你知道為什麼5G會和無人駕駛有重要聯繫嗎?

可拉風智車系統


5G是決定無人駕駛技術成敗的關鍵因素

汽車工業發展的兩個方向

現代汽車工業發展方向包含智能化和網聯化,其中智能化就是我們常常說到的ADAS(先進駕駛輔助技術),通過汽車自載的數據信息傳感器和汽車的一些自動控制系統,可以完成對汽車的行為做一些規範或輔助,比如自動泊車(APS),自動巡航(ACC)、自動緊急剎車(AEB)等。另外網聯化主要是使用高階的V2X技術,實現V2V(車與車)、V2I(車與基礎設施)、V2P(車與行人)、V2R(車與路)、V2N(車與網絡)和V2C(車與雲)信息交互,簡單說就會“車與萬物”的互聯,真正做到讓車具備“千里眼,順風耳”的能力,保證汽車行駛安全。

實際上,汽車的智能化和網聯化是汽車無人駕駛技術的基礎和前奏。移動通信雜談認為真正的無人駕駛是自動駕駛技術中的最高級,即L5級的全自動駕駛,完全自動化,不需要駕駛員。那什麼是自動駕駛,這裡提及到的L5級又是怎麼回事呢?

如上圖所示,自動駕駛按照汽車自動化程度和駕駛員參與操作的程度,可以分為L0-L5一共六個等級,這樣的劃分也是參考了美國SAE(美國汽車工程師學會)的五級安全體系而來。其中L0-L2等級都屬於ADAS,ADAS只是一個駕駛輔助系統,一方面通過監測司機、道路、汽車等實時狀態,判斷是否存在危險隱患後給與司機提醒,另外一方面通過自動控制系統,實現定速巡航,車道保持等。

L3-L5算是比較高階的自動駕駛能力,其中L3是在特定場景下實現自動駕駛,駕駛員監控系統並在必要時進行干預,L4是實現高度自動駕駛但仍然保留方向盤,L5則是完全的自動駕駛連方向盤都沒有了,完全不需要人去操作汽車。

要能實現L3-L5技術落地,必須先構建汽車自身與外界的數據通信系統,才能對汽車控制和狀態有個精準的把控,也就是說汽車在行駛過程中,需要蒐集汽車自身、周圍人、車、物等信息彙集到遠端服務器,然後遠端服務器在根據判斷做出決策性指令,並下發給車輛控制系統,顯然這就需要一套完整的V2X技術。

世界那麼大,在V2X的技術研究方向上,如同移動通信技術一樣,也有兩個不同的技術,一個就是基於短距離通信技術的DSRC,另外一個就是基於蜂窩網絡的C-V2X技術。

DSRC技術主要在歐洲、美國和日本關注較高,起步也較早,標準化進程從2004年就開始了,已經發展出了成熟的技術體系。這種技術是基於Wi-Fi 802.11P作為承載主體,需要在汽車上家裝車載單元(OBU),在路邊建設路側單元(RSU),通過網絡傳輸到ITS平臺。基於DSRC技術的V2X,車速要求不能太高,數據傳輸較慢且距離也很近。

與DSRC技術對應的就是C-V2X技術,這個技術的起步就比較晚了,在2015年3GPP正式啟動了LTE-V技術標準化的研究,目前國內外均進行了較多的研究,如國內的華為、大唐等企業,國外的高通、LG等。C-V2X的優點在於可以利用現有的通信基站,特別是我4G網絡已經部署的想當玩唄,能夠實現低成本、逐層級的改造。另外通信距離較長,信號傳輸速率快使這項技術具備了較高的可研究性。而其侷限性主要在於高速車況下反應延遲時間長,通信安全問題等。

5G與無人駕駛

C-V2X肯定是V2X未來的發展方向,特別是5G到來之後,也隨之演進出NR-V2X。要想實現真正的無人駕駛,5G網絡是必須一個因素。在4G網絡條件下,車輛發出信息到雲端、經數據處理後再傳回車輛,受到時延影響,高速公路上時速120公里的汽車響應距離在7米左右;而按照5G標準,時延將降低到1毫秒,響應距離將縮短到10釐米以內,大大提高自動駕駛的安全性保證。

時延是無人駕駛最致命缺點,因為它是真正決定無人駕駛技術的成敗,5G的超低時延(1ms)很好的解決這點問題,另外無人駕駛技術還會用到哪些5G技術呢?

一、大寬帶高網速。當車輛行駛在交叉路口較多的高速公路上是,汽車能否得到實時地圖和語音提醒很關鍵,而一些實時路況能否上傳到雲端,都要看數據承載的網絡帶寬是否夠大。另外汽車的車載攝像頭,可能還是360°攝像頭,也會不停的拍攝一些高清視頻,這些數據也需要能夠及時傳輸到雲端。

二、網絡切片技術。網絡切換技術是5G網絡的一個重要技術,它就是對業務進行分類,給予不同優先級的業務不同的資源、不同的服務質量,這就是我們常說的QoS。雖然5G系統帶寬夠大和頻譜利用率極高,但是基站資源同樣是有限的,一旦遇到網絡擁塞等情況,自動駕駛將是非常危險,所以將來可以利用5G網絡切片技術,給自動駕駛車輛開闢單獨網絡通路,保證這條通路的數據暢通無阻。

三、邊緣技術技術。5G的邊緣計算技術就是把數據計算和存儲中心,下沉或分散到數據源更近的地方,這樣做的好處,除了時延更小,網絡穩定性更高,而且還會降低大量數據傳輸給網絡帶來的負荷,這一點對於無人駕駛技術非常重要。


綜上所述,無人駕駛作為自動駕駛技術巔峰等級,以現有的LTE-V2X技術,根本不可能實現,而未來的5G網絡將會助力無人駕駛技術正在落地。

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移動通信雜談


據估計,物聯網設備將迅速增長至百億規模,涵蓋智能淋浴設備、智能冰箱,甚至智能遊輪。而且,如英特爾在最近於加利福尼亞州聖荷西舉行的無人駕駛汽車大賽所展示的,物聯網很快還將擴張至智能汽車領域。

不過英特爾知道,在此之前,還需要比現在的LTE數據傳輸速率快得多的網絡。英特爾公司通信與設備事業部5G業務與技術總經理Rob Topol認為,5G無線網絡對於無人駕駛汽車就像氧氣一般重要。

英特爾目前正在研發傳輸速率可達Gb/s的5G無線調制解調器芯片,用於未來的無線網絡數據傳輸,最早將於2020年面市。Topol相信,未來無人駕駛汽車可以通過無線網絡與基站通信,基站則可以幫助汽車處理傳感器、安全等相關信息,並將結果迅速反饋給車輛。

Topol 說道:“我們正在演示的是一種叫做V to X的能力,即車輛to基站、車輛to行人、車輛to車輛。藉助工具和網絡使車輛看到車輛本身的機制所無法看到的事物。”

以下是訪談的全部內容:

VB:我們現在處於5G時間表的哪個位置?

Rob Topol:過去一年半的時間裡,我們做了很多5G方面的工作。最開始是開發空中接口,觀察它在設備和核心接入網絡之間如何工作。我們從試用規範著手,嘗試調製和通道編碼等,初步建立了新的無線信號。預計將在一到兩年時間內完成試用規範。

接下來的工作都建立在這一基礎之上,比如和合作夥伴測試並制定方案,將它標準化,並最終作為文稿提交。英特爾和其他公司將提交各自的方案,3GPP會對這些不同的方案進行投票,第一輪投票將於今年晚些時候舉行。12月將制定NR規範,並於2018年第三季度正式公佈。

空口(NR)規範確立之後,企業將圍繞調制解調器和網絡設備展開研究。直到NR規範最終公佈,相關企業才會收到網絡運營商和基站公司的訂單。屆時,英特爾將投產芯片組設計。運營商會在2019年開始推出5G網絡,不過大規模部署要到2020年左右。一般來說,5G標準完全公佈後大約18個月才能看到大規模的網絡部署。

VB:您是如何幫助人們認識5G的重要性,告訴他們什麼迫在眉睫,他們又將從5G中收穫哪些利益的?

Topol:5G與4G不同。4G屬於智能手機時代,具有數據擴散、可連接媒體、可移動性等特點,能夠連接你口袋中的移動設備。5G則超出了智能手機時代。接下來的5-10年,我們周圍將有數十億的聯網設備。當我們把冰箱、汽車、家庭,甚至整個網絡變得更智能時,就產生了計算的需求。不管是為了改善服務模式和用戶體驗,還是蒐集數據用於機器學習和大數據分析,總之越來越多的數據需要通過網絡傳輸。

我們認為,5G技術是能夠幫助其他垂直行業成長的平臺。我們已經看到了5G在無人駕駛、家庭和企業智能化領域的廣闊前景,同時不斷探索5G在工業自動化領域的應用。

我們儘可能早地向大眾展示儘可能多的應用案例。我們向汽車公司展示車輛上5G技術,讓他們瞭解數據在車輛中的傳輸方式;汽車的工作方式、安全性、帶寬,以及用戶體驗都將發生改變。駕駛員無需全神貫注,思考汽車要去哪裡,在做些什麼。隨著駕駛員得到解放,汽車對帶寬的要求將呈指數級增長。

在工業自動化領域,我們也在做相同的努力。我們和GE、霍尼韋爾、愛立信達成合作,建立了一項5G創新者計劃。我們正在思考未來工廠是什麼樣子的,以何種方式運行,並努力向大眾傳遞這一願景。我們還將關注5G對無人機、家庭和企業,以及媒體觀看體驗的影響。我們目前正在和媒體公司合作,研究視頻拍攝、傳播以及消費的方式。這是我們創新計劃關注的另一大領域。

VB:我看過很多探討“5G對全球經濟影響到底有多大”的報道。對於這一點,您是如何看待的?5G會引起社會變革嗎?

Topol:5G開啟了新的商業模式。更加智能的城市、更加高效的工廠以及無人駕駛的汽車,這些都將改變我們的行為模式、習慣,以及決定我們能用自己的時間做些什麼。我認為5G將開啟眾多新的商機,主要是因為那些從我們周圍的智能聯網設備蒐集而來的數據。分析、計算和蒐集數據的能力將使我們在佈局城市,建立工廠,駕駛汽車以及其他事情方面變得更加智能化。

總之,機會眾多。我們的工作重點是圍繞這些應用提供技術基準和使用範例。我們堅信,我們的合作伙伴將圍繞它建立良好的商業模式。

從一開始我們的戰略就是打造端到端的能力。英特爾是唯一一家銷售從核心處理器、網絡到雲和數據中心的解決方案的企業。我們改造垂直領域的能力令人歎服。

我們可以進行快速的試驗和原型開發,並最終轉化為商業解決方案。這就是為什麼合作伙伴願意加入我們,和我們一起工作的原因。

VB:此前我們曾經談到,5G的高帶寬為改變計算方式提供了可能性。計算既可以在雲端也可以在邊緣進行。但隨著對帶寬的需求不斷增加,網絡又會再次陷入擁堵,至少在4G時代是這樣子的。當每個人都在智能手機上觀看視頻時,語音通話質量就受到了影響。

Topol:確實如此。不過有兩到三種方法可以解決或緩解這一問題。第一種方法是拓展頻譜。可用於通訊的頻段還有很多。我們可以開放更多6Ghz以下的低頻頻段以及毫米波,通過頻譜分配來增加額外的帶寬。我們正在全球努力倡導這一點,試圖將毫米波的某些部分以及6Ghz以下的某些頻譜定為全球通用的頻段。從設計角度來說,這一頻段的產品設計相對容易,同時能帶來更好的用戶體驗。

第二個是減少網絡負擔。我們此前曾提到機器與機器間的通訊。制定5G協議不只是為了更大的信道和更高的帶寬,更是為了支持更多機器與機器之間的通訊。這些機器不需要通過本地接入點或基站進行通信,他們可以直接相互溝通。這大大減輕了網絡的負擔。

第三是英特爾開創的一些網絡轉型技術。一個是移動邊緣計算,它將更多的緩存和內容放在網絡的邊緣。不必通過網絡和雲端訪問就能檢索這些信息。

另一個是網絡切片技術。當我們朝著軟件定義的網絡發展時,可以按照業務模式或垂直領域對網絡進行劃分。對於汽車來說,我們可以單獨劃分車輛連接基站、蜂窩塔以及網絡的方式。舉例來說,校園裡的網絡十分繁忙,數以百計的大學生正在使用流媒體或者下載媒體文件。當你開車路過時,肯定不希望因此影響道車輛的安全性能。這時候網絡切片技術就十分重要。

VB:您曾經演示過一個無人駕駛汽車的案例,車上有拍攝視頻的攝像頭,可以對交通狀況進行分析,向車輛提醒前方的危險。在5G網絡設置中,這個案例是如何工作的?

Topol:無人駕駛汽車上有很多雷達或者計算機視覺工具之類的設備,幫助車輛弄清楚周圍發生了什麼。我們通過該案例展示的是一種叫做V-to-X的能力——車輛to基站、車輛to行人,以及車輛to車輛。藉助工具和網絡使車輛看到車輛本身的機制所無法看到的事物。

V-to-X可以對汽車中已經存在的無人駕駛功能起到補充作用,帶來額外的安全性、效率,並規劃正確的駕駛路徑。當5G時代來臨,我們建立了一個網絡協議,在這個協議中機器可以直接交流(必要時通過網絡),而且還可以被車輛等移動設備快速訪問,我們將看到V-to-X技術蓬勃發展。這項技術在4G時代已經初現端倪,但到5G時代才會蓬勃發展。

VB:上述例子看起來更像是本地通信,不會對網絡造成巨大的壓力,是這樣嗎?

Topol: 是的。不過它還可以進一步連接到網絡中去。如果其中有對交通安全、公共部門或者汽車製造商有價值的信息,那麼就會進入網絡。

VB:您認為5G還有哪些賣點?其最有價值的應用是什麼?

Topol:這很難回答。因為當我們創建一個這樣的空中接口時,通常是基於已知的使用案例,但體現其價值以及用戶從中受益的,往往是未知的使用案例。我們通常會盡力創建擁有最大靈活性的空中接口,設定遠高於今天需求的帶寬和延遲標準。

假如回顧LTE的發展歷程——假如我們是在十年前進行這次採訪,那麼我會談到一些LTE的使用場景,但其中很可能不包括智能手機。當時智能手機出貨量還很小,被人們看做新鮮事物。我們中的大部分人還在使用PDA。我們可以看到十年間發生了什麼,看到觸控技術、數據、應用程序、媒體和遊戲是如何改變我們看待移動性的方式,以及我們隨身攜帶的產品的性能的。

我們認為汽車將在未來5-6年間發生重大改變。屆時,我們將在車上獲得家庭和辦公室般的體驗。汽車將成為生產和娛樂的場所。我們同樣看到了5G將給無人機帶來的巨大性能提升,不管是對專業消費者,還是用無人機航拍的業餘消費者。無人機比賽中,無人機飛行的里程往往要超出WiFi的覆蓋範圍;工業應用中的物流配送和遠程觀察同樣如此,而這些正是5G的用武之地。

5G在固定區域的無線網絡中同樣重要,它可以幫助我們擺脫公司的光纖電纜的限制。不過說實話,也存在未知因素。一個很大的未知因素是,5G將如何影響媒體體驗。我們正在和幾家媒體企業合作。目前我們只看到了VR的冰山一角。當你談論增強和混合現實,或進一步談到協作增強現實,即兩個以上的人在同一個混合現實環境中工作時,你事實上正在談論拍攝這些圖像的複雜性。

整合這些圖像並在兩個人間傳輸是一件浩大的工程,不過5G網絡和空中接口為它打開了大門。5G可以提供數Gb每秒的帶寬和低延遲。當你戴上VR頭顯時,有時候可能會覺得頭暈,或者覺得圖像不對勁,最主要的原因往往就是延遲。將網絡邊緣的延遲縮短到一毫秒將帶來非常流暢的體驗,沒有絲毫暈車或類似的感覺。

媒體制作和改善觀看體驗是5G的絕佳機會。不過,目前我們只看到了冰山一角。

VB:您是否認為在5G的準備工作方面,美國和其他國家及地區一樣優秀?

Topol:是的。我們在確保毫米波譜可用的實驗許可證和試驗方面取得了長足進展。不過,美國確保了我們可以使用6Ghz以下的頻譜,這一點也很重要。圍繞5G頻譜,很多工作正在展開。我們看到世界上很多地區都看準了6Ghz以下的頻譜以及毫米波。

如果我們繼續探索低於6Ghz的頻譜,那麼我們已經處在了有利位置。這個頻段應用於移動設備相對簡單。毫米波則將首先應用於固定場景,比如家庭和企業等。不過隨著網絡進一步部署,進入5G時代的中後期,毫米波也將成為5G網絡的巨大推力和基礎。

VB:你們有衡量過網絡中立之類的與5G的相關性嗎?

Topol:我們不偏向任何立場。英特爾的立場是建立使用範例以及通信、計算能力背後的平臺。我們平等看待所有合作伙伴。我們正在尋找擁有偉大想法和科技業務的企業,同時也對顛覆者感興趣。5G是一項需要經歷重大顛覆的業務。我們正努力確保我們的樣品和產品兼具現有技術和顛覆的成分。我可能不太適合談論這個問題。不過我必須再強調一次,我們專注於產品。

VB:你們在CES上展示了一款芯片。現在這款芯片進展如何?

Topol:進展很順利。那是一款支持毫米波和6Ghz以下頻段的無線信號收發器。我們發佈了基帶,並將在今年下半年向合作伙伴提供樣品。屆時,我們才能把提供5G功能的大型移動平臺做成更小的模塊和芯片組,安裝到移動設備、無人機和家庭網關中去。它將讓我們變得更加靈活。一切正按部就班。我們將在2018年以後,研發集成4G和5G的多模式解決方案。


逍客逍遙


在主流應用中實現自動駕駛汽車的勢頭正在達到臨界量。特斯拉和豐田等公司目前正在匹茲堡、波士頓和鳳凰城等地的道路上測試自動駕駛汽車。儘管很多人已經對無人駕駛汽車產生了嚴重的擔憂,但之前發生的一起由優步無人駕駛汽車引發的致命事故,讓很多人質疑,無人駕駛汽車是否能安全到讓人們有信心與它們共享我們的道路。

儘管如此,隨著自動駕駛功能的廣泛應用,完全自動駕駛的汽車似乎將出現在我們的道路上,而且可能比人們意識到的更快。更令人驚訝的是,它們也將被認為比人類控制的汽車安全得多。

許多專家認為,要想解鎖自動駕駛汽車技術,就必須大規模採用5G無線通信技術。目前的4G網絡速度雖然足以在線播放全高清內容和玩在線遊戲,但無法支持更安全、更智能的自動駕駛汽車。

第五代無線技術預計將以超快、高可靠和完全響應的網絡連接我們周圍的幾乎所有東西。5G將使我們充分利用人工智能、虛擬現實和物聯網等先進技術的潛力。

自動駕駛汽車使用數百個傳感器使車輛更快、更智能。這些傳感器產生了前所未有的海量數據,遠遠超過任何其他物聯網應用,而處理和分析這些數據量需要比現有4G技術更快的網絡。作為自動駕駛汽車,其系統需要驚人的數據處理能力和速度,需要模仿人類的反應時間。

據Maja Systems公司首席技術官喬伊·拉斯卡爾博士說,未來的自動駕駛汽車將產生近2PB的數據,相當於200萬千兆比特。“就算使用先進的Wi-Fi連接,完成自動駕駛汽車一週的數據傳輸也需要230天,這就是為什麼我們需要更快的ASIC處理技術和產品,”拉斯卡爾說。

全球領先的半導體公司,如英特爾和高通,正朝著一場ASIC革命邁進,將5G頻率的大可用帶寬與新的創新數字無線電和天線架構相結合。簡而言之,這些公司正在開發芯片,將自動駕駛汽車轉變為移動數據中心,讓無人駕駛汽車能夠做出實時、複雜的決策。

市場觀察人士表示,如果全面採用5G,使得網絡速度將比4G快100倍。它將為汽車工業提供令人興奮的可能性,用於車輛對車輛和車輛對一切的連接。此外,該技術的低延遲將使這些車輛在道路上格外安全可靠——比目前由人駕駛的車輛更安全。

5G對自動駕駛汽車至關重要的另一個關鍵原因是,車輛中包含了具體的安全措施。例如,假設一輛自動駕駛汽車由於交通事故造成的交通堵塞而無法行駛。

此時,自動駕駛功能可能會把韁繩交給駕駛員。但是,如果是老年人或殘疾騎手,這是不可能的。出於這個原因,許多科技公司一直在測試遠程操控員,這些操控員都是訓練有素的駕駛員,坐在數英里之外的模擬器中,可以立即接管工作。然而,要實現這一目標,5G提供的穩定、快速的連接將是至關重要的。

此外,5G將為自動駕駛汽車上的乘客提供高質量的信息娛樂服務。它將使通信服務提供商成為自動駕駛汽車的重要合作伙伴,無論是出於數據分析、安全還是娛樂方面的原因。

5G技術進一步提升自動駕駛汽車技術的機會依然存在。對自動駕駛汽車的安全性能進行定期檢查,以探索這些機會。

如果你擔心路上的無人駕駛汽車,想想過去幾十年智能手機設備的演變。在某一時刻,你可能甚至無法想象用一個口袋大小的設備給世界另一端的人打電話。今天,你無法想象在一天當中沒有能力用你的手機與世界各地的朋友、家人和同事聯繫。

技術和網絡的發展給社會帶來了難以置信的有用的進步。5G承諾將帶來更安全、更智能的自動駕駛汽車,這將是我們這個時代最顯著的發展之一。





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說說我的看法和理解吧,無人代替有人讓電腦開車的基礎就是讓電腦時刻感知周圍環境的變化,讓電腦ai自主學習等。同時還得依靠雲端處理,後臺時時告訴汽車當前周圍動態,當前以及周邊路網信息,現有的4 G網絡都可以提供連接性,但是不能高速傳輸大數據文件,而且還有延遲,無法滿足海量數據連接的需求,5G能夠實現延遲低於1毫秒,峰值傳輸10Gbps,延遲的降低和大數據的傳輸支持 可以讓汽車實時獲取周圍環境信息,無人駕駛依靠的最核心技術是高精地圖,高精地圖圖層多,信息量大,比如道路級別,交通設施,專用道路,限速,彎道,斜坡等,每公里的地圖GB數據以上,現有的4G可滿足不了,總體來說就像戰鬥機 旁邊多了個預警機一樣。



平凡之路67240871


樓上的回答已經很完善了,就是延遲的問題,1毫秒,是物物之間傳輸的延遲大大縮短了,所以無人駕駛汽車在遇到突發狀況時,汽車應急的反應速度夠快,可以避免絕大多數意外情況的產生。5 G時代,是萬物互聯時代,很多我們平時使用的物品和互聯網連接,產生的不是簡單的1+1=2,而是完全大於二的。但是我們也要知道,離5G全面商用,達到如今4G的覆蓋率還有很長的一段時間要走,保守估計,至少要到2023年。


微風很躁


用最短的幾句話,通俗介紹一下為什麼需要5G,因為自動駕駛中有一個關鍵的內容就是實現“V2X”通信,汽車需要與它的“周圍環境”有信息交互,不然,就是一輛“盲車”,可想而知後果是什麼了。5G的技術就為實現V2X通信提供了可能的技術基礎。5G之前的技術都沒辦法在民用領域穩定支持這個V2X通信的需要。


奶爸覺獸


當車聯網升級為5G網絡,在5G速度之下,作為無人駕駛領域的核心決策者,高精地圖,才能依靠雷達和探測器做出安全判斷,避免發生主動碰撞以及交通違章。

此外,5G超可靠低時延時的特點,正好滿足無人駕駛的自動超車,協作式避碰,車輛編隊等方面的需要。


商用汽車總站


大數據,低延時,為無人駕駛提供了更大的可能。


successppy1314


很簡單的道理,只有路平了,寬了,才沒有堵塞,才能保證數據傳輸的可靠,高速,無人技術發展才有堅實的基礎!


平凡47146334


一切的實現,都基於5G技術的成熟和大範圍普及後才有談論的價值。目前起步階段無疑是紙上談兵。


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