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車聯(lián)網(wǎng),讓無人駕駛漸行漸近

2019-05-28 09:45 ITS智能交通

導(dǎo)讀:近些年,所有涉及汽車的談話好像都繞不開電動、智能、網(wǎng)聯(lián)和共享這“四化”問題,而車聯(lián)網(wǎng)和無人駕駛到底是什么關(guān)系?二者技術(shù)上的輔助性又是怎樣的?搞清楚這些問題有利于我們更清楚地認(rèn)識無人駕駛的發(fā)展趨勢。

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【編者按】正如羅馬不是一天建起來的,無人駕駛也不可能實現(xiàn)從手動換擋直接飛躍到L4級駕駛員的放飛自我。隨著數(shù)字世界的變化發(fā)展,交通和城市安全因為自動化而轉(zhuǎn)型變革,自動駕駛系統(tǒng)也在逐漸實現(xiàn)對周圍環(huán)境的感知,而這和車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)是重合的。由此看來,車聯(lián)網(wǎng)為無人駕駛作了鋪墊,為建設(shè)無人駕駛的羅馬增磚添瓦。

我們的世界正在發(fā)生翻天覆地的變化,一方面是技術(shù)驅(qū)動,而另一方面是業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型或升級使然。

近年來,在智能交通產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大背景下,無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等新興詞匯頻頻被提及,那么這兩者結(jié)合會為智能交通改變什么是本文探討之處。

車聯(lián)網(wǎng)是無人駕駛最為底層支撐性技術(shù)

要分析無人駕駛遇到了車聯(lián)網(wǎng)帶來的改變,那么首先需要準(zhǔn)確把握兩者關(guān)聯(lián)之處。無人駕駛從字面上就很好理解,其實就是一種智能駕駛形態(tài),它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境,并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息,控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度,從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。

而車聯(lián)網(wǎng)是可以看成是使車與路、車與車、車與人、車與環(huán)境之間實時聯(lián)網(wǎng),是對車、人、物、路、環(huán)境等進(jìn)行有效智能監(jiān)控、調(diào)度、管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

如果無人駕駛是車載端未來的發(fā)展方向,其對于汽車行業(yè)甚至是交通運(yùn)輸業(yè)有著深遠(yuǎn)的影響,很顯然,車聯(lián)網(wǎng)就是未來無人駕駛最為關(guān)鍵和核心的支撐性技術(shù),將帶領(lǐng)我們走入無人駕駛時代。

無人駕駛,要從夢想走入現(xiàn)實,需要?dú)v經(jīng)的路還有一段不小距離,那么我們就從當(dāng)下車輛網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀角度,看看其發(fā)展能為無人駕駛能做些什么?2014年是車聯(lián)網(wǎng)元年,屬于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)范疇。記者今年3月28日參加了在廈門舉辦的第21屆中國高速公路信息化研討會,會上大咖云集,達(dá)成諸多共識,專家們將2019年定義為車聯(lián)網(wǎng)的下一個發(fā)展年。那么,2019的車聯(lián)網(wǎng)與無人駕駛相關(guān)的話題格外吸引記者的關(guān)注。

2019年2月,工信部召開《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》編制工作啟動會,工信部苗圩部長擔(dān)任規(guī)劃起草組組長苗圩部長指出:發(fā)展下一代車聯(lián)網(wǎng),可以促進(jìn)汽車制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,可以促進(jìn)智慧交通管理能力提升,實現(xiàn)百姓安全便捷高效出行,提升百姓獲得感可以促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展,推進(jìn)社會節(jié)能減排。

總體來說有幾大車聯(lián)網(wǎng)與無人駕駛的利好消息。

政策層面持續(xù)利好

國家將發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)+實體經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的重要方面,并將智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為汽車產(chǎn)業(yè)重點轉(zhuǎn)型方向之一;

工信部《車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》明確,到2020年,實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)跨行業(yè)融合突破,車聯(lián)網(wǎng)用戶滲透率30%以上;

2020年后,智能網(wǎng)聯(lián)汽車和5G-V2X逐步實現(xiàn)規(guī)模商應(yīng),并促成無人駕駛的到來;

工信部和國家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合印發(fā)《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》,全面推動車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定;

發(fā)改委、交通運(yùn)輸部、科技部等多部委表示將推動車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與無人駕駛的發(fā)展。

商業(yè)部署不斷加快

車聯(lián)網(wǎng)將成為5G的主要應(yīng)用場景,5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢將為車聯(lián)網(wǎng)規(guī)模商用提供重要支撐;福特汽車、英特爾、愛立信、高通、北美松下等16家巨頭聯(lián)合要求美國政府采用C-V2X技術(shù)。高通已與大唐電信共同開發(fā)基于蜂窩車聯(lián)網(wǎng)的芯片組,將在2019年支持商業(yè)部署。

技術(shù)產(chǎn)品更加成熟

隨著人工智能發(fā)展,各企業(yè)人車語音交互技術(shù)等領(lǐng)域的投入將繼續(xù)加大,融合車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車載終端平臺,為車主提供語音、手勢控制服務(wù),創(chuàng)造更為便捷、安全的駕駛體驗,車聯(lián)網(wǎng)將與保險業(yè)實現(xiàn)互聯(lián),憑借“車聯(lián)網(wǎng)保險”有效降低車主出險事故率,節(jié)省理賠成本。

總之,只有車聯(lián)網(wǎng)在各種利好政策以及自身技術(shù)的成熟發(fā)展,才可能把我們帶入到一個新紀(jì)元——無人駕駛時代。

車路協(xié)同實現(xiàn)車與路的智慧共享

明確了無人駕駛依賴車輛網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,那車輛網(wǎng)技術(shù)千萬萬,哪種才是最與無人駕駛相關(guān)的呢?記者也在此次研討會中找到了答案,那就是車路協(xié)同(V2X)。

車路協(xié)同仿佛成了此次研討會中樂此不疲的話題,而車路協(xié)同是在2018年就成了智能交通行業(yè)最熱門詞匯之一。2018年9月14日消息,阿里巴巴宣布將與英特爾、大唐電信集團(tuán)展開智能交通中車路協(xié)同領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作。

根據(jù)協(xié)議,基于英特爾處理器的邊緣計算平臺在V2X上的應(yīng)用,阿里巴巴將與其共同探索5G通信技術(shù),大唐電信集團(tuán)則會為阿里巴巴提供LTE-V2X通信技術(shù)。未來,他們將全面布局智能道路交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè),打造數(shù)字化和智能化的交通體系,實現(xiàn)車路協(xié)同。

那么,車路協(xié)同是什么呢?大致來看,其是下一代車聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一,通過車與車(V2V)、車與路(V2I)、車與人(V2P)、車與云(V2N)等信息交互和共 享,使車和周圍環(huán)境協(xié)同與配合,實現(xiàn)智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動態(tài)信息服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò)。

深圳是我國智能交通最為前沿城市,我們就從該市的車路協(xié)同看看應(yīng)用實踐。深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計研究中心交通信息與模型院王宇發(fā)表《智慧交通與車路協(xié)同實踐》的主題演講,他指出從現(xiàn)實角度分析預(yù)計在至少5到10年之內(nèi),仍然處于一個有人駕駛階段,深圳對車路協(xié)同的期待是安全出行、效率提升和信息服務(wù)三大方面。

具體來看是安全出行方面,主要是盲區(qū)和轉(zhuǎn)彎預(yù)警。沖紅燈預(yù)警就比較簡單了,異常車輛提醒、道路危險狀態(tài)提醒,可以檢測到路面破損、檢測到車輛的異常行為和異常狀態(tài),但要結(jié)合其它手段,要把發(fā)生擁堵、發(fā)生的位置推送給車輛;關(guān)于效率提升,定周期車速引導(dǎo)。

包括運(yùn)行周期、實際狀態(tài)、已經(jīng)運(yùn)行的長度等等,同時結(jié)合路口傳感器,比如說檢測到平均速度,然后為車輛重新規(guī)劃一個合理的引導(dǎo)車速,并實時改變;信息發(fā)布有兩個部分,第一是路口信息的發(fā)布,第二是實現(xiàn)優(yōu)先控制以及特種優(yōu)先兩種模式。

所以,從當(dāng)下應(yīng)用現(xiàn)狀來看,車路協(xié)同車路協(xié)同是將路上的紅綠燈、攝像頭、雷達(dá)等設(shè)備聯(lián)網(wǎng)并進(jìn)行邊緣計算處理,感知道路狀態(tài),并實時發(fā)送到ITS中心和車,實現(xiàn)車與車、車與路、車與人、車與網(wǎng)絡(luò)的實時信息交互,使車實時了解交通信息和危險狀況。

它能解決惡劣天氣看不清道路、超視距看不到道路、側(cè)方車輛變道看不見等問題,有效提升駕駛安全。道路設(shè)施數(shù)字化后,交通管理系統(tǒng)可以向車輛實時推送道路事故、擁堵等信息,幫助車輛選擇更好的出行路徑,改善道路規(guī)劃、建設(shè)和管理,提升交通效率。

同時,車與路的信息實時交互后,將為自動駕駛車輛提供雷達(dá)探測以外的、更豐富的實時信息,解決當(dāng)前自動駕駛中雷達(dá)和攝像頭遇到惡劣天氣、夜晚、遮擋等情況下,識別不準(zhǔn)的問題,提升自動駕駛的實現(xiàn)難度和降低實現(xiàn)成本。

不只是汽車要變得更聰明,智能交通的建設(shè)還離不開車路協(xié)同的實現(xiàn),人工智能正在賦予城市更便捷和安全的交通環(huán)境。實現(xiàn)零排放、零傷亡、零障礙的未來交通,光靠車聰明還不夠。讓自動駕駛進(jìn)入“聰明的車”與“智能的路”相互協(xié)同的新階段,全面構(gòu)筑人-車-路全域數(shù)據(jù)感知的智能路網(wǎng),邁出智能交通建設(shè)的關(guān)鍵一步。

隨著技術(shù)的發(fā)展和完善,在未來,人工智能還將大大改善道路交通的擁堵狀況,提升出行效率。簡而言之,車路協(xié)同突出的就是一種智慧能力,如果說無人駕駛是智慧的車,那么車路協(xié)同就是建造智慧的路,讓車路共享智慧。

車路協(xié)同,一定是車與路這兩者的高度統(tǒng)一,有效協(xié)助。順理成章,其最主要的2個子系統(tǒng)是路側(cè)單元和車載單元,各個交通組成單元通過路側(cè)單元和車載單元,以有線或無線通信方式來實現(xiàn)車輛與車輛、車輛與路側(cè)以及路側(cè)與路側(cè)之間的信息傳輸和共享。

路側(cè)單元的主要功能是:收集路側(cè)傳感器檢測到的各種信息(如交通流量、突發(fā)事件、密集人群、交叉口行人信息、道路異物侵入、路面濕滑狀態(tài)),以無線短程通信的方式發(fā)送給車輛,以有線或無線通信的方式發(fā)送給其它路側(cè)單元或管理中心;接收來自車載單元或其他路側(cè)單元的信息。車載單元的主要功能是:收集各類車載傳感器采集到的信息(如定位、運(yùn)動等)進(jìn)行融合處理后發(fā)送給其它車載單元;接收來自其它車載單元的信息;接收來自路側(cè)單元的信息;對接收到的信息和收集到的本車傳感器信息進(jìn)行融合處理,做出安全預(yù)警判斷和車輛控制決策,以合適的交互方式向駕駛?cè)颂峁┬畔?,或向車輛控制單元發(fā)出控制指令。

車路協(xié)同規(guī)范駕駛行為與交通安全

之前提到無人駕駛是一種駕駛形態(tài),要探討車路協(xié)同對無人駕駛的影響也可以從兩個層面來看。

對駕駛?cè)诵袨榈挠绊?/strong>

車路協(xié)同環(huán)境對駕駛?cè)说挠绊懯嵌喾矫娴?,駕駛行為過程總體上可以分為感知、判斷和操作3個階段。其中,車路協(xié)同環(huán)境對駕駛行為的影響主要體現(xiàn)在前2個階段。感知階段是后續(xù)各個階段的基礎(chǔ),快速獲得準(zhǔn)確的信息是保障后續(xù)正確判斷、準(zhǔn)確操作的基礎(chǔ),影響駕駛?cè)烁兄俣群蜏?zhǔn)確程度的主要影響因素是注意力分配和信息負(fù)荷大小。在使用車路協(xié)同系統(tǒng)時,駕駛?cè)说木駹顟B(tài)如眨眼頻率、心跳頻率等均表明駕駛?cè)说木o張程度的感知會比不使用車路協(xié)同系統(tǒng)時低。相比與年輕人,車路協(xié)同系統(tǒng)對老年人的作用更大,它能夠提高駕駛?cè)说母兄剑s短駕駛?cè)说母兄獣r間。

對行駛安全可靠性的影響

傳統(tǒng)的駕駛行為主要由以駕駛?cè)藶楹诵牡母兄⑴袛嗪筒僮鬟^程構(gòu)成閉環(huán)的控制系統(tǒng)。車路協(xié)同技術(shù)的安全應(yīng)用,改變了汽車的駕駛過程。車路協(xié)同技術(shù)安全應(yīng)用可以分為2類:一類是以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng),另一類以自動控制為目的的安全輔助系統(tǒng)。

從系統(tǒng)可靠性的角度看,以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng)可以認(rèn)為是在感知階段與駕駛?cè)说母兄⒙?lián)了自動感知系統(tǒng)。該系統(tǒng)的并入,能夠提高駕駛?cè)说母兄?,縮短駕駛?cè)说母兄獣r間。另一方面,車車/車路協(xié)同在感知的基礎(chǔ)上還進(jìn)行危險的判斷與預(yù)警。盡管該系統(tǒng)判斷和預(yù)警的結(jié)果還需要駕駛?cè)嗽诖嘶A(chǔ)上做出決策,但也會有效縮短駕駛?cè)说呐袛鄾Q策時間。對于并聯(lián)系統(tǒng),系統(tǒng)的可靠性要高于其單個的子系統(tǒng)可靠性。因此從一定意義上說,以預(yù)警為目的的車路協(xié)同安全應(yīng)用系統(tǒng)的引入,可以提高感知過程的可靠性。

與以預(yù)警為目的的安全輔助系統(tǒng)不同的是,具有自動控制功能的安全輔助控制系統(tǒng)在對車輛的安全狀態(tài)進(jìn)行判斷后,不但給駕駛?cè)祟A(yù)警信息,還在必要的情況下向車輛的自動控制機(jī)構(gòu)(如制動控制機(jī)構(gòu)、加速控制機(jī)構(gòu))發(fā)出自動控制指令。

從系統(tǒng)可靠性的角度出發(fā),該系統(tǒng)不但在駕駛?cè)丝刂葡到y(tǒng)的基礎(chǔ)上在感知環(huán)節(jié)并聯(lián)了自動感知子系統(tǒng),還在操作階段并聯(lián)了自動控制子系統(tǒng)。正如前面論述的一樣,在各個子系統(tǒng)可靠性不變的情況下,整個系統(tǒng)的可靠性會有所提高,因此車路協(xié)同技術(shù)的引入,應(yīng)該可以提升行車過程的安全可靠性。

誠然,車路協(xié)同是當(dāng)下與無人駕駛最為相關(guān)的革命性技術(shù),但在強(qiáng)調(diào)其對提升行車安全性能的同時,要重視該技術(shù)的應(yīng)用對駕駛?cè)说挠绊?,雖然是無人駕駛,但科技依然以人為本。

邁向未來的無人駕駛,還在理想階段,但是這是大勢所趨與全人類的共同意向。隨著數(shù)字世界的變化發(fā)展,交通和城市安全也因為自動化而漸漸轉(zhuǎn)型變革。自動駕駛和其他類似的智能交通系統(tǒng)都在逐漸實現(xiàn)對周圍環(huán)境的感知,甚至可以實時對其他車輛和行人的移動自動作出反應(yīng)。當(dāng)然,這一切都依賴于車聯(lián)網(wǎng)與無人駕駛技術(shù)的交互共同發(fā)展。

總之,從當(dāng)下來看,車聯(lián)網(wǎng)為無人駕駛作了鋪墊,也讓它離我們越來越近。