理想開源汽車操作系統星環OS:自己蹚過的坑,不想讓同行也蹚

時代週報
03-27

  “嗨,理想同學,幫我畫一張山水畫。”

  從最早的語音控制車窗、屏幕顯示動畫、定速巡航,到當下的語音調用車內外大部分組件、生成式車機系統、端到端智能駕駛……智能化技術的發展和應用正讓電動汽車充滿了無儘可能。

  在很短時間裏,電動汽車成了不少用戶的第二個“家”。並且這個“家”好似十分神通廣大,學習、娛樂、出行、休憩無一不可。從用戶的視角來看,他們或許難以完全理解爲何電動汽車這麼智慧、貼心,但在“理想汽車”們看來,這一切都離不開一個汽車操作系統。

  汽車操作系統好比手機上的操作系統,通過軟硬件結合來控制、發揮車輛功能。在燃油車時代,車輛軟硬件結合水平較低、車輛的可拓展功能也十分有限。但到了電動汽車、尤其是智能電動汽車時代,軟件賦予了車輛更多發揮空間,汽車操作系統逐漸成爲車輛的核心組成。

  汽車操作系統也是各大主流車企的重要佈局方向。如理想同學的“畫畫”功能,就是在汽車操作系統的基礎上實現的。當下理想汽車自研汽車操作系統星環OS已將車控域和智駕域打通,能夠滿足車輛智能化的多樣需求,堪稱業內最領先的汽車操作系統。

  而就是這一領先的汽車操作系統,在3月27日,被理想汽車董事長兼CEO李想宣佈全面開源,向全行業提供。理想汽車也因此成了全球首個將汽車操作系統這一核心競爭力開放給外界的企業。

  不想被“卡脖子”

  理想汽車汽車操作系統的研發始於2021年,但直接動因是2020年的全球芯片荒。

  2020年下半年起,許多車企面臨着車載芯片結構性短缺問題,芯片價格暴漲且交貨週期嚴重滯後。彼時理想汽車應用的是AUTOSAR汽車操作系統,但能拿到的支持該系統的芯片極爲有限、而臨時更換其他芯片又會大幅延長驗證週期、並造成上百億元損失。

  爲了擺脫芯片短缺的限制,理想汽車決心更換汽車操作系統。而相較於採取第三方系統或臨時搭建系統,理想汽車選擇了從零開始、自研汽車操作系統。

  因此在2021年,理想汽車啓動了這一自研項目,並逐步從零開始完成了方案選型、架構設計和落地,迭代了上百份技術方案設計文檔。爲了真正實現自研汽車操作系統的落地,理想投入了兩百人的研發團隊和累計超過十億的研發費用。終於在2024年,理想汽車實現自研操作系統上車。

  智能電動汽車時代的汽車操作系統與以往的操作系統有很大不同,其用途更絕非是簡單調用幾個車輛功能而已。比如理想汽車的自研汽車操作系統包含車控操作系統、智能駕駛操作系統、通信中間件、虛擬化平臺與各類型研發工具。通俗來說,這一汽車操作系統與人類的中樞神經系統頗爲相似。

  其中,車控操作系統就相當於小腦,負責車輛肢體控制,來快速執行車輛的各種基礎控制命令;智能駕駛操作系統相當於大腦,處理複雜思維過程,可保證自動駕駛高效、順利工作;通信中間件則是神經系統,負責傳遞信號與控制,支持車內各個模塊之間的高速通信。

  融合了車輛控制和智能駕駛的汽車操作系統,能夠大幅提高車輛的智能化水平。尤其在人工智能技術的加持下,這樣的汽車正朝着智能空間機器人發展。因此這已成爲不少頭部車企、科技的探索方向。

  走一步,看三步

  理想汽車自研汽車操作系統的初衷是爲了降低對相應芯片的依賴。但在設計過程中,理想汽車加入了諸多巧思,使得這一汽車操作系統成爲業內可借鑑、共享的智能汽車操作系統。

  一方面,理想汽車的汽車操作系統適配靈活,能夠支持更多硬件。

  理想星環OS實現了軟硬解耦,最快能夠在四周內完成芯片適配和驗證,相比使用AUTOSAR的時候最多節省5個月時間。這一系統支持市面上所有的車用芯片架構和芯片,大大降低了對特定芯片的依賴。

  另一方面,理想汽車汽車操作系統性能更強。

  理想汽車通過跨系統架構設計,讓多個控制器之間進行系統配合實現感知-決策-執行全鏈路的深度融合,全局協同優化。這使其相比AUTOSAR響應速度提高1倍,響應穩定性提高5倍。如在120km/h高速行駛狀態下,理想汽車AEB自動緊急制動距離能夠縮短7米。

  在車輛數據安全層面,這一系統擁有“雲端一車端一控制器”三層安全體系。相比AUTOSAR軟件實現方式,其響應速度提升4倍,且能實現全鏈路設備身份認證、訪問控制和數據加密。基於此,車輛系統可有效杜絕隱私泄露的風險,實現整車域信息安全防護。

  在多方面較AUTOSAR操作系統有大幅提升的同時,理想星環OS的成本卻更低。

  此前隨着整車智能化,車輛的功能日益增長,每個功能域都有獨立的傳感器和控制器,這對車輛的硬件成本、算力成本都是重大考驗。而理想汽車的操作系統能夠共享AI算力和硬件設備,降低了每項功能的實現成本。

  從整體角度而言,通過自研操作系統的創新,理想汽車每年整體降低了幾十億元的BOM成本(bill of materials cost 物料成本),軟件的迭代更新也變得更高效,這些是AUTOSAR所沒有的能力。也是因此,剩下的成本回饋到了消費者那一端。

  理想汽車的汽車操作系統還擁有可靈活定製化的機制優勢,即通過開放源代碼實現技術透明化,讓開發者深度參與架構優化與功能定製。這一操作系統還支持車控域到智駕域的各種業務,能提供靈活可裁剪的模塊化服務。這爲其開源提供了可能性。

  要做汽車界安卓?

  這樣一個領先的汽車操作系統,理想汽車爲什麼要“白白送人”呢?

  當下主流車企競逐智能化,但智能汽車卻沒有專業的操作系統。同時各車企各自爲政,忽略了產業協同和縱向聯合創新,導致開源生態中沒有面向整車的操作系統。最後也是最直觀的,操作系統研發紛繁複雜、極耗人力財力,單一企業閉源開發的操作系統卻難以實現規模效益。

  基於這三點結論,理想汽車決定將星環OS開源,構建面向自動駕駛的端到端高性能、高安全、低資源消耗分佈式操作系統,重構行業創新合作生態。這也是理想汽車將汽車操作系統開源的根本性思考。

  這背後,其實是理想汽車的企業擔當。

  理想汽車是中國自主品牌車企中的佼佼者,其產品智能化水平更是領先業界。如在智能交互層面,擁有理想同學和MindGPT(理想汽車全自研多模態認知大模型)的理想汽車,能實現迅速、準確、連續、個性化的語音交互和控制功能,並能根據需求實時生成內容。

  理想汽車的智能駕駛也在快速迭代進步。去年11月,理想汽車“車位到車位”智能駕駛功能就已上線,車輛能夠自動出入車位、上下匝道、繞行環島等。更不用說主流的自動泊車、高快領航、紅綠燈識別功能。

  上述種種,都是在理想汽車自研汽車操作系統上實現的。而現在,智能電動汽車的佼佼者決定將自己在汽車操作系統的思考、智慧和成果,分享給後來者。

  那理想汽車此舉有何意義呢?

  實際上,汽車操作系統是車輛智能化的基礎,是車企掌握AGI(通用人工智能)時代通往高階智能體的基座。

  目前汽車正在從單純的交通工具向智能移動終端轉變,汽車產業將迎來AGI時代,因此一個能夠以最高效率、最強性能,管理全車資源的汽車操作系統,是汽車行業智能化下半場的中樞,也是通往高階智能體的基座。

  而對於企業而言,理想汽車自研汽車操作系統意味着能夠打破長期以來的技術壟斷,避免“卡脖子”風險;同時,其可幫助車企實現芯片自由,並帶動國產芯片乃至本土供應鏈崛起,對於產業創新發展具有重要的示範意義。

  對於行業協同、聯動創新而言,系統開源對於行業而言也能夠避免重複“造輪子”,幫助企業降低基礎研發投入,避免資源浪費。或許在此次開源後,中國創新技術將聯手走向全球,構建起“創新共同體”。

  古語有云“達則兼濟天下”。實際上成立尚不到10年的理想汽車只是剛剛站穩了腳跟,卻已經把產業健康發展視爲己任。從這一角度而言,理想汽車作爲一個行業後來者,已展現出了更多的責任擔當。

(文章來源:時代週報)

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