语音交互在车载场景中的应用

汽车驾驶体验的智能化升级

自动驾驶技术可谓是当今最为热门的一个话题，同时也是人工智能技术实现落地的重要场景之一。目前我们距离机器全自动驾驶技术的实现还有一定的距离。不过，在自动驾驶技术完全实现之前，人工智能将会首先升级汽车的驾驶体验。本文将尝试梳理语音交互在车载场景中的应用，向读者介绍目前智能驾驶舱和车载语音助手的现状，以及未来的发展趋势。

智能驾驶舱是一个基于人工智能技术实现的概念。它是车载场景中智能驾驶辅助与智能机械化功能控制的结合，主要应用包括汽车娱乐，安全驾驶，自动驾驶和智能导航。

智能车载助手是智能驾驶舱的核心应用，用户能够通过语音与车辆交互。车载智能助手借助最前沿的人工智能技术，为汽车赋予“智能”，使其能够更好的理解驾驶者的需求并为其提供服务。随着技术的不断发展，科幻电影中的场景正在变为现实。

市场规模

随着信息技术，智能系统以及互联网的发展，以语音交互为主的智能驾驶舱概念正在全方面进入应用落地以及投产的高峰。

根据Analysys报告指出，中国的智能驾乘用车的市场占有率已达到了15%，这个数字也将随着全球范围内国家政策的相继推出而进一步增长。根据不完全统计，中国的智能驾驶舱市场规模有望在2020年达到1214亿元，而其2016-2020年的年均增长率则可预计达到25%。

目前，国内外企业普遍看好智能驾驶舱的市场前景，并已开始在产业链各个环节进行布局，以在后续发展中抢占先机。不仅福特，丰田，本田等传统汽车制造行业开始推出整车智能驾驶舱战略，三星，谷歌，苹果等高科技公司也开始发布服务于汽车制造商的智能驾驶舱解决方案

前沿技术

由于在驾驶过程中，驾驶员的手和眼睛都被任务所占据，因此车载场景对于语音的免提交互功能有更高的要求。而人工智能技术恰恰能够帮驾驶者实现与汽车之间的语音交互。

智能驾驶舱通过自然语言理解，语音识别，文字转化语音（TTS），语义解析等技术，将车载语音助手，智能车载多媒体中心和自动化汽车安全维护系统相结合，以实现智能化驾驶体验。

语音交互：

可通过语音识别技术和文字转语音技术将语音声波转化成文字信息进行解析，之后再将解析生成好的内容转化文字信息传达给驾驶员，从而实现语音交互。麦克风阵列技术可以帮助语音识别系统在特殊的驾驶环境下降低特殊的噪音干扰，以提高语音识别的正确率。

语义理解：

自然语言处理技术会对识别到的用户指令进行解析，解析后通过对话管理系统检索适当的回复内容，再通过对话生成系统将答案生成。在车载场景下，可以通过任务型对话系统搭建对话流，通过限定意图下的词槽补全形式和追问内容编辑，实现自然的多轮对话。

状态识别：

以深度学习为基础，结合计算机视觉，语音识别等技术根据驾驶员的表情和声调来判断驾驶员的精神状况并提醒驾驶员保持清醒，避免危险驾驶。

通过学习掌握驾驶员的生活方式和喜好，根据不同的情况向驾驶员提出方案选项，真正变成驾驶员在驾驶过程中得力的助手，实现驾驶员与移动工具的自然交流。

场景与应用

汽车驾驶舱的核心要素是便利，安全和愉悦。围绕着这三个要素，汽车驾驶舱引申出许多应用场景，而其中正在被人工智能技术所赋能包括以下五类：多媒体娱乐，车辆控制，智能导航，驾驶行为监控，车况监控。

（由于智能驾驶舱虽涉及的相关汽车制造领域场景繁多，本篇文章只包含部分有应用案例落地并投产的领域与场景，故并未囊括如芯片制造，传感器监控等热门场景）

在多媒体娱乐方面：

播放音乐，广播电台或播客的能力是智能语音助理最常见的用例之一。特别是在开车时，人们喜欢听一些音频节目。这为汽车制造商，娱乐场所和语音助理提供商提供了一个推广车辆使用案例的机会。除了简单的播放，暂停和切换歌曲等功能外，还有更多个性化的功能尚待开发。例如，快速选择要收听的内容，或播放音频的指定内容的一部分。

在车辆控制功能方面：

基本功能包括调节车内空调温度，调整车窗，调整后视镜，甚至可以切换驾驶模式，变换档位。智能车辆控制系统可以帮助驾驶者更加自如的掌控汽车，让驾驶者将注意力集中在汽车驾驶的任务上，从而提高驾驶汽车的安全性。

不过，像变换档位这样的功能实现起来相对难度较大，需要一套新的，有效的交互设计方案，以确保新交互的安全性和有效性。

在智能导航方面：

语音交互只是一个实现功能的入口，系统会理解驾驶员的语音指令，并提供有效的导航服务。

除了被动的帮助驾驶员提供导航服务之外，智能导航系统还可以为驾驶者提供目的地推荐和行程规划的服务。导航系统将整合工作单位，餐厅，商场，游乐场所，以及旅游景点的数据信息，自动为驾驶者安排行程规划供驾驶者参考。汽车将会为其驾驶者量身定制生活规划服务，将便捷与高效的生活方式带给其主人。

在驾驶行为监控方面：

汽车可以通过对驾驶者面部状态的识别而判断其精神状态，在适当的时候提醒驾驶者打起精神，以避免交通事故的发生。

除了面部状态识别之外，还可以对司机驾驶汽车的时长，驾驶行为表现等数据进行分析。如果发现驾驶者的驾驶时间过长，或是频繁出现压线行驶和紧急刹车等情况，汽车也会及时的给予驾驶者语音反馈，使其保持清醒。

在车况监控方面：

驾驶者在驾驶过程中可以随时与汽车进行交谈并询问有关车辆状况的任何信息，包括汽车每个模块的性能和状态，如车轮的胎压，水箱的温度，冷却剂和机油的水平等。

实时的监控可以帮助驾驶者发现汽车的问题，并及时的作出恰当的处理，避免意外的发生。

另外，当汽车自己检测到问题时，会主动以语音交互的形式提醒驾驶者。

产品形态

智能驾驶舱系统的产品形态分为三个部分：

汽车厂和汽车制造商，将先进的技术应用到汽车的驾驶舱中。
科技巨头，为驾驶场景提供最尖端的语音交互解决方案和人工智能服务。
创业公司，开发各种智能驾驶相关的便携硬件和软件服务。

这三类产品形态各有千秋，同时也都存在着各自的问题和短板。

传统车厂：内置智能系统

许多大型汽车制造商都在尝试独立开发自己的智能驾驶解决方案。在提高汽车性能的同时，汽车制造商也在努力改善驾驶舱内的体验，以提高市场竞争力。

车厂开发的技术可以更好地与汽车兼容，然而，汽车厂没有强大的相关研发能力，语音交互相关的人工智能技术并不是汽车厂强项。因此，汽车厂开发的解决方案相对简单，缺乏创新。

科技巨头：平台解决方案

目前，几乎所有科技巨头公司都在为汽车提供智能驾驶解决方案，例如，苹果、谷歌、亚马逊、Nuance、阿里巴巴和百度都为智能驾驶舱创建了平台和操作系统。与大型科技公司的合作对于汽车制造商来说是一个很好的选择。平台和系统可以将其技术和服务集成到汽车专用操作系统中，为汽车驾驶员提供完整的智能驾驶体验。

技术巨头凭借其先进的技术研发能力和与汽车制造商的紧密合作，有效的优化了相关产品和服务的质量。但是，为了快速抢占市场，科技巨头公司通常更愿意提供通用类型的平台服务，很难为不同的车厂提供定制化服务。

初创公司：软/硬件服务

有许多初创公司也在为汽车提供智能驾驶体验或相关服务。

初创公司提供的服务通常包括两个部分：外部集成硬件与软件应用程序。常见的方法是，通过将外部硬件与汽车连接，在通过软件服务来优化汽车驾驶舱的性能，将普通汽车变成智能汽车。

这些初创公司的服务和产品非常灵活，通常可以在指定的场景和特定的需求中为用户提供定制化的服务。然而，这类服务往往需要一些额外的操作和硬件设备的支持。另外，初创公司提供的技术解决方案与大部分汽车存在兼容性的限制。

结语

无论是汽车制造商，技术巨头还是创业公司，都致力于为人们提供更安全，更易于操作和更多样化的汽车驾驶体验。汽车制造商在安全性和易操作性方面具有优势，而技术公司在灵活性和多样性方面做得更好。

从目前的发展趋势来看，智能汽车驾驶舱的发展方向主要集中在三个方面：更大的屏幕，自动化的控制界面，以及语音交互。

目前智能车载系统的功能仍然非常有限。在垂直应用场景中，语音交互的体验和技术的稳定性仍有很大的提升空间。随着人工智能技术的持续进步和5G网络技术的普及，智能汽车相关产业的上下游市场将会迎来前所未有的发展。智能驾驶舱会与自动驾驶解决方案共同颠覆汽车行业，而作为功能体验入口的智能车载助手必将在未来几年中成为语音交互，自然语言理解等人工智能技术的重要落地场景。