《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 模擬設(shè)計(jì) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)解決自動(dòng)駕駛的3個(gè)核心問(wèn)題

5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)解決自動(dòng)駕駛的3個(gè)核心問(wèn)題

2017-10-17

  自動(dòng)駕駛的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性使得越來(lái)越多的車(chē)企開(kāi)始提升車(chē)聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略地位,通過(guò)自建車(chē)聯(lián)網(wǎng)部門(mén)來(lái)掌控車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身的能力體系。顯而易見(jiàn),車(chē)聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)駕駛高度相關(guān),如果不能自己掌控車(chē)聯(lián)網(wǎng),未來(lái)就無(wú)法掌控自動(dòng)駕駛。事實(shí)上,不僅僅是掌控車(chē)聯(lián)網(wǎng),出行服務(wù)的運(yùn)營(yíng)也是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵一環(huán)。

  目前,各地政府正在推動(dòng)的共享出行正是未來(lái)自動(dòng)駕駛的環(huán)境雛形,從有司機(jī)的租車(chē)到無(wú)司機(jī)的分時(shí)租賃共享出行,車(chē)企必須探索這種無(wú)人值守車(chē)輛的運(yùn)營(yíng),否則未來(lái)是不可能一步就過(guò)渡到無(wú)人駕駛車(chē)輛運(yùn)營(yíng)的。從這個(gè)角度看,接下來(lái)各地的共享出行“滴滴”會(huì)大行其道。伴隨著5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟,車(chē)企的技術(shù)和運(yùn)營(yíng)體系逐步成熟,車(chē)企從制造商轉(zhuǎn)型出行服務(wù)商正變得水到渠成!

  隨著自動(dòng)駕駛功能的發(fā)展,特別車(chē)輛運(yùn)算能力能夠支持更高度自動(dòng)駕駛水平,那么各種交通參與者同步的需求就變得越來(lái)越有必要。所有自動(dòng)行駛車(chē)輛都依賴基于對(duì)現(xiàn)實(shí)路況的觀察,選擇一個(gè)或另一個(gè)作為行駛的軌跡,計(jì)算規(guī)劃它們自身的運(yùn)動(dòng)軌跡。

  目前,大量的不確定性必須預(yù)先策劃,因?yàn)樗皇?00%確定,這就是為什么需要其他車(chē)輛或其他交通參與者(道路上移動(dòng)的人或事物),也因?yàn)闆](méi)有人可以預(yù)測(cè)在接下來(lái)的幾秒鐘會(huì)發(fā)生什么。這也是為什么需要相對(duì)較大的“緩沖區(qū)”來(lái)處理這些軌跡,尤其是當(dāng)規(guī)劃線路時(shí)它們周?chē)衅渌苿?dòng)車(chē)輛。如果這些其他車(chē)輛可以互相共享,甚至不斷傳播自己的行駛路線計(jì)劃,其他車(chē)輛可以使用這些信息來(lái)減少不確定性,并盡量減少緩沖區(qū)內(nèi)與它們相關(guān)的行駛軌跡。這將會(huì)使自動(dòng)駕駛車(chē)輛彼此互聯(lián),可以行駛得更緊密,更快速地機(jī)動(dòng)反應(yīng)和防止碰撞(并因此增加道路和城市的通行能力)。

  為了推進(jìn)車(chē)輛之間的直接通信,汽車(chē)工業(yè)組織本身已成立各種聯(lián)盟和標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。聯(lián)盟負(fù)責(zé)研究、發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化這種直接通信技術(shù),在歐洲是C2C-CC (C2C通信聯(lián)盟,2015年) 。

  在過(guò)去幾年里,十五家汽車(chē)制造商,三十多個(gè)供應(yīng)商和四十多個(gè)研究機(jī)構(gòu)一直在一起工作、討論并開(kāi)發(fā)了滿足所有需求的構(gòu)造塊 (Block),可以使車(chē)輛彼此之間交換信息,最初是在59 ghz頻譜使用ITS G5技術(shù) (ETSI EN 302 663,2013年7月) 。在這個(gè)共同的通信技術(shù)基礎(chǔ)之上,各種擴(kuò)展已經(jīng)被開(kāi)發(fā),目的是提高路邊基礎(chǔ)設(shè)施的信息交換效率,真正擴(kuò)大V2X部署的規(guī)模。

  伴隨著這些事態(tài)的發(fā)展,這個(gè)聯(lián)盟被稱(chēng)為阿姆斯特丹組 (The Amsterdam Group, 2015) 和除了C2C-CC,包括ASECAP、CEDR (Conference of European Directors of Roads) 和POLIS(歐洲城市和區(qū)域聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新運(yùn)輸解決方案)聯(lián)盟,代表在高速、城市、交通管理及 ITS基礎(chǔ)設(shè)備各方面的相關(guān)利益。

  C2C-CC的成員,代表汽車(chē)行業(yè),已經(jīng)創(chuàng)建了對(duì)在通訊和合作的汽車(chē)領(lǐng)域的研究,以及標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)分階段部署的策略規(guī)劃圖,如下圖所示:

  2n_g-fymvuys9142056.jpg

  C2C-CC應(yīng)用路線圖,如上圖所示 ,為V2V通信設(shè)想了四個(gè)部署階段。每個(gè)后續(xù)階段延伸前一階段,允許車(chē)輛交換更多的信息,從而能夠使新類(lèi)型的信息作用得以實(shí)現(xiàn)。每個(gè)新階段被新類(lèi)型的信息定制化,信息來(lái)源于交通參與者的交互需求:

  ●初始階段,使車(chē)輛來(lái)傳播它們的狀態(tài)信息,從而使其他車(chē)輛意識(shí)到它們的存在,檢測(cè)到它們的最終危險(xiǎn)。

  ●第二階段,感知駕駛階段,允許各種各樣的交通參與者提供額外的信息,即通過(guò)各種車(chē)載傳感器,例如攝像頭和雷達(dá)獲得的信息。這可以使車(chē)輛“用別人的眼睛去看”,并因此探測(cè)其他不同情況下隱藏的對(duì)象(例如,拐角)或得到更準(zhǔn)確的視圖,并感知即將什么情況會(huì)發(fā)生在它們的環(huán)境中(例如,與各種車(chē)輛和行人交叉的路口)。

  ●第三階段,合作駕駛階段,將允許車(chē)輛和其他交通參與者分享他們的意圖,并為它們提供從其自身車(chē)輛看到的一切信息。這些信息將用于優(yōu)化自動(dòng)駕駛的算法,使車(chē)輛可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其他交通參與者將來(lái)要做什么和他們自己的決定以及未來(lái)的行駛軌跡。

  ●最終階段,協(xié)同駕駛階段,是車(chē)輛幾乎自動(dòng)通過(guò)所有的情況(上圖中階段4和5),能夠自動(dòng)交換和同步彼此之間的行駛軌跡,以達(dá)到最佳的行駛模式。

  而問(wèn)題是,更高水平的自動(dòng)化駕駛是否在車(chē)輛通信方面有特殊的要求,例如,如果碰撞因?yàn)橐馔馐录蛔柚?,在碰撞發(fā)生之前車(chē)輛是否可以自我調(diào)整。這輛車(chē)將不僅共享自己的行駛軌跡,而且還不斷重新調(diào)整它們(跟其他車(chē)輛合作決策)。較高的自動(dòng)化駕駛水平將需要更低的延遲和更高的可靠性,因此司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間將會(huì)從計(jì)算模式中排除。

  集體感知傳感器數(shù)據(jù)交互將會(huì)產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)。哪些是承載自身意向并產(chǎn)生新消息的協(xié)同數(shù)據(jù)將需要被定義。最后,基于V2X交互的高度自動(dòng)化駕駛要求采取適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù)措施,這些都將被解決,5G將會(huì)發(fā)揮核心作用。

  下面列出了一些典型的自動(dòng)駕駛情形:

  1、自動(dòng)超車(chē)

  完全自主的自動(dòng)駕駛汽車(chē)將需要執(zhí)行熟練的超車(chē)動(dòng)作,不僅在高速公路,也可在雙向道路(單向車(chē)道)實(shí)施,雙向道路迎面而來(lái)的車(chē)輛可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其傳感器的探測(cè)范圍,而且接近速度非??臁0踩貓?zhí)行這種動(dòng)作將需要多個(gè)車(chē)道的車(chē)輛互相合作,創(chuàng)建必要的間隙,允許超車(chē)的車(chē)輛快速合并到其對(duì)應(yīng)的車(chē)道上,這也就需要結(jié)合迎面而來(lái)的車(chē)輛的行駛時(shí)間和軌跡,來(lái)避免超車(chē)過(guò)程中發(fā)生碰撞。

  2、避免碰撞的協(xié)同合作

  這個(gè)情形突出通信面臨的挑戰(zhàn),當(dāng)其他交通控制機(jī)制都沒(méi)有的情況下,自動(dòng)駕駛車(chē)輛必須要防止碰撞(例如,在城市環(huán)境中路口沒(méi)有紅綠燈)。兩個(gè)或更多的車(chē)輛之間避免碰撞將通過(guò)控制每輛車(chē)沿著它路徑的縱向速度以及車(chē)和車(chē)之間的位移,不直接涉及其他方向的車(chē)輛。在復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境中,車(chē)輛不能單獨(dú)決定和實(shí)施未經(jīng)事先協(xié)調(diào)的行動(dòng),必須要評(píng)估碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。不同個(gè)體的行動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致額外的碰撞或不受控制的情況。因此,所有涉及的車(chē)輛應(yīng)承諾協(xié)同合作以計(jì)算出最優(yōu)的方式,從而避免碰撞發(fā)生,并付之實(shí)際行動(dòng)。

  3、高密度車(chē)隊(duì)

  高密度智能車(chē)隊(duì)在高速公路上建立緊密間隔多車(chē)鏈,有多種好處,例如節(jié)省燃料、預(yù)防事故等。然而,面對(duì)動(dòng)態(tài)路況,需要參與車(chē)輛互相合作并形成和維持緊密的隊(duì)列。高密度車(chē)隊(duì)將會(huì)進(jìn)一步將車(chē)距減少到 1 米左右。由于車(chē)載傳感器不能應(yīng)對(duì)這種短距離剎車(chē)(它們互相測(cè)量,然后互相對(duì)變化做出反應(yīng)),車(chē)隊(duì)內(nèi)的車(chē)輛會(huì)實(shí)時(shí)地共享其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。在保持緊密距離的情況下,將使得車(chē)隊(duì)內(nèi)的車(chē)輛實(shí)施相同的油門(mén)和剎車(chē)控制。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。