车载智能系统开发需求说明书

车载智能系统开发需求说明书一、项目背景与开发目标（一）项目背景智能网联汽车产业的技术迭代与用户需求升级，推动车载系统从“工具型”向“智能服务型”演进。政策端，《智能网联汽车技术路线图》《汽车数据安全管理规定》等文件加速行业标准化；市场端，用户对多模态交互、主动安全、车联网服务的需求成为购车核心决策因素。在此背景下，开发具备全场景服务能力的车载智能系统，既是车企差异化竞争的关键，也是支撑车辆全生命周期OTA迭代的技术基础。（二）开发目标1.体验升级：构建“语音+触控+手势”多模态交互体系，实现核心功能“零层级”操作（驾驶时触达≤2步），降低用户认知负荷。2.安全增强：集成L2+级智能驾驶辅助（ACC、LKA、AEB等），通过ISO____ASIL-B级功能安全设计，将系统故障风险降至行业领先水平。3.生态拓展：支持车联网服务（远程控车、在线导航、娱乐流媒体），并通过OTA实现功能持续迭代，适配未来5年技术演进。4.硬件兼容：兼容高通8155、地平线征程3/5等主流车规芯片，适配单目/双目摄像头、多雷达等传感器配置，覆盖燃油、纯电、混动车型。二、需求范围定义（一）系统边界车载智能系统包含软件层（操作系统、中间件、应用层）、硬件层（车机、传感器、通信模块）、服务层（云端平台、第三方接口），需与车辆CAN总线、手机APP、云端服务器交互，但不涉及动力、底盘系统的底层控制（仅读取状态数据）。（二）核心模块1.智能交互：语音（多轮对话、方言识别）、触控（极简层级、盲操设计）、手势（悬停唤醒、滑动切换）、多屏联动（仪表、中控、HUD）。2.驾驶辅助：自适应巡航（ACC）、车道保持（LKA）、自动紧急制动（AEB）、盲区监测（BSD）。3.车联网服务：远程控制（车门、空调、充电）、在线导航（实时路况、POI推荐）、娱乐（音乐/视频流媒体）、OTA升级。4.车辆管理：故障诊断（OBD解析）、能耗监测（续航预测）、用户账户（多账户切换、偏好同步）。三、功能需求详述（一）智能交互模块1.语音交互唤醒与响应：支持自定义唤醒词（默认“你好，XX”），唤醒响应≤500ms；支持5轮上下文对话，覆盖普通话、粤语、四川话等主流方言识别。功能覆盖：控制车辆（空调、车窗、座椅）、导航（目的地搜索、路线规划）、娱乐（音乐/电台切换）、信息查询（天气、新闻）；支持“可见即可说”（中控屏界面元素语音操控）。2.触控交互界面设计：采用“卡片式+固定热区”设计，驾驶时核心功能（导航、空调、音乐）操作路径≤2步；支持分屏显示（如导航+音乐并行），屏幕响应≤300ms（点击/滑动无卡顿）。交互逻辑：长按快捷操作（如长按空调图标弹出温度条）、拖拽调节（音量/亮度滑块）；误触高风险操作（如“恢复出厂设置”）需二次确认。3.手势交互基础手势：左右滑动切换界面、捏合缩放地图、悬停（手部悬停中控屏上方10cm内唤醒语音）。安全约束：手势操作仅在“车速≤30km/h”或“P档”时启用，避免高速分散注意力。（二）智能驾驶辅助模块1.自适应巡航（ACC）工作范围：车速0-130km/h，跟车距离3档可调（近/中/远，对应车距1.5m/3m/5m）。场景适配：支持弯道跟车（曲率半径≥250m）、加塞识别（相邻车道车辆切入时平稳减速/加速）。2.车道保持（LKA）识别精度：车道线识别准确率≥98%（白天/干燥路面），支持虚线、实线、路口导向线；车道线模糊时（如雨夜），通过车辆轨迹预测辅助保持。干预逻辑：系统持续提供转向力矩，驾驶员接管方向盘（扭矩≥1.5N·m）时，系统退出并提示“请接管方向盘”。3.自动紧急制动（AEB）触发条件：前方障碍物（车辆、行人、自行车）相对速度差≥15km/h，系统先预警（视觉+听觉），1.5s内无操作则自动制动，制动减速度≥0.8g。故障安全：AEB传感器（摄像头/雷达）故障时，中控屏弹出“AEB功能受限”提示，建议“尽快检修”。（三）车联网服务模块1.远程控制控制项：车门解锁/闭锁、空调开关/温度调节、充电启停（新能源车）、车窗升降（需P档）。响应时效：指令下发后，车辆端响应≤5s（网络良好时），支持“定时任务”（如“每天7:00自动开空调”）。2.OTA升级安全机制：升级包双分区备份（A/B分区），升级失败自动回滚；升级包需RSA签名验证，防止恶意篡改。3.在线服务导航服务：实时路况更新（1次/分钟），POI推荐（结合用户习惯/历史轨迹），支持“手机-车机”导航接力（手机规划路线同步至车机）。（四）车辆管理模块1.故障诊断数据采集：实时读取CAN总线数据（发动机转速、故障码等），检测到故障码时，中控屏弹出“系统异常，建议检修”提示，并推送详情至手机APP。历史记录：存储近3个月故障记录，支持“故障码解析”（如“P0123：节气门位置传感器故障”）。2.能耗监测续航预测：结合电量/油量、驾驶习惯、路况，预测剩余续航（误差≤5%），推荐附近充电站/加油站（距离≤5km优先）。能耗分析：按日/周/月统计能耗，生成“驾驶评分”（如“本周平均能耗8.5kWh/100km，击败80%车主”），并给出节能建议。3.用户账户多账户管理：支持5个用户账户，独立存储座椅位置、空调偏好等设置，通过“人脸识别”或“手机蓝牙”自动切换。数据同步：账户数据实时同步至云端，换车时一键迁移。四、非功能需求（一）性能需求2.系统稳定性：7×24小时运行无死机/重启，平均无故障时间（MTBF）≥1000小时。3.资源占用：空闲时内存使用率≤60%、CPU负载≤70%；多任务（导航+音乐+ACC）时内存≤85%、CPU≤90%。（二）兼容性需求1.硬件适配：兼容高通8155、地平线征程3/5、瑞芯微RK3588等芯片；适配单目/双目摄像头、5/7/12雷达等传感器。2.系统适配：支持QNX、AndroidAutomotiveOS、Linux；兼容CarPlay、HiCar、AndroidAuto。3.服务适配：支持百度/高德双导航引擎切换；兼容网易云音乐、腾讯视频等第三方接口。（三）可维护性需求1.模块化设计：功能模块（语音、导航、ADAS）独立封装，通过标准化接口通信，便于后期扩展（如新增手势模块无需修改语音代码）。2.日志与诊断：自动记录操作/故障/性能日志，支持远程上传（用户授权后），便于问题定位。（四）用户体验需求1.界面设计：深色（夜间）、浅色（强光）模式自动切换；图标尺寸≥10mm×10mm（驾驶时易识别）。2.操作逻辑：核心功能支持“盲操”（如空调调节区触感凸起）；重要提示（如AEB预警）全屏显示≥3秒。五、接口需求（一）内部接口模块间通过MQTT协议通信，数据格式为JSON（如`{"intent":"导航到天安门","params":{"poi":"天安门"}}`），通信频率≤10次/秒。（二）外部接口1.CAN总线接口：采用CANFD协议（波特率500kbps），读取车辆速度、故障码等（频率10次/秒）；发送空调、车窗控制指令（响应≤200ms）。3.手机APP接口：WebSocket协议（长连接），支持远程控车、状态同步（延迟≤1s）。六、数据需求（一）数据类型与来源用户数据：账户信息、偏好设置、操作日志（来源：用户输入/系统记录）。车辆数据：行驶数据、故障数据（来源：CAN总线/传感器）。（二）数据存储与安全存储方式：用户偏好、离线地图本地加密（AES-256）；账户、故障记录云端存储（阿里云/华为云，等保三级）。数据加密：传输采用TLS1.3（用户数据）、SecOC（车辆数据）；本地存储采用硬件加密模块（TEE）。合规性：遵循《个人信息保护法》，数据最小化采集；提供“数据删除”功能。（三）数据更新与备份更新频率：地图每周更新（增量包≤1GB），娱乐数据实时同步，故障数据实时上传。数据备份：用户数据云端每日备份，车机数据每7天备份（用户授权后）。七、安全需求（一）功能安全故障安全：ADAS故障时自动降级（如LKA切换为“警告模式”），中控屏提示“功能受限”。冗余设计：关键传感器（如ACC雷达）双路供电，单路故障时另一路维持基础功能。（二）信息安全OTA安全：升级包RSA+SHA256签名，验证通过后安装；升级断电自动回滚。通信安全：车机-云端/APP双向认证（证书+密钥），CAN总线采用SecOC协议。（三）隐私保护采集告知：首次使用弹窗告知“采集语音/故障数据优化服务”，用户可选择“同意”或“拒绝”（拒绝不影响基础功能）。数据匿名化：上传的操作/行驶数据匿名化处理（去除手机号、车架号）。八、开发约束（一）技术约束技术栈：QNX（安全关键模块）+AndroidAutomotiveOS（应用层）；AutosarAdaptive中间件；C++（底层）、Java/Kotlin（应用层）。硬件限制：车机RAM≥6GB、ROM≥64GB；传感器符合车规级标准（如摄像头ISO____）。（二）时间约束开发周期：需求分析（2周）→设计（4周）→开发（12周）→测试（6周）→交付（2周），总周期26周。里程碑：第6周完成交互模块原型，第18周完成ADAS集成测试，第24周完成整车验证。（三）资源约束人力：需求2人、设计3人、开发（嵌入式2+Android3+算法3）、测试（功能2+性能1+安全1）。硬件：测试车3台（燃油/纯电/混动）、开发服务器（16核+64GB）2台。（四）合规约束功能安全：ADAS模块ISO____ASIL-B级，系统级ASIL-D级。数据安全：遵循《汽车数据安全管理规定》，用户数据存储于国内服务器。九、验收标准（一）功能验收交互：语音识别准确率≥95%（安静）、≥90%（嘈杂）；触控响应≤300ms，手势识别≥98%。ADAS：ACC跟车距离误差≤0.5m，LKA预警准确率≥99%，AEB触发准确率≥95%。服务：远程控车≤5s，OTA成功率≥99%，导航POI搜索≥98%。（二）性能验收响应时效：语音唤醒≤500ms，导航启动≤2s，多任务运行无卡顿（FPS≥30）。稳定性：7×24小时运行无死机，MTBF≥1000小时；连续OTA升级10次无失败。（三）安全验收功能安全：ADAS故障降级策略有效，故障日志可追溯。信息安全：通过渗透测试（OTA/CAN总线攻击），用户数据加密合规。（四）用户验收体验测试：50名用户实车测试2周，满意度≥90%（交互/安全/服务评分≥4.5/5）。合规审计：通过第三方“数据安全审计”“功能安全认证”，获取ISO____、等保三级证书。十、附录（一）术语定义ADAS：高级驾驶辅助系统，通过传感器与算法辅助安全驾驶。CAN总线：车辆内部通信总线，传输传感器/执行器数据。（二）参考文档1.《智能网联汽车技术路线图2.0》（工信部）2.《ISO____功