5G+自动驾驶:智能网联时代的汽车产业新格局
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5G自动驾驶引领未来交通出行

随着人工智能、大数据、物联网等新兴技术不断发展,汽车的自动驾驶功能不断增加,L5的自动驾驶车辆很快就会上路,它的行驶速度、响应突发事件的速度、安全性都将超越人类驾驶。

为了保证自动驾驶车辆的行驶安全,信息从传感器到汽车电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)所花费的时间、ECU做出决策的时间,都必须比人类大脑花费的时间少,否则自动驾驶就变得毫无意义。4G网络速度较慢,无法满足自动驾驶对反应速度、反应能力的要求,在这种情况下,引入5G就显得非常必要。

为了推动5G在自动驾驶车辆行业的快速应用,5G企业要向汽车公司展示5G的性能,让汽车企业了解数据在车辆中的传输方式。在5G环境下,汽车的工作方式、带宽、安全性、用户体验等都将发生巨大改变,驾驶员可以从繁重的驾驶任务中解脱出来。

目前,英特尔和高通等公司正在研发专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)芯片革命,研究如何将5G带宽与数字无线电、天线架构相结合。具体来看,这些公司正在将自动驾驶车辆打造成移动数据中心,这样可以提高自动驾驶车辆的响应速度,让自动驾驶车辆可以实时做出决策。据了解,如果全面采用5G,则互联网速度将比4G时代提升100倍,还可以支持车与车(Vehicle to Vehicle,V2V)通信和V2X建立连接。此外,5G的低时延将大幅提高车辆行驶的安全性。

在5G支持下,网联感知系统可以切实提高车辆的安全性,网联空中激活(Over The Air,OTA)可以提高自动驾驶系统的更新速度,网联自动驾驶车队建成后,自动驾驶可以进入物流等垂直领域,实现深度应用。

5G网络的传输速率可以达到20Gbit/s,时延只有几毫秒,每平方千米支持百万台设备连接,网络稳定性超过99%。基于这些优势,5G自动驾驶在交通出行领域的应用主要包括以下3个场景。

(1)单车的信息流共享

在5G支持下,单车从环境感知进入共享模式。从信息论层面来看,随着信息量呈多项式增长,信息的不准确性会大幅下降。在这种情况下,在5G基础上形成的环境感知共享模式对环境感知的准确度大幅提升,通过收集高质量数据为智能驾驶分析决策提供有益参考,为智能驾驶提供高层级的稳定性分析。同时,在以5G为基础形成的网联智能驾驶结构的作用下,车与人(Vehicle to Pedestrian,V2P)、车与路(Vehicle to Infrastructure,V2I)、车与车、车与网络(Vehicle to Network,V2N)等多路通信有望成为现实。

(2)车辆编队控制

近几年,车辆编队控制成为一个热议话题,尤其是在客运、货运、港口物流等场景中,一个车辆编队往往由两辆及两辆以上的车辆构成,这些车向同一个方向行驶,前面的车是领航车,有人驾驶,后面的车跟随,自动驾驶。前面的车在紧急制动、变道、转弯时,通过5G基站将操控信号实时传达给后面的车,后面的车收到信号后与前面的车做出一致操作。

车辆编队行驶可以通过对车辆队形、行驶速度、车辆之间的距离、协同驾驶一致性等进行自动化控制,提高行驶效率,保证行驶安全,降低运输成本及风险。在行驶过程中,前面的车向后面的车发送指令的时延只有5ms,可靠性达到99.999%,为行驶安全提供了强有力的保障。

以北汽集团在首钢园区内展示的列队自动驾驶技术为例,该技术利用车载雷达与云端监控等设备与系统,使无人车跟随领航车自动驾驶,在观光旅游、救灾巡逻等场景中有非常广阔的应用空间。

在测试现场,车辆广播发出语音指令—“启动自动驾驶模式”,多辆测试车辆缓缓进入测试车道,自动转动方向盘,并执行加速、减速、转弯、停车等操作。当外部车辆突然变道插进车队时,测试车辆会自动减速避让,从而有效保障行车安全。

(3)远程驾驶

在远程驾驶场景中,驾驶员必须根据车辆传回的多路高清视频进行操作,所有动作必须在10ms内完成,包括转动方向盘、踩刹车、踩油门等,只有这样才能保证车辆安全行驶。对于远程驾驶来说,高清视频实时传入、信号实时传出是关键,5G网络的大带宽、低时延的特性刚好能满足其要求。

自动驾驶车辆包含具体的安全措施。一辆自动驾驶车辆在行驶过程中如果遇到交通堵塞无法正常行进,则它会自动将车辆控制权交给驾驶员。

在“2019中国国际数字经济博览会”上,长城5G远程自动驾驶车辆惊艳亮相,给来自世界各地的与会者留下了深刻的印象。一位测试人员在体验区内的驾驶模拟舱中亲身体验了远程驾驶技术:大屏幕上实时显示智能汽车与智慧交通示范区内的“无人车”实时画面,测试人员踩下模拟驾驶舱的油门后,无人车在数毫秒内便完成了启动加速,之后,测试人员又转动模拟驾驶舱方向盘操控车辆,完成精准转向、变道等操作。这种新奇的体验,令人们对5G在交通领域的应用充满期待。

无人汽车、自动驾驶是新一代信息技术持续发展的产物。在5G支持下,自动驾驶车辆的安全性、智能化程度将不断提升,这是5G在自动驾驶领域应用的显著成果。

为了进一步提高无感支付停车的效率和精准性,相关厂商需要加强智能算法的研发力度。目前,人脸识别在平台安检、跨境通关等交通出行领域已经落地应用,不过其识别以“一对一”识别为主,难度相对较低,而无感支付停车场景中的车牌识别属于“一对多”识别,想要确保识别的精准度和效率,必须利用海量数据对智能算法进行持续训练,只有这样才能满足一对多复杂场景的识别需求。

未来,当人们乘坐自动驾驶车辆来到停车场时,停车场智能系统可以自动和汽车中的通信模块进行交流,完成车辆识别,并为自动驾驶车辆规划行驶路线,使其快速停靠在空闲车位。车主离开停车场后可以利用智能手机、可穿戴设备等与停车场系统进行交流,获取车辆在停车场的状态信息。车主想要离开时,可以直接向停车场系统发出请求,通过线上渠道完成结算,然后乘车离开。

在智慧城市中,传统停车位、停车场将被具备交互能力的智慧停车场替代。车主可以和停车位交流互动,获取其提供的人性化、个性化的停车服务,在提高车主幸福感、获得感的同时,智慧停车场也为传统行业的发展拓展了广阔的想象空间,促使新能源汽车、自动驾驶、智慧交通等关联产业的发展迈向新高度。