无人驾驶为什么离不开5G?

时间:2019-05-04 来源:快资讯

   现代汽车工业发展方向包含智能化和网联化,其中智能化就是我们常常说到的ADAS(先进驾驶辅助技术),通过汽车自载的数据信息传感器和汽车的一些自动控制系统,可以完成对汽车的行为做一些规范或辅助,比如自动泊车(APS),自动巡航(ACC)、自动紧急刹车(AEB)等。另外网联化主要是使用高阶的V2X技术,实现V2V(车与车)、V2I(车与基础设施)、V2P(车与行人)、V2R(车与路)、V2N(车与网络)和V2C(车与云)信息交互,简单说就会“车与万物”的互联,真正做到让车具备“千里眼,顺风耳”的能力,保证汽车行驶安全。

  实际上,汽车的智能化和网联化是汽车无人驾驶技术的基础和前奏。移动通信杂谈认为真正的无人驾驶是自动驾驶技术中的最高级,即L5级的全自动驾驶,完全自动化,不需要驾驶员。那什么是自动驾驶,这里提及到的L5级又是怎么回事呢?

  如上图所示,自动驾驶按照汽车自动化程度和驾驶员参与操作的程度,可以分为L0-L5一共六个等级,这样的划分也是参考了美国SAE(美国汽车工程师学会)的五级安全体系而来。其中L0-L2等级都属于ADAS,ADAS只是一个驾驶辅助系统,一方面通过监测司机、道路、汽车等实时状态,判断是否存在危险隐患后给与司机提醒,另外一方面通过自动控制系统,实现定速巡航,车道保持等。

  L3-L5算是比较高阶的自动驾驶能力,其中L3是在特定场景下实现自动驾驶,驾驶员监控系统并在必要时进行干预,L4是实现高度自动驾驶但仍然保留方向盘,L5则是完全的自动驾驶连方向盘都没有了,完全不需要人去操作汽车。

  要能实现L3-L5技术落地,必须先构建汽车自身与外界的数据通信系统,才能对汽车控制和状态有个精准的把控,也就是说汽车在行驶过程中,需要搜集汽车自身、周围人、车、物等信息汇集到远端服务器,然后远端服务器在根据判断做出决策性指令,并下发给车辆控制系统,显然这就需要一套完整的V2X技术。

  世界那么大,在V2X的技术研究方向上,如同移动通信技术一样,也有两个不同的技术,一个就是基于短距离通信技术的DSRC,另外一个就是基于蜂窝网络的C-V2X技术。

  DSRC技术主要在欧洲、美国和日本关注较高,起步也较早,标准化进程从2004年就开始了,已经发展出了成熟的技术体系。这种技术是基于Wi-Fi802.11P作为承载主体,需要在汽车上家装车载单元(OBU),在路边建设路侧单元(RSU),通过网络传输到ITS平台。基于DSRC技术的V2X,车速要求不能太高,数据传输较慢且距离也很近。

  与DSRC技术对应的就是C-V2X技术,这个技术的起步就比较晚了,在2015年3GPP正式启动了LTE-V技术标准化的研究,目前国内外均进行了较多的研究,如国内的华为、大唐等企业,国外的高通、LG等。C-V2X的优点在于可以利用现有的通信基站,特别是我4G网络已经部署的想当玩呗,能够实现低成本、逐层级的改造。另外通信距离较长,信号传输速率快使这项技术具备了较高的可研究性。而其局限性主要在于高速车况下反应延迟时间长,通信安全问题等。

  5G与无人驾驶

  C-V2X肯定是V2X未来的发展方向,特别是5G到来之后,也随之演进出NR-V2X。要想实现真正的无人驾驶,5G网络是必须一个因素。在4G网络条件下,车辆发出信息到云端、经数据处理后再传回车辆,受到时延影响,高速公路上时速120公里的汽车响应距离在7米左右;而按照5G标准,时延将降低到1毫秒,响应距离将缩短到10厘米以内,大大提高自动驾驶的安全性保证。

  时延是无人驾驶最致命缺点,因为它是真正决定无人驾驶技术的成败,5G的超低时延(1ms)很好的解决这点问题,另外无人驾驶技术还会用到哪些5G技术呢?

  一、大宽带高网速。当车辆行驶在交叉路口较多的高速公路上是,汽车能否得到实时地图和语音提醒很关键,而一些实时路况能否上传到云端,都要看数据承载的网络带宽是否够大。另外汽车的车载摄像头,可能还是360°摄像头,也会不停的拍摄一些高清视频,这些数据也需要能够及时传输到云端。

  二、网络切片技术。网络切换技术是5G网络的一个重要技术,它就是对业务进行分类,给予不同优先级的业务不同的资源、不同的服务质量,这就是我们常说的QoS。虽然5G系统带宽够大和频谱利用率极高,但是基站资源同样是有限的,一旦遇到网络拥塞等情况,自动驾驶将是非常危险,所以将来可以利用5G网络切片技术,给自动驾驶车辆开辟单独网络通路,保证这条通路的数据畅通无阻。

  三、边缘技术技术。5G的边缘计算技术就是把数据计算和存储中心,下沉或分散到数据源更近的地方,这样做的好处,除了时延更小,网络稳定性更高,而且还会降低大量数据传输给网络带来的负荷,这一点对于无人驾驶技术非常重要。

  综上所述,无人驾驶作为自动驾驶技术巅峰等级,以现有的LTE-V2X技术,根本不可能实现,而未来的5G网络将会助力无人驾驶技术正在落地。

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