一.“生态域”定义“
生态域”是汽车座舱与智能手机深度融合后所形成的新的应用与服务生态的产物,也是面向新汽车时代终极演化的探索和布局,具体可以理解为:手机与汽车建立可信连接后,汽车与手机生态一体化,即两种智能设备能够在生态域中相互提供计算、存储、外设、应用、数据服务等能力,并支持服务的按需和按场景自动流转,同时,作为智能座舱的基础能力之一,生态域可以以API的形式对外开放并支持各种第三方软件的扩展。
二.零束“生态域”融合方案
2.1.概述
域融合方案是应车机-手机互融需求而出现的新的应用与服务生态整体方案,通过打造手机与汽车深度融合SOA系统框架,实现车机-手机无感连接,资源共享、数据互通、能力互调,应用服务分布协同和无缝流转。
生态域融合方案支持更丰富的应用形式,开放更多的智能终端资源给到应用,扩展应用开发的边界,面向工程师、设计师、用户提供低代码、无代码的开发形式。
2.2.生态域技术架构
域融合方案是应车机-手机互融需求而出现的新的应用与服务生态整体方案,通过打造手机与汽车深度融合SOA系统框架,实现车机-手机无感连接,资源共享、数据互通、能力互调,应用服务分布协同和无缝流转。
生态域融合方案支持更丰富的应用形式,开放更多的智能终端资源给到应用,扩展应用开发的边界,面向工程师、设计师、用户提供低代码、无代码的开发形式。
生态域技术架构(以OPPO和上汽为例,在手机侧OPPO以潘塔纳尔作为融合生态域的技术支撑,在车侧上汽以零束银河作为融合生态域的技术支撑)
生态域技术架构由生态域云侧系统与生态域端侧系统两部分组成。
生态域云端系统提供基于云的生态域服务开发与分发,包含:
-
开发者平台:为用户提供生态域应用/服务开发工具以及服务编排框架,开发者基于此进行生态域应开发,生态域应用具备一次开发多端部署的特性;
-
账号平台:提供基于账号的用户设备、资源、权限管理能力,通过车机账号、手机账号的打通,支持用户对自身数字资产的统一管理。
生态域端侧系统负责提供基于近场的车机、手机多层次(应用、服务、数据、外设感知、通信等)融合技术组件,包含:
-
应用融合框架:提供多种应用在生态域系统上的运行时支持;生态域服务平台:能够管理所接入的设备系统能力服务、应用能力服务,支持跨端服务调度、调用,以及编排服务的部署解析、协同执行;
-
数据融合:实现汽车-手机上各类数据共享,包括数据同步存储、数据跨端访问、数据资源查找、数据分发等;
-
感知融合:通过打通汽车与手机上的各类传感信息,实现对用户或环境的完整感知,并能够以此为基础进行智能场景决策;
-
交互融合:通过完善对用户多模态输入的理解,跨端协调互补车机/手机的交互能力,以达到优化用户交互体验的目标;
-
外设融合:实现对汽车、手机上各类外设资源的虚拟化抽象,支持上层应用对麦克风、摄像头等设备的跨端无感调用;
-
通信融合:整合汽车、手机上的各类通信功能,提供设备间基础连接能力与网络资源共享。详情请关注公众号【车端】
生态域系统支持三种类型的应用,即:
-
泛在化传统应用:主要指通过SDK、API形式对当前安卓应用的泛在化扩展,使其具备跨端随人流转、分布式能力组合调用等特性;
-
多端融合即时应用:具备应用可流转、前后端分离特性的即时应用(JS应用、类小程序应用等)。前端主要以卡片形式存在,后端服务具备可分可合、动态部署等特性,依赖生态域所提供的开发、部署、运行平台进行全新构建;
-
服务编排应用:由生态域服务编排、组合而成的场景化应用,能够被开发者低代码开发或者被用户修改组合。
三.零束“生态域”演进路线
第一阶段:多端连接/服务标准化
-
无缝连接:建立高带宽、低延迟、稳定可靠的消息、文件、数据流通信通道,进而支持多设备灵活组网、统一近场远场连接等通信特性;
-
资源融合:通过对硬件资源进行抽象建模,并将这些资源所承载的能力服务化描述,注册到服务中心,形成多端的融合资源池,以便应用在申请资源时可以跨端统一调配,找到最合适的资源来提供服务,实现随人服务、最佳体验;
-
服务融合:构建车机、手机共识的服务定义、服务管理(服务注册、发现、调度等)、服务调用规范,以便形成可互通的服务平台,整合两端服务化开放出来的硬件系统能力、应用能力;
第二阶段:融合应用框架/应用平台
生态域要实现用户服务随人的体验,开发者一次开发多端部署的效率提升和收益拓展,车机手机生态的健康协同发展。为此,需要应用前端能多端显示自适应、即时部署、按需流转,因此应用前端需要做到轻量化、跨平台运行;某些应用的业务逻辑需要依赖特定的感知、算力、数据等能力,同时又要兼顾上述的服务随人,这就要求应用框架支持跨设备前后端分离,前端交互与后端业务可灵活部署、协同工作;
另外,基于一阶段的服务平台,接入了设备硬件能力、系统能力、应用开放能力、三方服务后,形成服务资源池,就可支持开发者、用户低门槛编排服务,生成轻量快捷、一次订阅/多端部署、即用即走的服务编排应用,以便满足用户长尾场景化服务需求,实现众创应用。
第三阶段:生态域应用发展
在完成一、二阶段的生态域全系统(连接、资源、服务)融合及应用生态打通后,需要将以上融合框架技术、应用生态技术(开发、部署、运行平台)标准化、开放化,通过行业联盟方式,让更多的设备商(OEM)、服务提供商(CP/SP)、应用开发者、用户加入,使得手机、车机可以对接更多的终端设备,资源融合系统可以管理更多的外设、算力、数据资源,服务融合系统可以接入更多的终端系统能力、应用开放能力、三方服务,使得更多传统应用可以基于融合框架实现泛在体验,也使得更多开发者、用户可以低门槛、高效开发出多端融合即时应用、服务编排应用。只有设备、资源、服务、应用接入达到足够规模,酝酿出自洽的生产者、消费者生态链,才能形成健康可持续发展的生态。
四.“生态域”融合技术
4.1 基础连接
手机、车机之间通信层面的互联互通,是整个生态域融合的基座,为手机、车机生态域之间的各种业务场景提供底层的通信连接保障。
A.物理连接
根据不同需求以及硬件配置,生态域之间的通信融合可以分为如下两类物理连接方式:
-
无线:支持WLAN,WIFI P2P以及BT,BLE
-
有线:支持USB
B.发现方式
根据不同需求以及硬件配置,生态域之间的设备发现通常包括但不限于以下几种方式:
-
基于BLE广播、扫描机制的设备发现
-
基于NFC的近场“碰一碰”设备发现
-
基于USB插拔机制的设备发现
-
基于二维码扫描的设备发现
C.组网拓扑
根据生态域融合的需求,底层通信连接可以通过如下组网拓扑来支持上层业务场景:
物理连接拓扑
D.通信连接
为了给用户带来更方便、快捷的用户体验,生态域实现了通信链路的无感认证与连接。这里提到的无感,主要是指不需要用户主动介入或者触发,而设备间可以基于以下的某种配对认证机制完成整个发现连接过程,而底层则可以兼容多种手机车机互联协议:
-
基于BLE/BT的蓝牙配对认证
-
基于NFC的配对认证
-
基于二维码的配对认证
-
基于统一账号的配对认证
将设备或者应用进行原子化功能抽象,并通过接口对外进行提供,通过这种细粒度的能力开放,保证了跨设备功能互相调用时的灵活性与可组合性,提供出来的“原子化功能”称之为服务。服务的来源可以有多种:
-
设备系统原生的能力,如外设、通话、数据管理等,通过服务化后可以对外进行开放,生态域开发者在应用开发时,即可以调用相应接口进行组合开发。
-
三方应用的能力,通过服务化改造后也可以对外进行开放,开发者使用这类服务后即可直接使用原本应用内的某种功能。
-
为生态域系统专门开发的服务,通过生态域服务平台所专门编辑的一段相对独立/通用的逻辑或者功能,也可以封装为服务。
服务开发完成后,可以上传服务市场,生态域应用开发者基于此进行后续的生态域应用开发。当用户将生态域应用下载到本地时,首先服务治理框架会进行服务发现与注册,服务治理框架承担对新接入服务的发现、注册、查询、删除等功能,同时应用后续也可以通过服务治理模块查询周边所需的服务。在进行服务调用,需要通过服务网关进行,服务网关主要负责提供一种通用的系统能力的跨端访问方式,屏蔽下层不同系统能力的调用方式的差异,提供统一的调用接口。
B.数据融合
随着汽车座舱和智能设备的深度融合,对多个设备上数据的融合管理和使用提出了更高的要求。用户期望从任意设备存储、访问和管理多设备上的数据,并且有统一的数据访问入口,这些数据包括用户数据、应用共享和私有数据、设备数据等;开发者为了实现多设备上应用的接续和协同,需要一个像访问本地数据一样轻松存储、共享和访问多设备上数据的基础通道及分布式存储能力,将业务逻辑和数据存储分离,屏蔽数据存储位置、网络连接状态等底层逻辑,让开发者能专注于业务逻辑创新。
C.感知融合
准确的感知周边环境,全方位、有预见性的理解用户意图,是智能座舱系统需要聚焦的核心问题之一,由于设备本身感知能力与数据维度的缺乏,当前基于单端的场景感知往往不够准确。在生态域融合系统中,通过感知融合技术能够整合车机侧与手机侧的感知能力,发挥各自感知优势,以实现更准确的用户、环境感知,为后续的动态服务分发提供基础。
感知融合技术基于数据融合与外设融合将多个设备的感知设备、资源数据进行整合:手机的优势在于能够准确获取用户行为信息,在用户授权的前提下,能够通过日程、提醒事项、票务信息等应用获取用户的潜在出行意向;穿戴设备所配备的健康传感器能够实时获取准确的用户体征数据,如心跳、血氧、体温等数据;而汽车在驾驶的过程中能够通过定位、加速度、雷达、扬声器等传感器能对周边环境进行准确判断与场景建模。
基于以上多维度的感知数据,并进行AI预测与分析,则可为各类出行智能场景与服务推荐提供决策基础:
-
用户意图感知:通过手机获取用户画像、出行习惯与日程/行程相关数据,预先判断用户出行意图,并将用车需求提前同步到汽车上,帮助用户进行出行预规划。
-
驾驶状态感知:通过整合车内行驶状态传感器与穿戴设备的健康传感器,时刻监控用户的驾驶状态,在用户出现疲劳、突发疾病等异常状时进行提醒或者介入,保障用户的出行安全。
-
场景服务推荐:综合用户画像、时空关系、出行目的与周边服务等数据,判断用户当前场景,并基于此进行服务推荐。(比如:停车、景点、餐饮推荐等)。
-
智能场景流转:通过识别用户上、下车行为,并根据用户手机上的当前服务(比如:导航、音乐、游戏等),自动化的进行上下车流转,让用户充分利用最合适的环境设备。
D.外设融合
在智能车时代,依托智能车全栈解决方案,通过电子电器架构和SOA软件平台,将车辆的各种外设进行服务化改造,比如:摄像头、氛围灯、座椅、空调等,这些能力服务化后通过生态域系统进行统一管理。同理,智能终端设备,也具备了较大的外设能力,摄像头,麦克风,陀螺仪等能力也以服务化的形式由生态域系统统一管理。这些被服务化了的外设,向上对应用提供统一的调用方式,通过分布式服务管理,在任意设备上都可以访问用户名下所有设备的外设能力。
设备融合
E.交互融合
交互融合技术通过获取用户触屏、语音、手势等多模态输入信息,综合理解用户行为与意图。从多方面对用户交互体验进行提升:
-
多模交互能力:借助手机侧的算力对车机屏幕内容进行自动解析,让原本不可语音操控的界面元素能够通过语音控制,且三方应用不需主动适配。
-
混合模态交互能力:用户可以同时通过语音、手机触屏、汽车方向盘按键以及手势进行人车交互,比如:通过语音唤醒应用,通过触屏进行文字输入,通过方控按键进行结果筛选等。
-
多设备协同交互:当用户进行语音唤醒时,手机与车机进行协商,选择最优设备进行应答,同时允许用户在和一个设备进行语音对话时能够调用另一个设备的资源进行结果处理或呈现。
-
跨端交互能力:用户能够自由选择车机或者手机作为输出设备,通过手动或者场景触发将应用从一个设备流转或者推送到另一个设备时,并能够自由选择输入设备。比如:副驾用户上车后,能够将手机上正在观看的视频应用自动流转到副驾屏幕上进行沉浸式观影。
-
多模输出能力:利用耳机/手表等IoT设备随身的特性,提供多模态的信息输出能力。如通过手表的震动交互能力,可以向用户进行及时提醒。
F.算力融合
当手机与车机融合后,可根据应用/服务的算力需求、车机/手机的算力特点,进行灵活调配,以实现最佳的用户体验。主要涉及以下技术工作内容:
-
多端算力资源抽象:为实现跨端资源统一调度,需要对多端资源提供方进行统一管理,首先将各设备的算力资源进行抽象,比如内存、CPU算力、GPU算力等,然后进行资源状态信息同步,形成多端统一的资源池视图。
-
应用/服务资源请求细粒度化:为实现算力资源的分布式调配,需要资源消耗方(应用/服务等)能够做到细粒度资源申请。比如传统的烟囱式应用只能做到应用整体在哪个设备上运行,如果应用对于特定的传感器、算力资源、交互类型有依赖,那就无法进行资源调配。因此,需要将应用拆分为前后端分离,前端主要是UI交互,后端是服务逻辑,再进一步前端还可以按功能归类、协同交互等继续拆分为多个微前端,后端服务也可以按业务类型、算力类型等拆分为多个微服务,基于底层的多端资源融合框架、统一服务平台,实现整个应用可分可合、按需部署、协同运行。
在多端算力资源统一抽象、统一管理,应用/服务资源请求细粒度化后,就可以对算力资源供需双方进行对接调度。生态域可以提供提请用户决策、静态规则算法调度、基于AI的动态智能调度等多种调度策略,以支持各种应用模式对于算力灵活部署的要求。
4.3.应用框架与应用-
泛在化传统应用
泛在化应用
当前存在大量的传统应用,这些应用功能丰富但受限于传统的应用模型,只能够使用本地的各类资源,而在生态域系统下,通过提供各类服务接口,就能够让传统应用具备跨端调用数据、服务的能力,满足在车机融合下用户多设备协同使用的需求。
传统应用泛在化主要借助应用架构模型改造实现,即由“竖井型”演进为“网格型”,借助服务融合技术将多设备上的各类资源进行抽象,当应用在进行开发时,不仅可以使用当前设备的各类资源(数据、外设、各类服务等),同时还可以借助生态域服务平台实现对跨设备资源的整合使用。如在车内通过手机软件进行视频通话时,通话APP可以调用车机上的摄像头、麦克风采集用户影像与声音,提升清晰度的同时也能够保证驾驶安全性。
-
多端融合即时应用
多端即时应用
在手机车机融合场景下,除了用户主动下载应用外,还需要系统能够根据用户需求、场景进行主动的应用推荐与应用动态部署,因此需要一种具备即用即走、按需部署的应用形态。在生态域系统中称之为“多端融合即时应用”,“多端融合即时应用”是以JS为引擎,卡片为主要UI形式,不需要用户预先下载,在特定场景或用户选择时即时分发到用户设备上的应用形式。
-
服务编排应用
服务编排应用是一种生态域技术体系下支持的全新应用模式,不同于传统应用或者多端融合即时应用需要通过大量的代码开发且具有一定的专业门槛,服务编排应用提供了一种低代码、低门槛的众创模式。服务编排应用基于独有的生态域服务平台构建,通过服务编排技术将多个服务,根据一定规则进行条件组合,从而组成一个应用。在开发形式上,基于界面式、拖拽式的编程框架,保证了零基础开发者甚至是用户都能进行轻松的定义域修改。下图以服务编排和服务的流程差异:
服务编排应用
4.4.云A.账号融合
账号融合是指通过Auth2.0的授权方式将两个账号体系打通,从而实现管理共享、能力共享、资源共享的一种融合技术。该技术作为基础框架,不仅为开发者提供了更丰富的系统能力和资源,为用户提供了更多样化的使用体验,还为企业提供了更广阔的配置管理权限和商业运维能力。
帐号融合
-
账号融合方法:虽然两套账号体系都包含了资源管理、设备管理、权限管理的业务功能,但由于使用场景和运营方式的不同,汽车企业和手机厂商仍然需要通过一个账号网关来吸收差异。账号融合仅限于汽车企业和手机厂商之间的账号业务和数据打通,并不会影响第三方账号。
-
账号融合价值:当开发者账号打通后,汽车企业开发平台和手机厂商开发平台之间就可以共享能力,开发者可以创造出更有价值的应用。车机开发者可以通过手机开放的SOA服务调用手机能力,比如获取手机备忘录信息在车机上进行提醒。而手机开发者也可以使用车机SOA服务来调用车机能力,比如控制车辆氛围灯的显示效果来配合手机音乐播放。
当用户账号打通后,用户可以更方便的通过云端共享权限、设备信息、个性化设置。比如手机和车机的近场通信可以通过账号信息进行身份认证,从而实现真正的首次连接时的无感体验。用户购买应用后,会同时部署到所有登录并融合了账号的车机和手机上,并且可以实现跨端调用服务。
B.开发者平台
生态域融合架构的实现提供了应用运行的环境。在此基础上,为满足用户千人千面和定制化的需求,开放应用开发环境和工具给第三方开发者、设计师、用户,创造一个丰富的生态环境是必由之路。开发过程中,首先开发者通过一站式集成开发工具进行供低门槛、图形化的开发,完成开发后能够将服务/应用一键发布到商店供用户下载,在分发时具备一次订阅多端部署的特点。
提供的工具可能的形式如下:
4.5.安全
生态域作为整车架构的一部分,会与整车交互大量的数据,包括用户个人信息数据,车辆设置和控制数据,车辆的视频/音频数据等,因此需要满足整车的网络安全和信息安全标准,包括通信安全、密钥管理、证书管理、数据安全、应用权限管理等。
五.“生态域”核心服务
-
外设服务
生态域的核心服务之一的外设服务,主要包括两部分,一部分是车辆的外设服务,包括和车机直接连接的外设服务和通过网络进行交互的外设服务;另一部分是手机外设服务,主要是指基于手机的摄像头、麦克风、扬声器、屏幕、陀螺仪等传感器提供的视频输入输出服务,音频输入输出服务等。
-
数据融合类服务
车辆和用户随身设备(手机/手表等)会产生各种数据,将数据在设备间打通,以服务的形式提供出来实现数据的跨端访问和共享,为车和用户随身设备间应用的协同和流转提供了基础,并为用户带来车内车外一致和连续的数据访问体验。这些数据融合类服务包括:融合搜索服务、跨端访问文件服务、跨端访问数据库数据服务、获取车辆信息服务、获取健康信息服务等。上面仅列出了部分车侧和智能设备间典型的数据融合类服务,还有大量其他数据会基于生态域服务化方案开放出来支持创建更多新颖的数据融合场景。
-
应用开放服务
生态域服务平台会将手机应用中较为独立、通用的能力进行服务化封装,开放出来供车机系统进行调用,从而让用户能够通过车机系统直接使用某些服务。生态域提供的应用开放服务包括日程服务、相册服务、应用商店、闹钟服务、导航服务、剪贴板服务等。此外,生态域还将逐步开放天气、音乐、视频、游戏等更多应用开放服务,并且会提供SDK,允许打车、支付、快递等三方应用接入,自定义封装服务。
-
车控服务
车控服务是指整车各个功能模块,可以提供控制服务接口,通过调用服务接口,可以实现车辆功能的控制。在不同的智能场景模式下,车控的具体内容会有所不同,以达到最好的用户体验,从大类来看,主要包括门锁控制、车窗、雨刮、空调、车灯、氛围灯、外后视镜、抬头显示、驾驶模式、智驾、香氛等。
-
通知服务
生态域服务平台会将手机的三方IM、来电、消息等通知能力进行服务化封装,手机收到通知后直接在车机上提醒用户,方便用户在车内直接操作。
-
通信类服务
由于手机对3GPP网络有更加完善的支持,生态域服务平台(通信资源池)会将手机的短彩信、电话、移动网络等能力进行服务化封装,让车机可以利用手机来完成3GPP相关的各种网络服务。
-
安全类服务
服务权限是指服务提供者在对外提供原子化服务能力的同时,需要对访问者进行身份认证、鉴权以及访问控制,比如通过审查访问者的身份、令牌、证书等,允许或者拒绝对该服务的访问。服务权限的目的是为用户隐私、车机安全提供有效的保障,服务权限按照生命周期的不同可以分为安装时赋予、运行时赋予及特殊权限。而按照危险程度可以分为普通权限、系统权限及危险权限,每个种类分别有对应的权限授予规则,比如普通权限可以声明后即可授予,而系统权限需要进一步的身份验证等。除此以外,还可以采用自定义权限的方式,为特定的服务追加更加独立的权限,以实现更好的原子化式的安全访问控制。
服务申请权限时,需要遵循最小化原则。只有当需要访问敏感信息或者操作才能正常运行时,才应使用权限申请。服务提供者要对权限的申请做必要的校验,针对一些危险权限需要弹窗提醒用户,获得用户的确认后才可以赋予。
-
场景复合服务
场景服务是生态域系统特色功能,场景服务是一种基于用户高频场景的复合服务,基于车辆硬件数字化能力及车机应用融合能力,结合用户用车场景下的痛点、痒点功能,提供一站式解决服务,增进用户安全感、增加沟通友好度、提高使用便捷性。
场景复合服务增强已有应用体验,同时也能够被用户通过语音控制所直接调用,通过集合一系列服务实现特定场景用户需求,典型的场景服务如夜晚模式、沉浸式影音模式、小憩模式、提神模式、宠物模式、露营模式、女王副驾等。
-
感知服务
感知服务是指通过感知传感器,经过感知算法识别分类后的结果输出,包括基于车端感知传感器、经过感知算法后提供的服务和智能传感器端可以提供的服务,通过调用感知服务,可以直接获取到环境中的实时状态。感知服务是实时状态,根据需要去调取接口获取结果使用,主要的感知服务包括疲劳状态、危险驾驶、乘客在位检测、表情检测、分神状态、年龄检测、手势识别、视线方向、语音输入、健康监测、动作状态、运动、后排儿童、遗留物检测、地址识别等。
六.“生态域”典型应用场景
-
车辆迎宾
用户携带手机靠近汽车,车辆自动开启迎宾模式。比如迎宾模式将触发车外智能灯语,开启座舱氛围灯,自动打开车门。
-
超级流转
进入车辆后,手机与座舱建立连接,手机应用与服务卡片流转到座舱,并与座舱预装应用形成融合桌面;手机正在播放的媒体内容(包括画面、声音及操作控制等)自动流转到座舱中控屏。用户离车时,正在座舱内使用的应用无缝流转回手机。
-
智能场景联动
手机可直接与座舱的智能场景联动。比如用户从手机端启动小憩模式,座舱小憩模式和手机勿扰模式联动开启。配合场景效果,座舱调整显示屏、氛围灯、扬声器等设备,为用户营造舒适的小憩环境。
-
多屏推送
用户可按需将手机上的一个或多个应用推送至座舱的不同显示屏。以实现一台手机为车上多人服务。
-
相册共享
车辆和手机相册互通,可互相访问/操作。并可按用户需求支持个性化设置。
-
一键导航
当用户使用包含地址信息的应用时,可支持点击地址区域,一键设置车载导航目的地。
-
数据共享
一端设备的日程、待办、提醒、文本等数据,可通过生态域框架同步至另一生态域设备。让信息在多端自动同步。
-
游戏增强
当用户运行流转的游戏时,可将游戏的画面、声音、控制分离,手机可以作为游戏手柄,配合座舱优势(车载音效、车载大屏等)为用户带来更好的体验。
-
旅行相册
通过调用车外摄像头,记录沿途风景,帮助用户制作随行相册。
-
视频会议
用户携带手机上车时,手机端的会议智能流转到座舱,离车后会议流回手机,实现同一会议在不同设备终端的无缝流转。