车载电子信息系统HMI行业分析报告.docx
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车载电子信息系统HMI行业分析报告
2017年车载电子信息系统HMI行业分析报告
目录索引
一、车载电子信息系统HMI:
智能化的下一个浪潮...........................................................5
1.1、车载电子信息系统HMI市场发展趋势概述........................................................6
1.2、车载智能化HMI的发展现状与挑战...................................................................8
1.3、智能化车载IVI市场预测..................................................................................11
1.4、智能化虚拟仪表盘的市场预测.........................................................................12
1.5、AR化HUD市场的预测...................................................................................14
二、智能化HMI浪潮下的软硬件产业发展路径...............................................................17
2.1、车载HMI软件行业技术发展趋势....................................................................17
2.1.1、操作系统技术路径演变趋势..................................................................17
2.1.2、智能手机OS的映射:
折衷方案...........................................................19
2.1.3、软件更新和信息安全发展趋势...............................................................19
2.2、车载HMI软件产业的发展趋势........................................................................21
2.3、车载HMI软件APP产业链将得到重视.............................................................22
2.4、车载HMI的前沿发展动向...............................................................................24
2.5、智能化HMI需较高车载计算能力,底层芯片巨头将逐步整合........................25
三、相关中国公司和厂商..................................................................................................28
3.1、中科创达-在虚拟仪表盘和IVI上领先布局.......................................................28
3.2、德赛西威-中国汽车电子发展的见证者和领航者..............................................31
3.3、索菱股份..........................................................................................................32
3.4、路畅科技..........................................................................................................33
3.5、四维图新-依托数据优势,拓展车载HMI相关业务.........................................34
3.6、科大讯飞-依托语音方面技术积累具备一定优势..............................................35
3.7、东软集团..........................................................................................................36
风险提示...........................................................................................................................36
图表索引
图1:
车载电子信息系统HMI在汽车驾驶舱内的各个部位示意图.........................5图2:
车载IVI智能化趋势演变..............................................................................7图3:
仪表盘智能化与虚拟化的趋势演变...............................................................7图4:
车载HUD智能AR化趋势演变....................................................................7图5:
后视镜智能化演变趋势.................................................................................7图6:
IHS对全球智能化车载IVI/仪表盘/HUD市场预测(百万台).....................8图7:
IHS对全球不同尺寸的IVI销售数量的预测(百万套).............................12图8:
IHS对全球ICD行业历史统计和预测(万套)..........................................13图9:
IHS对全球不同尺寸的液晶仪表盘销售数量历史统计和预测(百万套)...14图10:
ARHUD的原理和效果图.........................................................................15图11:
IHS对全球不同种类HUD市场统计和预测(百万套)...........................15图12:
IHS对支持AR功能的HUD数量的统计和预测(万套)........................16图13:
IHS对车载IVI的OS市场占有率演变趋势的统计和预测........................18图14:
硬件和软件从顶层做分区提升系统安全性................................................20图15:
类比分析汽车产业升级技术发展趋势.......................................................21图16:
高端汽车和几种典型的工程代码量对比(百万行).................................22图17:
HMI未来与发展演变趋势.........................................................................24图18:
NXP对未来车载电子系统架构演变的判断...............................................26图19:
NVidia推出的Tegra支撑多屏幕解决方案..............................................26图20:
近年汽车芯片和电子行业并购演变图.......................................................27图21:
Rightware各个产品线的作用..................................................................29图22:
RightwareConnect混合渲染效果图......................................................30
表1:
传统HMI解决方案缺点和智能化发展趋势...................................................6表2:
知名车厂在国内量产型号的车载HMI普及度...............................................9表3:
主流车厂车载HMI在各个国家智能化普及度.............................................10表4:
智能化HMI所面临的主要挑战...................................................................11表5:
车载HMI的发展驱动力和前景...................................................................16表6:
主流车载OS的优势和劣势........................................................................18表7:
车载HMI的app市场空间和智能手机app市场空间................................23表8:
车载HMI和消费电子产品对CPU/GPU要求差异.....................................25表9:
公司主要产品产销情况...............................................................................32表10:
公司前装市场和后装市场营业额和占比...................................................32表11:
各汽车平台项目进展.................................................................................34
⏹智能车载的HMI(Human-MachineInterface,人机接口)前装市场主要由IVI
(In-VehicleInfotainment,车载信息娱乐系统),仪表盘(IC,InstrumentCluster)和HUD(HeadupDisplay,平视显示器),车载语音识别/语音交互系统和电子后视镜组成。
⏹智能车载的HMI市场未来将保持稳定高速增长,其中IVI、仪表盘和HUD三个组件在2021年将超过180亿美元。
⏹国外知名市场调研机构IHS预测到2021年,7英寸及以上的IVI大屏市场将从17
年的3400万增长到接近6000万套,7英寸及以上的大屏虚拟仪表盘将从17年的
700万套增长到2000万套,而ARHUD将从17年的0增长至接近400万套。
大屏化/智能化以及增加AR功能后,对车载HMI的软件操作系统产业产生了影响。
⏹车载HMI要求OS具备高实时性,低延迟,高软件可靠性特性,而对HUD/仪表盘的要求高于IVI。
由于HMI对用户体验和行车安全都有关键影响,因此在信息安全要求高于消费电子。
目前主流的OS为QNX、基于Linux深度开发、WinCE系列以及Android/iOS等其他选项。
从性能和安全等技术要求,QNX和Linux最有竞争力。
Android系统有着较丰富的生态但在自动驾驶技术成熟前限于行车场景下app的丰富性并不能带来太大的优势。
我们判断未来基于开源OS的深度开发将能成为一个有较大机会的市场。
⏹我们认为车载语音交互系统将成为屏幕的重要补充,而电子后视镜功能相对单一,未来可能也将以后装市场为主,或融合在车载HMI其他屏幕内。
⏹中科创达通过并购Rightware进入智能仪表盘市场;自行研发了基于Linux/Android的信息娱乐系统方案以及基于RTOS的IVI多媒体方案。
具备操作系统性能和稳定优化经验积累丰富,自动化测试以及公司独到的技术积累和开发经验,在软件OS领域具备领先优势。
⏹索菱股份、路畅科技等是国内整机厂商,将有机会享受行业红利。
科大讯飞是全球领先的语音识别和语音交互技术公司,在中国市场具备领先优势。
四维图新并购联发科子公司进军车载芯片。
德赛西威,航盛电子和东软集团等涉足智能车载HMI的公司也值得关注。
⏹风险提示:
智能车载系统的HMI的关键技术进展可能不及预期;智能车载系统大屏HMI的消费者接受度可能不及预期;整车厂商对产业链关键点是否放开给第三方的态度存在不确定性;市场竞争可能会影响相关公司的盈利;
一、车载电子信息系统HMI:
智能化的下一个浪潮
汽车电子系统可大致分为汽车电子控制系统和车载信息系统:
⏹汽车电子控制系统:
指和车上机械装置配合,机电结合的装置,包括发动机、底盘、电子助力转向等控制系统。
汽车电子控制系统直接影响了汽车的安全行驶,重要性较高,目前这一市场由国外老牌汽车电子厂商主导;
⏹车载信息系统:
主要指汽车上向驾驶员和乘客提供信息、通讯和娱乐功能的系统,包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信和上网系统。
车载信息系统可分为前装市场和后装市场:
Ø前装市场:
指整车厂出厂时就会装备的电子产品的市场;
Ø后装市场:
汽车销售以后加装的电子设备,通常由消费者自由调整;
车载信息系统的重要功能为向驾驶员和乘客提供信息,其通过HM(I
Interface,人机接口)来完成,车上主要的HMI包括:
Human-Machine
⏹IVI(In-VehicleInfotainment,车载信息娱乐系统):
实现包括三维导航、实时
路况、IPTV、故障检测、车辆信息、无线通讯、基于在线娱乐等功能。
⏹Instrumentpanel/cluster(仪表盘):
传统的仪表盘由两个指针指示车速和发动机转速,以及一系列指示灯堆叠组合,放置在驾驶员视线正前下方。
⏹HUD(HeadupDisplay,平视显示器):
将一部分行车关键信息通过光学反射投射到驾驶员视线前方,能够避免驾驶员分神以及调节视距带来的疲劳;
⏹后视镜:
现代电子后视镜通过摄像头和图像识别将汽车后向信息传递给驾驶员,由于其主要功能单一,后装厂商占有重要的一席之地。
此外,车载语音识别和语音交互系统是车载屏幕HMI的重要交互接口:
在行车过程中,让驾驶员过多的将注意力、视线和操作转移到车载触摸屏上将带来不安全因素,语音/语义识别和语音交互技术能提升行车安全。
车载电子信息系统HMI在汽车驾驶舱内的各个部位示意图见下图:
图1:
车载电子信息系统HMI在汽车驾驶舱内的各个部位示意图
后视镜
ARHUD
仪表盘
IVI
1.1、车载电子信息系统HMI市场发展趋势概述
近年,车载电子信息系统的HMI的主要发展趋势是屏幕化和智能化;造成这一
演变趋势的根本原因在于,随着软硬件技术的发展,以及智能手机时代对产业链的提升和完善,汽车上对驾驶员展示的信息量,从少到多,更多的信息呈现需求出来后,在促成了车载信息系统HMI行业的智能化和快速发展:
⏹电子地图和导航:
原本在智能手机普及之前昂贵的服务解决方案价格快速下降,准确度也有了提升,地图和导航成为了消费者的刚需;
⏹车辆智能信息:
传统汽车的机电系统仅能将车辆速度和发动机转速,以及胎压/油量/发动机等简单报警信息。
但随着汽车电子的提升更多的车辆信息能够提供给驾驶员(如车门/窗锁定状态检查),而电动汽车还需要帮助驾驶员智能规划路线和充电方案。
车辆信息显示量的增多可以说是大势所趋;
⏹辅助驾驶和外部信息感知:
在完全实现无人驾驶之前,电子系统需要将越来越多的车辆外部信息和辅助驾驶信息乃至从车联网获得的信息提供给驾驶员。
对于越来越多的新增信息,像早期战斗机那样将所有信息简单的堆叠显示只会不断加重驾驶员的负担并引发分神造成交通事故的风险,通过智能化的方法动态组织信息的展示才是解决之道。
随着产业链的发展,智能化HMI不仅在技术上成为了可能,并且在价格上也逐渐下降到了消费者可以接受的程度。
而大屏和智能化则可以有效应对传统方案的缺点:
表1:
传统HMI解决方案缺点和智能化发展趋势
组件传统解决方案传统解决方案缺点智能化发展趋势
IVI
仪表盘
HUD
CD/MP3娱乐普通液晶屏机械按钮机械指针状态指示灯
仅豪华车配备反射玻璃提供少量信息
CD/MP3娱乐不方便用户选择机械按钮不支持用户定制普通液晶屏显示信息较少机械指针精度会因磨损降低状态指示灯提供的信息较少HUD视角小,信息显示不清晰视距过近,易造成驾驶员疲劳功能单一,信息量较少
大屏化智能化,提供更多服务虚拟按键
全液晶仪表盘动态配置显示信息
整个前风挡作反射载体结合AR功能
⏹IVI系统:
由实体按键/模拟制式电视/CD音响设备向大屏智能终端,并由虚拟触
摸屏按键+手势识别完全模拟传统按键这一方向上转变(图2);
⏹仪表盘系统:
由模拟电路指针仪表盘向全液晶虚拟智能仪表盘转变(图3);
⏹HUD:
由简单的信息投射向大屏智能化具备AR(ArtificialReality,增强现实)功能的HUD转变(图4);
⏹电子后视镜:
向多摄像头+视频融合技术以及融合更多智能功能转变(图5);
图2:
车载IVI智能化趋势演变图3:
仪表盘智能化与虚拟化的趋势演变
Visteon、Audi官网、
图4:
车载HUD智能AR化趋势演变图5:
后视镜智能化演变趋势
Freescale、凌途后视镜官网、
智能车载系统市场的理论天花板为全球家用乘用车市场的渗透率达到100%,考
虑到成本/客户偏好以及智能HMI并非行车的刚需等因素,智能HMI的渗透率较难达到理论天花板。
但根据IHS预测,目前汽车市场是一个非常庞大而成熟的市场:
⏹到2020年全球家用轻型汽车销量将达到1.1亿辆/年;
⏹到2020年中国家用轻型汽车销量将快速增长到3000万辆/年目前各类智能车载HMI渗透率普遍偏低,高端的智能化HMI均不超过20%,因此
智能化HMI产业在未来能保持相当长时间的较快增长。
此外,中国地区消费者普遍
对新潮电子产品的接受程度更多,也更愿意去尝试新鲜事物。
我们判断中国的智能车载HMI能够高于全球行业平均增速增长。
IHS发布了智能车载IVI/仪表盘/HUD三个以前装为主的市场预测:
⏹2021年整体市场将达到186亿美元,市场总容量较大;但由于低价车的传统仪表盘和IVI依然会占有相当大的比例,因此智能化HMI的市场小于这一数据;
⏹考虑到较大的屏幕通常智能化程度较高,因此根据IHS预测数据我们推断智能化
HMI的增长情况见下图:
图6:
IHS对全球智能化车载IVI/仪表盘/HUD市场预测(百万台)
60
50
40
30
20
10
0
2014201520162017E2018E2019E2020E2021E
IVI仪表盘ARHUD
IHS、
而对于智能后视镜,考虑到其功能相对单一(主要用来显示车后视场),智能
化后增加APP未必能解决用户实际痛点,以及其目前后装市场较为繁荣,缺乏准确的数据和市场研究资料,本文暂不赘述。
此外,我们注意到近期市场上有部分车厂将IVI和仪表盘做的融合化的尝试。
例如2015款的奥迪TT就用一块超大屏取代了传统的仪表盘和IVI两个屏的功能。
我们认为这种新颖的尝试还面临一些挑战:
⏹功能上仪表盘的数据要求始终显示,因此IVI的信息除了地图导航外很难和仪表盘融合在一起,两者融合也多数只做到两个屏贴在一起;
⏹仪表盘一般放在司机的眼前,而IVI的功能往往会向副驾驶和后座分享信息,两者融合后会造成很大的不便;
⏹仪表盘为了能在暗夜和强光下都让驾驶员看清,往往会采取特殊的摆放角度,并设置周围遮挡物。
而融合后较难解决这一问题;
我们认为融合这一新颖的尝试能否成为仪表盘和IVI发展的主流还有待观察。
1.2、车载智能化HMI的发展现状与挑战
近年智能车载HMI仍然处在初级阶段,表2列举了我们统计的几家知名车厂在华
量产车型按型号统计的普及率:
表2:
知名车厂在国内量产型号的车载HMI普及度
品牌HMI类别设备名称按型号统计的普及率
仪表盘驾驶员信息系统低端标配率19%,选配率33%;中高端标配率92%,选配率8%
奥迪HUDHUD平视系统低端标配率0%,选配率22%;中高端标配率21%,选配率43%IVIMMI&Audi低端标配率25%,选配率3%;中高端标配率82%,选配率0%
仪表盘扩展及多功能仪表盘低端标配率16%,选配率16%;中高端标配率73%,选配率0%
宝马
HUD全彩HUD低端标配率16%,选配率28%;中高端标配率43%,选配率45%
IVIBMW导航&互联驾驶低端标配率25%,选配率37%;中高端标配率86%,选配率12%
仪表盘AMG仪表盘低端标配率3%,选配率0%;中高端标配率34%,选配率0%
奔驰HUDHUD平视系统低端标配率0%,选配率9%;中高端标配率15%,选配率16%IVICOMANDOnline低端标配率14%,选配率0%;中高端标配率83%,选配率0%
仪表盘光电子仪表盘低端标配率23%,选配率0%;中高端标配率40%,选配率0%
雷克HUD全彩HUD低端标配率10%,选配率0%;中高端标配率18%,选配率0%
萨斯7英
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