得益于5G的出现汽车和交通行业真正剧变

李倩 发表于 2018-03-14 11:05:46 收藏 已收藏
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得益于5G的出现汽车和交通行业真正剧变

李倩 发表于 2018-03-14 11:05:46

自动驾驶的发展

自动驾驶并不是21世纪的产物。

早在1925年,一辆名为“Linrrican Wonder”的汽车就尝试用无线电来遥控行驶,当然,这和我们现在理解的自动驾驶还有着较大的差距,但这仍被认为是人类在自动驾驶领域中最早的一次尝试。

此后,汽车厂商开始研究引导式的自动驾驶。这种理念是基于路上铺设的磁条或电缆发出信号来引导车辆行进,听起来和现在工厂车间中的AGV小车或者地铁等轨道式交通有异曲同工之妙。其中的代表作有通用的Firebird和法国雪铁龙DS。

真正让自动驾驶有了长足发展的还是计算机和人工智能的出现。上世纪80年代,美国开始研制军用机器人,自主地面车辆(ALV)计划便是其中之一,ALV车辆上装配了中大型计算机、摄像机、激光雷达,能够在不依靠人工干预的前提下行进,但受困于当时的技术水平,信息处理、视觉感知都无法达到实际需求,ALV样车只能以4.8千米/小时的速度行驶了0.96千米,后续计划也随之搁置。

随着技术进一步发展,汽车厂商在不断研制自动驾驶技术的同时逐渐将部分技术先行应用在量产车上以增强车辆的安全性,比如1992年大众Futura概念车首创的半自动泊车技术、1998年丰田PROGRES首次搭载的ACC自适应巡航系统等等。与此同时,新兴互联网企业从另一维度出发,纷纷跨过ADAS阶段意欲打造更高级别的自动驾驶车辆。谷歌于2009年成立的Google X实验室便是为了研发L4/L5级别的自动驾驶车辆。百度则从自身优势的地图定位、算法、云计算入手,以Apollo开放联盟为基础,与硬件供应商和车企共同开发自动驾驶车辆。

2016年是公认的自动驾驶元年。伴随着深度学习、高精地图、智能硬件的东风,自动驾驶领域突破了以往的沉寂,成为汽车全产业链的风口。不仅有特斯拉、长安、奥迪、拜腾等新旧造车势力的参与,Tier 1供应商也强力插足其中,博世、大陆等幕后大佬纷纷披挂上阵,芯片厂商、互联网企业自不必说,就连生产家电出身的戴森也招兵买马,想要打造自动驾驶电动车。根据多家厂商的计划,2020年将会有实现L3级别高速公路自动驾驶功能的产品集中问世,而2025年则是决战L4/L5级别的关键。

车联网又是什么

自动驾驶概念已经不新鲜,另一名词“车联网”相信大家也是耳熟能详。车联网是借助信息通信技术来实现车内、车与人、车与车、车与路、车与云端服务平台全方位网络连接的综合服务。用一个更常见的表达就是V2X(车联万物),其中包含了V2V(车与车)、V2R(车与路)、V2H(车与人)等等。

在车企层面,最早涉足车联网的当属通用的安吉星系统,安吉星成立于1995年,两年后发布了业内第一个远程诊断技术,随后接连推出了虚拟客服、音控免提导航和车辆安防等服务,可以看出安吉星的初衷是为了提升车辆的安全性。现在绝大多数的车企都已开发出了专属的车联系统,甚至集成了支付、保险和云服务等功能。然而这些系统仅仅是形成了一个个信息孤岛,如何将不同品牌不同系统的车和设施连在一起,则需要更高维度的标准和合作。

更安全的驾驶不仅是车企的目标,美国交通部也为此进行了多年的研究,其核心正是IntelliDrive项目(后更名为智能互联汽车研究CVR)。它希望通过建立机动车、道路设施和行人携带的无线设备之间的互联通讯机制以增强道路安全,DSRC专用短程通讯技术应运而生。DSRC由物理层标准IEEE 802.11P和网络层标准IEEE 1609构成,在此基础上,美国汽车工程师协会(SAE)发布的SAE J2735和SAE J2945两个标准规范了信息内容和结构。DSRC系统包含了车载装置(OBU)和路侧装置(RSU),二者提供信息的双向传输,RSU再将交通信息传送至后端平台。我们常见的ETC便是这种技术的直观体现。DSRC技术得到美国政府的大力支持,2016年12月美国交通部计划通过强制立法让美国所有轻型车在2023年装配车用DSRC技术,欧洲和日本也陆续跟进。车企中,通用和丰田是DSRC技术的支持者,恩智浦等供应商也推出了基于DSRC技术的V2X系统方案。

随着通讯技术的发展,DSRC技术迎来了最大的对手——LTE-V2X。LTE-V2X是由3GPP基于LTE技术研究而成,它分为LTE-V-Cell和LTE-V-Direct,前者利用现有的频谱和基站进行蜂窝通信,后者则作为自组织网络在小范围内进行V2X通信。LTE-V2X得到电信运营商的大力支持,华为、爱立信、诺基亚、高通与宝马、奥迪、上汽等多家厂商成立了5GAA联盟。同时考虑到通信安全和未来发展,中国政府也倾向于LTE-V2X的技术路径。

相比较之下,DSRC技术具有先发优势,验证时间长更为成熟,在网络安全方面也先行一步。LTE-V2X的优点在于无需投入新的路边设施成本更低,网络覆盖的距离更长,可平滑演进到5G。

5G对车联网和自动驾驶意味着什么

如果说基于4G/4.5G的LTE-V2X还无法挑起重担的话,那么5G的商用给LTE-V2X提供了更强大的性能和更多的可能性。与4G主要侧重人与人之间的通信不同,5G形成了端到端的生态系统。它增强了移动带宽,峰值速率可达20Gb/s,支持更低的延时(≤10ms),更高的可靠性(>99.99%)以及更大的带宽(每平方公里可连接100万个终端)。而这些数据都意味着更高的安全性,毕竟毫秒级的延时对于一场事故的发现和处理是有截然不同的意义的。从华为等厂商的测试结果来看,基于5G的LTE-V2X在覆盖距离、网络延时方面都要优于DSRC,但5G-V2X想要商用,还需经过更长时间的测试验证。

从目前来看,车企研发的自动驾驶车辆仍处于单车智能的状态,没有车联网的支持,想要达到L5级别的全场景自动驾驶几乎是不可能,更遑论未来智慧交通的实现。过去十年自动驾驶和车联网虽然雷声颇大但雨点甚小,在于基础技术仍存在瓶颈,而5G网络的商用势必为自动驾驶和车联网的融合提供更合适的契机。

如果说过去十年的发展属于雷声大雨点小,那么得益于5G的出现,接下来十年或许我们将见证整个汽车和交通行业的真正剧变。

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