會(huì)浪費(fèi)資源來(lái)帶頭管理自動(dòng)駕駛汽車的信息娛樂(lè)系統(tǒng)。科技巨頭計(jì)劃通過(guò)擴(kuò)展版本的Android Auto，目前僅可與Android智能手機(jī)配對(duì)使用。在信息娛樂(lè)顯示屏上顯示，此操作系統(tǒng)提供對(duì)Google Play生態(tài)系統(tǒng)的訪問(wèn)，并通過(guò)高級(jí)Google Assistant可以連接到系統(tǒng)級(jí)操作。該系統(tǒng)也是可定制的，因此對(duì)汽車制造商和最終用戶更具吸引力。
使用它的汽車品牌：沃爾沃(Volvo)和奧迪(Audi)已與Google簽訂合同，于2020年開(kāi)始使用升級(jí)版。隨后是雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟，該聯(lián)盟正與谷歌合作在其未來(lái)嵌入Android操作系統(tǒng)。
蘋果CarPlay
如果您聽(tīng)說(shuō)Google開(kāi)拓了某種服務(wù)，請(qǐng)注意Apple(反之亦然)。的確，很難稱呼蘋果的信息娛樂(lè)系統(tǒng)提供了完善的操作系統(tǒng)，但是他們確實(shí)擁有一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：一個(gè)名為“泰坦”的所謂的“秘密”自動(dòng)駕駛項(xiàng)目。蘋果正在為自動(dòng)駕駛汽車開(kāi)發(fā)自己的操作系統(tǒng)并不是什么秘密。現(xiàn)在，我們所能做的就是拭目以待，他們將擴(kuò)展當(dāng)前版本的汽車游戲。
使用它的汽車品牌：截止到今天，Apple CarPlay已作為30多種制造商的標(biāo)準(zhǔn)或可選功能，包括奧迪，寶馬，豐田，日產(chǎn)，福特，本田，馬自達(dá)和梅賽德斯·奔馳。
ROS(機(jī)器人操作系統(tǒng))
不要被它的名字所欺騙： 機(jī)器人操作系統(tǒng)本身不是操作系統(tǒng)。這是一個(gè)開(kāi)放源代碼軟件平臺(tái)和一套用于機(jī)器人編程的工具。自動(dòng)駕駛汽車由執(zhí)行不同功能的各種ECU組成，但它們應(yīng)作為單個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行通信和管理。這就是ROS可以提供幫助的地方。它以完全分布式的計(jì)算術(shù)語(yǔ)工作，這意味著不同的計(jì)算機(jī)可以參與控制過(guò)程，但可以充當(dāng)單個(gè)實(shí)體。
阻止ROS在汽車工業(yè)中大量采用的主要問(wèn)題是安全性。由于沒(méi)有防止第三方進(jìn)入ROS網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制，人們永遠(yuǎn)不會(huì)同意將自己的生命放到這個(gè)開(kāi)放平臺(tái)上。汽車制造商完全意識(shí)到這一點(diǎn)。
使用它的汽車公司：通用汽車，寶馬，福特，博世。
微軟
微軟Windows在臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦上，全球最受歡迎的操作系統(tǒng)落后于聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛計(jì)劃。但是，Microsoft確實(shí)有計(jì)劃與需要其操作系統(tǒng)的汽車制造商合作，并幫助他們開(kāi)發(fā)自己的自動(dòng)駕駛功能。借助Microsoft聯(lián)網(wǎng)車輛平臺(tái)，其中包括Azure，Office 365，Cortana和其他基于云的智能服務(wù)，Microsoft一定會(huì)加入自動(dòng)駕駛狂潮。
使用它的汽車公司：雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟。
3.汽車制造商和OEM可以采用的兩種汽車操作系統(tǒng)方法
大規(guī)模實(shí)施自動(dòng)駕駛汽車的時(shí)代尚未到來(lái)，因此汽車制造商仍有時(shí)間選擇最合理的方法來(lái)開(kāi)發(fā)汽車操作系統(tǒng)。通常，問(wèn)題歸結(jié)為專有問(wèn)題還是開(kāi)源問(wèn)題。公司必須決定是繼續(xù)使用自己的獨(dú)立操作系統(tǒng)，還是選擇要在不同制造商和型號(hào)之間使用的標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)。
第一種選擇會(huì)帶來(lái)復(fù)雜性，例如與眾多操作系統(tǒng)的兼容性，機(jī)密性協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)化。隨著非汽車行業(yè)參與者繼續(xù)向汽車行業(yè)擴(kuò)展，情況可能會(huì)變得更加嚴(yán)峻。他們肯定會(huì)滿足市場(chǎng)對(duì)增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案，虛擬助手，人工智能服務(wù)，3D映射產(chǎn)品等的需求。
第二種選擇似乎更可行-特別是對(duì)于OEM廠商，因?yàn)樗鼈兺ǔＨ狈M織內(nèi)部開(kāi)發(fā)自己的操作系統(tǒng)所需的能力。對(duì)于OEM而言，伙伴關(guān)系和協(xié)作非常合適，但對(duì)于汽車等競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)，這是巨大的文化轉(zhuǎn)變。幾十年來(lái)，制造商一直在努力保持對(duì)其品牌和技術(shù)的控制，而且改變起來(lái)并不容易。造成這種情況的幾個(gè)原因是安全方面的挑戰(zhàn)。
無(wú)論汽車制造商和OEM選擇哪種方法，他們的決定都會(huì)影響汽車軟件開(kāi)發(fā)的未來(lái)，我們希望這種改變會(huì)變得更好。
4.展望
目前，很難說(shuō)已建立汽車操作系統(tǒng)市場(chǎng)。但是它正在增長(zhǎng)并變得越來(lái)越強(qiáng)大。汽車工業(yè)已經(jīng)投入了大量資金和技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)互聯(lián)汽車操作系統(tǒng)(汽車操作系統(tǒng)的第一個(gè)用例)和自動(dòng)駕駛汽車的操作系統(tǒng)平臺(tái)。行業(yè)參與者之間的競(jìng)爭(zhēng)正在加劇：技術(shù)巨頭，OEM，一級(jí)和二級(jí)提供商以及初創(chuàng)企業(yè)都在嘗試為未來(lái)的汽車構(gòu)建操作系統(tǒng)。
