無人駕駛為什麼離不開5G?

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。


無人駕駛為什麼離不開5G?


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-Fi802.11P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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