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自动驾驶

自动驾驶技术演变:从单车智能到车路协同

黄震:由于中国的基础设施以及中国的通讯企业在C-V2X上的积极参与和投入,车路协同方案正在发展成为极具中国特色的自动驾驶的解决方案。

【编者按】几年过去了,自动驾驶的落地依然面临技术、环境以及法律方面的挑战,相关领域投融资随之开始降温。自动驾驶究竟前景如何?备受关注的车路协同方案有什么优势?自动驾驶在中国要以什么样的商业模式落地?FT中文网近期组织“自动驾驶在中国”专题,编辑事宜,联系闫曼 man.yan@ftchinese.com

在自动驾驶寒冬的2019年,单车的智能似乎走到了深水区,而智能的车加上智慧的路,也许将是突破的原点。十几年前在欧美蹒跚起步的“车路协同”解决方案,因为通讯技术的突破和进展,正在逐渐重回人们的视野,并在中国获得了发展的催化剂。

车路协同的诞生

“车路协同”并非新近诞生的黑科技,相反已有10多年的历史,起源于V2X技术。V2X意为Vehicle to Everything,意为车辆与一切可能影响车辆的实体实现信息交互,减少事故发生、减缓交通拥堵、降低环境污染等。V2X的主要内容包括车与车交互的V2V,车辆与道路和其他技术设施交互的V2I,以及车辆与行人进行安全警告的V2P。

早在1997年,美国运输部(USDOT)就启动了智能车辆计划(Intelligent Vehicle Initiative),加快防碰撞系统的部署,并且在此基础上,于2003年12月在马德里召开的第十届ITS世界大会上,宣布在5.9GHz分配75MHz频谱进行DSRC(Dedicated Short-Range Communications,专用短距离通信)测试。DSRC技术在一开始就是基于低移动场景的Wi-Fi技术,难以支持高速移动场景。移动速度一旦提高,DSRC信号就开始骤降,同时存在可靠性差、时延抖动较大的问题。目前DSRC支持车速200km/h,反应时间100ms,数据传输速率达到平均12Mbps,传输范围1km。虽然美国交通部已经确认其为V2V标准,欧盟的协同式智能交通系统和日本的V2X也基于DSRC,但是其一直处于测试状态。

而C-V2X更多由电信行业推动,基于蜂窝技术,专为高速移动应用设计,并且对于汽车的应用进行了专门的优化。2015年初由3GPP需求工作组开展研究,2017年6月3GPP完成了第一版的标准。由于C-V2X结合了蜂窝基础设施以及路侧单元(RSU),可以充分利用现有的蜂窝基站,具有部署的成本优势,而且在终端侧可将LTE、V2X的相关芯片进行集成,融合在T-box,形成统一的连接性解决方案。由于其相比较DSRC的诸多优势,其标准获得了5G汽车联盟(5GAA)的支持,高通、英特尔、三星等也发布了芯片提供计划,并逐步推出芯片组。

车路协同相比单车智能的优势

正是由于C-V2X技术的发展以及与汽车行业的深度结合,自动驾驶的部分难题可以得到部分的解决,而且由于中国的基础设施以及中国的通讯企业在C-V2X上的积极参与和投入,车路协同方案正在发展成为极具中国特色的自动驾驶的解决方案。

(1)车路协同形成单车传感器的性能延伸

笔者在上文中提到,任何应用在车上的传感器都有局部的缺陷,需要做多传感器的融合,而众多传感器在车上的集合,又会增加能耗,同时增加单车的成本。

通过车路协同的方式,可以有效减少传感器在车上的应用,相当于把车上的传感器移到路上的传感器,直接获取感知结果。由于C-V2X包括两种通信接口,短距离直接通行接口PC5以及终端和基站之间的长距离通信接口Uu,所以无论是否有网络覆盖,汽车都可以通过PC5接口和其他车辆、路侧单元进行通行,在有蜂窝网络的情况下使用Uu接口。目前国内测试案例中使用的路侧单元,许多都部署在交通灯附近,这样在位置上处于高处,视野广,可以有效的处理遮挡的问题,而且以静止状态探测移动物体,有很高的准确率。而且路侧单元之间还可以进行通行,局部形成网络,从而使得汽车的感知距离可以达到无穷远。

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