基于自动驾驶技术的未来汽车造型设计研究

基于自动驾驶技术的未来汽车造型设计研究

王春琦

长城汽车股份有限公司 河北省 071000

摘  要：随着自动驾驶技术在汽车上的应用与发展，汽车在人们生活中所扮演的角色也由传统的驾驶工具向智能移动生活空间转变。就如同手机和电脑逐渐在简约的外观设计和交互界面之内包含着越来越丰富的交互形式一样，动感的车身姿态不再是汽车必不可需的设计要素，在以空间营造为主的设计理念下，一体化的车身造型是未来汽车设计需要更加关注的地方。通过对传统汽车和自动驾驶汽车造型的综合性分析与比较，研究目前自动驾驶汽车的造型特征，可以为提升我国自动驾驶汽车设计水平起到重要的参考意义。　　关键词：自动驾驶技术;造型设计;结构特征;设计趋势
从自动驾驶技术在汽车上的发展状况以及汽车造型的发展历史入手，分析自动驾驶技术对汽车造型设計的影响，并对现有代表性车型的关键造型特征展开对比与分析。结合汽车造型的设计要素，探究未来自动驾驶汽车的造型设计发展趋势，为基于自动驾驶技术的汽车造型设计提供参考与建议。
　　1 自动驾驶技术在汽车上的发展与应用
　　智能化技术在汽车上的广泛应用使得驾驶员拥有了更安全，更舒适的驾驶体验，其中最典型，也是关注度最高的技术应用就是自动驾驶技术在汽车上的使用。上世纪90年代就已经有学者对自动驾驶汽车展开了理论性研究，卡内基梅隆大学的Dean Pomerleau对神经网络如何辅助汽车识别公路图像并实现自动方向控制的问题做出了相关研究。2009年，谷歌开始对自动驾驶汽车展开实质性研究与测试，该项目后来独立成为现在的waymo公司。2013年，包括奔驰，宝马，通用在内的大型汽车公司都开始展开了对自动驾驶技术的研究项目。2016年，特斯拉和日产都在量产车型上首次使用了L2级别的自动驾驶技术。至此，自动驾驶汽车开始逐渐走向人们的日常生活。
　　自动驾驶是指通过给汽车安装各种感应装置和相关智能软件，主要包括雷达、车载传感器、摄像头以及全球定位导航系统等，从而使汽车实现自动安全行驶的功能。美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）分4级定义汽车的自动化等级，而美国汽车工程学会（SAE）则对自动驾驶程度更为细化的划分为5级。
　　2 汽车造型的发展与影响因素
　　2.1 传统汽车的造型发展
　　随着1885年世界上第一辆三轮汽车的诞生，汽车时至今日已经发展了一百多年的时间，汽车造型的衍变经历了马车形、箱形、甲壳虫形、船形、鱼形、楔型，直到20世纪七十年代以后，汽车的造型才开始向复合型发展，逐渐出现了颠覆式的新车型[5]。目前，SUV，MPV，Crossover这类以复合设计元素为主的车型在中国市场开始逐渐受到人们的追捧，我们通过收集设计较为成功，受众面较广的传统汽车造型并对其进行分析，可以得到各大主机厂旗下车型的设计规律。 　　研究发现，各个品牌的不同车型都有着大量相同的设计元素，尤其是在前脸的设计上有着很强的连续性。奔驰车身上的腰線，肩线，裙线都被刻画的十分明显;宝马在旗下大部分车型上都运用了标志性的双肾格栅和霍尔曼斯特拐角，整体曲线较为流畅;马自达整体运用了魂动的设计理念，车型的曲线相对较为柔和，曲面饱满，A柱位置后移，倾角也较大，有着十分强烈的动势;而大众的设计语言与马自达有着截然不同的特点，其车身上运用的曲线较为锐利，曲面有着明显的切割感，前格栅都使用了明显的贯穿式设计，给人带来一种凌厉的感受。
　　2.2 基于自动驾驶技术的汽车造型分析
　　基于自动驾驶技术的汽车在结构上有着和传统燃油汽车很大的不同，它们不但在动力总成方面都选用了纯电动的驱动形式，传统的中控仪表台与方向盘存在形式都发生了很大的改变，通常的视角限制也不复存在。相对传统汽车而言，纯电动汽车所需要的驱动电机体积要明显小于内燃机，且不再需要离合器、变速箱等结构，但是增加了电池组的使用。所以从结构的角度讲，新能源驱动技术的运用使得汽车对传统发动机舱空间的需求转化为更多的电池布局空间需求;从技术的角度讲，自动驾驶是一种无需人们进行主动驾驶任务的全新出行方式，自动驾驶汽车对于人们而言则会趋向于一个可以移动的空间。这些都使得自动驾驶汽车的整车造型设计存在了更多的可能性。
　　通过对目前已经发布的具备L4及L4级别以上的自动驾驶汽车进行归纳并分析后可以发现，目前自动驾驶汽车以单厢车型居多，且有着明显增加轴距的倾向，其设计也在向我们传达着实用化且注重空间设计的特点。IBM Olli、百度阿波龙、Coast P-1、Muji GACHA、RAC Intellibus在车身侧面都采用了对称的设计，车身曲面的曲率变化普遍较小，是车内空间可以得到最大程度的利用;Aurrigo PodZero、大众Sedric和采埃孚e.GoMover对对称式车身进行了一些改良，设计更加产品化且具有更加强烈的科技感;而奔驰Vision AVTR和奥迪Aicon在造型上使用了与传统轿跑车相似的车身设计，但明显采用了更复杂的设计语言，车身曲面的曲率变化较大且存在较多的曲面转折，从而营造出强烈的视觉冲击力。

　　3 未来汽车的造型趋势与总结
　　相比于传统汽车以发动机作为布置的核心，全新交通工具将会以乘客为核心进行整车布置。如何通过功能化的设计并配合整车布置来达到最高的出行效率，是未来汽车外饰设计的核心。通过上述对比与研究可以发现，传统汽车的造型设计往往十分依赖曲面上的特征线，曲面并不存在比较大的变化空间，曲面上的特征线和整车轮廓线才是设计师重点推敲的设计特征。近年来在依托于自动驾驶技术的概念汽车设计中，“线-面”关系逐渐被“体-面”关系所取代而成为未来汽车造型的发展趋势，其车身特征线更加趋向因体块之间相交而自然形成的分离特征曲面的视觉“痕迹”。
　　在这个趋势下，基于自动驾驶技术的未来汽车会应用更加简洁的轮廓和曲面设计，车身不再依赖复杂的光影关系去营造视觉变化，而是通过更加简洁的光带与分色处理去完成造型信息的传达。未来汽车在车身色彩上也会相应的向“产品化”方向发展，不再一味的追求漆面的金属质感，转而追求温润整洁的质感，采用工业产品简单的黑白灰配色或新型电子产品上明度较高但饱和度较低的配色（如香槟金、天空蓝）。这种由光影雕塑感向温润整洁这种精致感的转变使得未来汽车形成了一种全新的造型风格。如沃尔沃的360C和大众Sedric的车身造型就对这种风格进行了很好的表达。
　　另外由于自动驾驶汽车不再需要具有进气功能的前脸格栅，前脸造型的设计风格可以朝向更简洁的方向发展，同时前脸造型可以通过更多科技元素的展现去满足人们对于智能交互信息的需求，甚至通过光带的效果使汽车变得更加情感化。
　　4 结束语
　　随着全球各大厂商宣布搭载L3级别自动驾驶技术的汽车即将在2020年投入量产，越来越多的车企开始涉足自动驾驶这一领域，麦肯锡预测自动驾驶汽车在2025年可以达到2000亿～1.9万亿美元的产值;根据市场研究公司IHS预测，具备L4级别的自动驾驶汽车可以在2035年达到全年180万辆的年销售量。面对着逐渐走向我们生活的自动驾驶时代，如何重新定义汽车将会是自动驾驶时代的重要议题之一。由于汽车设计是一个系统性设计的过程，其造型设计与技术结构密不可分，目前各大厂商基于自动驾驶技术研发的车型由于动力总成和总布置形式的改变，造型设计的自由度得到了很大的提升。
　　参考文献：
　　[1]邱秀梅.汽车造型设计的系统性原则与未来汽车的发展[J].工业设计，2011（08）：126-127.
　　[2]张抒博.电动乘用车造型发展趋势研究[D].吉林大学，2017.
　　[3]姜允侃.无人驾驶汽车的发展现状及展望[J].微型电脑应用，2019，35（05）：60-64.
　　[4]彭金帅.浅析无人驾驶汽车的关键技术及其未来商业化应用[J].科技创新与应用，2015（25）：46.
　　[5]黄金陵.汽车车身设计[M].北京：机械工业出版社，2007.