从智能体验视角分析丨车企扎堆入局“元宇宙”（二）

2021年是元宇宙元年，虽然相关技术还处于前沿性探索阶段，但一些从事数字孪生的企业目前正在加紧布局元宇宙环境下的工业互联网和智能制造。

数字孪生的概念最初于2003年由Grieves教授基于产品生命周期管理视角提出的，英文为：Digital Twin，早期主要被应用在航空航天与军工领域等关键装备制造方面。如美国空军研究实验室、美国国家航空航天局(NASA)等，都基于数字孪生开展了飞行器质量管控应用，美国洛克希德·马丁公司也将数字孪生引入到F-35战斗机生产过程中，用于改进工艺流程，提高生产效率与质量。由于数字孪生具备虚实融合与实时交互、迭代运行与优化、以及全要素、全流程、全业务、数据驱动等特点，目前已被广泛应用到产品生命周期各个阶段，包括产品设计、制造、服务与运维等。

Grieves教授定义的物理对象、虚拟对象和连接对象的三维模型，是指导数字孪生的发展与应用主要模型，物理对象是一切可以被数字化观测和模型化描述的现实实体；虚拟对象则是将物理对象用几何、物理、行为和规则等模型描述和映射的虚拟实体；连接对象是完成物理对象到虚拟对象映射、虚拟对象操作物理对象的操作型对象。

元宇宙在基础模型定义上与数字孪生很像，特别是元宇宙也强调通过物理对象、虚拟对象以及两者之间的映射关系，实现虚实共生、共融的生态环境。这也使得在很多场景下无法区分两者关系。其实，元宇宙从诞生之日起就继承了娱乐基因，所以如果说数字孪生是以产品生产为中心，那元宇宙就是以用户消费体验为中心。元宇宙可将数字孪生模型从研发、生产阶段扩展到使用、消费阶段；从局部数字化车间扩展全面数字化生活空间。

元宇宙能够为汽车产业带来超越想象的潜力，驱动汽车制造创新和商业模式创新。元宇宙的三维沉浸式体验、人和社会关系数字化、物理和数字世界交汇、海量用户创作、数字资产价值显现等特征，将被逐渐应用到汽车的设计和智能制造中。

在上一篇《车企扎堆入局“元宇宙”（一）——从设计研发视角观察》中我重点介绍了元宇宙在汽车研发制造场景的应用，今天我将继续介绍元宇宙在车载智能系统和娱乐系统的应用前景。

一、元宇宙+智能系统

2020年11月2日，国务院办公厅正式印发 《新能源汽车产业发展规划 (2021-2035 年)》并明确指出汽车与能源、交通、信息通信等领域有关技术加速融合，电动化、互联网化、智能化已经成为汽车产业的发展潮流和趋势。在《智能网联汽车技术路线图 2.0》中也明确指出，到2025年，PA1、CA2级别的智能网联汽车销量需占总销量的50%以上，C-V2X3终端新车装配率达到50%，高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。[7]

根据美国汽车工程师协会的划分标准，将智能汽车的发展分为手动驾驶、驾驶辅助、部分自动化、有条件自动化、高度自动化和完全自动化6个等级。例如：车身电子稳定系统 (Electronic stability program)ESP、制动防抱死系统（Antilock Brake System）ABS等，属于驾驶辅助级；定速巡航系统(Cruise Control System) CCS通过油门和刹车系统的组合控制构成部分自动化；自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control)ACC、自动泊车系统（Automatic parking system）APK等，则由于仍然需要人工参与所以属于有条件自动化，特斯拉的完全自动驾驶（Full Self-Drive）FSD从实际使用效果看也只能算L3；目前上市的汽车中还没有达到L4级别的自动驾驶，L4级别的自动驾驶目前还在实验室，例如：百度和滴滴的项目；而L5级别的自动驾驶，即：完全没有驾驶员、全工况的的完全智能驾驶，还只在概念设计阶段，离上路还有不少差距。

汽车智能化发展阶段示意图

来源：智能汽车人机协同控制的研究现状与展望[9]

基于元宇宙的智能驾驶主要以L3-L4和L5为切入点，在L3-L4中主要以人机协同驾驶为中心，而在L5中则以汽车自主意识为中心。

1、智能环境感知

智能环境感知是实现全面自动化的前提，在目前的L4-L5的车辆设计中，通过安装在车身上的大量视觉、雷达、定位系统等外部传感器，感知现实世界中的物理对象，形成实时车辆决策环境数据。例如：特斯拉Autopilot系统，是由8个摄像头，12个超声波雷达和1个毫米波雷达构成，外部环境传感器为特斯拉驾驶员提供360度视觉宽度、250米的距离视野。

特斯拉Autopilot效果图