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要实现真正的自动驾驶,靠的是它!

ml8z_IV_Technol 来源:未知 作者:胡薇 2018-09-04 08:55 次阅读

要实现真正的自动驾驶,把车和周围一切连接在一起靠的就是V2X,而C-V2X是其中更有前途的一种。

近年来,自动驾驶在汽车界越来越热,无论是新势力,还是旧势力,都在把自动驾驶作为未来汽车发展方向而努力。

老司机都知道,开车时,要尽可能往远了看,以便前方道路出现情况时,留出更多的时间做出反应。

即使武装了摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等众多装备组成的环境感知系统,自动驾驶车辆比人眼看到的视域也远不了多少,而且各种传感器还都有局限性,比如摄像头容易受光线强弱的影响,激光雷达怕坏天气和烟尘,毫米波雷达怕雨、雾等高湿环境。

这些传感器仅仅是对人的视线的增强,在目前流行的ADAS系统中也有运用,在驾驶员走神的时候可以发挥很大作用,但是对于人类视线范围之外的地方,这些传感器就无能为力了。

这种情况下,就要有其他的设施来支持了。自动驾驶汽车作为智慧交通系统工程的一个组成部分,只有在汽车与其他交通参与者都发生联系,实现实时互动之后,才有可能实现真正的自动驾驶,而把这一切连接在一起的就是车联网,也就是V2X, Vehicle To Everything。

V2X的路线之争

V2X通过整合全球定位系统(GPS)导航威廉希尔官方网站 、车对车交流威廉希尔官方网站 、无线通信及远程感应威廉希尔官方网站 奠定了新的汽车威廉希尔官方网站 发展方向,可以实现车和其他一切实体之间的信息交互,从而获取实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息,提高驾驶安全性和交通效率。

V2X的研发目前业内有两套方案:DSRC(dedicated short range communication,专用短程通信威廉希尔官方网站 )和C-V2X(Cellular-Vehicle To Everything蜂窝车联网)。这两种威廉希尔官方网站 都设计于5.9 GHzITS频段上运行,并且都能够独立于蜂窝无线网络进行工作。

DSRC以IEEE802.11p为基础,从Wi-Fi无线局域网标准开发而成,美国在1999年率先分配了5.9GHz 频段内的 75MHz 频谱,引导企业和行业在这个频段上开发车和车的直接通信威廉希尔官方网站 ,避免交通事故。2008年IEEE和SAE联合制定了DSRC标准。

DSRC起步早,目前已被美国交通部确认为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DSRC的性能不是很稳定,所以一直处于测试阶段。

2014年,美国多次组织大规模DSRC的现场测试,花了三年去验证这个威廉希尔官方网站 放到车上是不是能够改善交通、避免交通事故的发生。结果令人振奋,DSRC确实可以把事故、尤其是致死事故率降低到原来的1/7。

但是大家也发现,基于Wi-Fi改进的DSRC威廉希尔官方网站 太陈旧了,虽然业界包括高通在DSRC的增强上做了大量工作,但移动速度一旦提高,尤其达到200公里/时,DSRC信号的衰减就会非常快,因此它并不适用于高速场景。

C-V2X基于蜂窝威廉希尔官方网站 ,是专为高速移动应用设计的一种通信威廉希尔官方网站 ,对汽车应用进行了专门的优化。C-V2X在高数据量信息共享方面提供了充分的威廉希尔官方网站 支持,包括宽带载波支持、超低延迟和高可靠性等,并且所有的功能都可以基于新车已经内置的蜂窝调制解调器来实现,同时包含了802.11p 的实际应用经验和无线通信的基础进展内容。2017年6月3GPP完成了第一版的标准。

C-V2X目前关键指标:传输带宽最高可扩展至100MHz,峰值速率上行500Mbps,下行1Gbps,用户面时延≤10ms,控制面时延≤50ms,支持车速 500km/h,覆盖范围与 LTE 范围类似。

C-V2X包括了V2V(vehicle-to-vehicle,车-车)、V2I(vehicle-to-infrastructure,车-基础设施)、V2P(vehicle-to-pedestrian,车-行人)的直接通信,也包括V2N(vehicle-to-network,车-互联网),能够很好地适应不同的应用场景。

V2N是我们所熟悉的或正在使用的,就是通过移动网络,连接到云服务器,使用云服务器提供的导航、娱乐、防盗等应用功能,随着5G的到来,它的功能会不断增强。

C-V2X 中的V2V、V2I 和 V2P,采用的是设备间的直接通信,就像我们平时用的手台,不依赖蜂窝网络的协助或覆盖,就可支持实时安全信息交换,从而提供了扩展的通信范围和增强的可靠性。

V2V是指车与车之间的沟通,在一定距离内彼此沟通信息。利用信息的充分共享,V2V可以有效增强ADAS(高级驾驶辅助系统)的功能,帮助在附近行驶的车辆更主动地规划驾驶行为及路径,避免事故的发生。

V2I,指的是车和基础设施之间的信息沟通。I代表Infrastructure,指路边的基础设施,包括信号灯、限速标志等。有了V2I,在车辆经过限速变化路段时,这些限速标志的信息会被“广播”出来,你的车如果能接收到相关提示,就不会莫名奇妙地被扣分了。

V2P指的是车辆与道路上行人或非机动车的信息沟通。前不久,美国有一辆Uber自动驾驶测试车辆撞死了横穿马路的行人。如果那位女士身上佩戴了V2P(车-行人)装置,那穿越马路的时候,就可以播放信息提示同样装备了C-V2X的经过车辆,从而避免事故的发生。

C-V2X相对于DSRC的优势

在前不久进行的Qualcomm C-V2X威廉希尔官方网站 媒体沙龙上,高通威廉希尔官方网站 标准高级总监李俨博士向记者介绍:

C-V2X更适合高速移动场景。在相对速度高达500公里/时的速度下仍然可以实现可靠的通信、可靠的信息传递、进行可靠的预警,而DSRC在速度达到200公里/时的情况下,信号的衰减就会非常快。

C-V2X通信有效距离范围可以达到DSRC的两倍以上。因此,C-V2X还获得铁路系统的青睐,希望能够在5.9GHz这个频段上用这个威廉希尔官方网站 支持铁路的直连应用。

C-V2X安全性能更高、更一致。因为它延续了蜂窝移动网络的认证体系架构,当最小性能认证得到保障之后,所有汽车厂商只要能满足最小性能要求,产品上路就可以实现互联互通,这样就可以把整个生态系统建立起来。

C-V2X可以很好地适应即将到来的 5G 新空口特性,为自动驾驶和先进应用提供高吞吐量、宽带载波支持、超低延迟和高可靠性。

如果想做真正全自动的驾驶,不光自己的车能力很强,周边的车辆也要感知能力。C-V2X的解决方法是,让车辆把感知的情况实时分享出来,让那些没有配备先进传感器的车辆通过广播了解整个道路的状况,使整个道路变得可预测性更强,实现更可靠的自动驾驶。

C-V2X还有一个很重要的优势就是成本效益。DSRC组网需要新建大量路侧单元(RSU,Road Side Unit),基站设备新建成本较大,硬件产品成本也比较高。而C-V2X可以集成在现有的蜂窝基站里面。今天中国的基站数量很大,5G来了之后,基站的数量还会增大,因此我们可以对基站进行改造,把C-V2X 基础设施加进去,从而实现部署成本最优。

在终端侧,C-V2X可以将LTE、V2X的相关芯片集成在一起,装在T-box里面,形成统一的连接性解决方案。大量没有前装C-V2X设备的车辆,可以通过加装T-box,连到C-V2X车联网中,从这个角度来讲,成本也是最优的。

C-V2X在国际上的发展

C-V2X产业链主要包括通信芯片、通信模组、终端与设备、整车制造、解决方案、测试验证以及运营与服务等环节,这其中包括了芯片厂商、设备厂商、主机厂、方案商、电信运营商等众多参与方。

如考虑到实现完整的C-V2X应用,还需要若干产业支撑环节,主要包括科研院所、标准组织、投资机构以及关联的威廉希尔官方网站 与产业。

支持LTE-V2X的3GPP R14版本标准已于2017年正式发布;支持LTE-V2X增强(LTE-eV2X)的3GPP R15版本标准于2018年6月正式完成;支持5G-V2X的3GPP R16+版本标准宣布于2018年6月启动研究,将与以前的标准形成互补关系。

C-V2X由于威廉希尔官方网站 更新,更适合高速移动的优势,已经获得了广泛汽车生态系统的支持,包括快速增长的全球行业组织——5G汽车联盟(5GAA)。

它的创始成员包括德国的三家车企(奔驰、奥迪、宝马),还包括高通、爱立信等五家通信企业。2017年年初的时候共有七十多个成员,现在已经有近百家成员企业。全球领先的汽车企业、电信运营商、公路运营商、部件厂商、模组厂商都在这个组织里。

C-V2X在我国的发展

我国于2015 年启动了基于 C-V2X 威廉希尔官方网站 的车联网频谱研究, 2016 年 11 月工信部正式划分5905-5925MHz 用于 C-V2X 威廉希尔官方网站 试验,并通过北京-保定、重庆、浙江、吉林、湖北、上海、无锡等车联网示范区开展测试和实验验证。

2016 年11 月,大唐基于自主研发的芯片级解决方案发布了 C-V2X 车载终端和路侧通信测试设备。

华为在2016年推出支持 C-V2X 的车载终端原型机,并在 2018 年世界移动大会·上海首次对外解读C-V2X车联网的战略,并发布首款商用C-V2X解决方案RSU(路边单元)。

2017年底,中国LTE-V2X相关标准于基本完成,包括LTE-V2X体系架构、频谱、空中接口、网络层与应用层、安全等。

2018年1月5日,国家发改委公布《智能汽车创新发展战略》征求意见稿,到2020年智能汽车新车占比达到50%,大城市、高速公路的LTE-V2X覆盖率达到90%,北斗高精度时空服务实现全覆盖,到2025年, 5G-V2X基本满足智能汽车发展需要等相关要求。

2018年6月底,工信部下属中国信通院在官网上发布了由IMT-2020(5G)推进组编写的《C-V2X白皮书》。

在通信芯片研制方面,大唐电信已发布PC5 Mode 4模式的LTE-V2X测试芯片模组;华为也已发布了支持包括LTE-V2X在内的多模4.5G LTE调制解调芯片Balong 765。

在通信模组方面,大唐、华为等芯片企业都将提供基于各自芯片的通信模组;中兴通讯也计划于2018年发布基于高通芯片的LTE-V2X测试模组;上海移远通信也计划推出基于高通9150芯片的通信模组。

在终端与设备方面,大唐、华为、东软、星云互联、千方科技、车网互联、万集科技等企业均可提供支持LTE-V2X的OBU和RSU通信终端产品。

在通信基站方面,华为已推出测试用LTE-V2X基站。中兴将于2018年提供测试用LTE-V2X基站。上海诺基亚贝尔也将提供LTE+MEC的基站产品,支持V2I类应用。

中国一汽、上汽、江淮汽车、众泰汽车、长城汽车等实现了LTE-V2V、V2I、V2P应用,并与东软、大唐、ALPS、大陆等合作进行了示范演示。众泰新能源汽车正在建设融合了LTE-V2X应用和ADAS威廉希尔官方网站 的小镇无人驾驶解决方案。

C-V2X的商业化前景

迄今为止,全球都没有商用的DSRC系统,除了日本有局部的部署。DSRC这个威廉希尔官方网站 已经开发了很多年,但时间长并不等于成熟。

虽然C-V2X标准2017年6月份才全部完成,但是过去一年里,产业已经发生了巨大变化。高通等芯片厂商和主机厂商、部件厂商合作,在全球内做了大量的测试和验证。

据高通公司预计,2019年底、2020年初,会看到支持C-V2X的量产车上市。如果考虑汽车行业的开发周期,现在开始开发,两到三年生产,基本上DSRC和C-V2X上市的时间从商业角度来讲,基本是一致的。

C-V2X是目前唯一一项遵循全球3GPP标准的V2X威廉希尔官方网站 ,并支持持续演进以实现对5G前向兼容;从威廉希尔官方网站 提出,就得到了汽车行业和交通行业,包括快速增长的5G汽车联盟在内的全球汽车生态系统的广泛支持。

我国拥有全球最大的LTE网络,我国企业在 3GPP 中主导了部分C-V2X标准的制定及后续演进威廉希尔官方网站 的研究,基于蜂窝网络的C-V2X与目前的4G和未来的5G网络都可以复用,部署成本低。这些因素让C-V2X将成为中国车联网的首选解决方案。

不过,C-V2X的布署是个非常大的系统工程,涉及行业、企业众多,仍有诸多问题需要解决,包括各方利益的平衡,及威廉希尔官方网站 、法规、政策、商业模式等等。C-V2X的真正发挥作用,需要多方面的共同努力,虽然道路是曲折的,但我们相信C-V2X前途是光明的。

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原文标题:还在琢磨摄像头和雷达?玩转自动驾驶真得靠它!

文章出处:【微信号:IV_Technology,微信公众号:智车科技】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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