cookieOptions = {...}; .5G 將成為實現車聯網的重要條件 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2020年8月12日 星期三

5G and the Future of Connected Cars



源:IOT周刊


5G,5G,车联网

2019 被稱為 5G 元年,它實打實的來了,5G 網路相比較 4G 網路來說,具有更快的速度、更低的延時、更穩定的網路品質,以及可以解決很多的車聯網應用場景的技術痛點,那 5G 網路普及後,對促進車聯網會產生哪些變化呢?

車聯網是產業發展趨勢
說到車聯網就必須說到 LTE-V2X 在車聯網中的作用,以及車聯網基本的通訊方式有哪些。V2X 是未來交通運輸系統下的關鍵技術,主要包含 V2V(車-車)、V2I(車-基礎設施),V2N(車-網路)、V2P(車-行人)。

作為一種無線資訊交互技術,可以實現車和其他一切實體之間的資訊交互,從而獲取即時路況、道路資訊、行人資訊等一系列交通資訊,提高駕駛安全性和交通效率。

為了滿足車輛 V2X 的通信需求,業內通常有兩套方案:DSRC(Dedicated Short Range Communications專用短程通信技術)和 LTE-V2X(融合 4G LTE 網路的車輛通信解決方案)。而後者 LTE-V2X 是基於 4G 技術實現車與車的通訊,以 LTE 蜂窩網為 V2X 基礎的車聯網專有協議。 

車聯網可以實現,車與人/車/路/服務平台的全方位網路連接,彌補了汽車單一無法對外通訊的缺陷,二者融合可以提升自動駕駛的可靠性,並降低成本,是產業發展趨勢。車聯網對人類生活方式的改變,一點都不亞於網路對人類生活方式的改變。


車聯網應用場景主要分為安全類、資訊類和交通效率類。
資訊類的應用場景,主要包括緊急呼叫業務等,提高車主駕車體驗的應用;比如呼叫車隊、即時直播、資訊集群推送,車輛這個空間將會成為一個資訊源和資訊轉發中心。

交通效率類的應用場景,包含紅綠燈車速引導、交通事故提醒、潮汐車道提醒、交通擁堵提醒、限速提醒、緊急車輛通行提醒等應用;

安全類的應用主要有人車避撞提醒、電單車出沒提醒、緊急制動提醒、交叉路口避撞提醒、前向碰撞預警等。

可以說,有了車聯網,出行會更加智慧。而且用過了就回不來,是一個不可逆的革命。


5G 帶給車聯網的突破
在很多人的印象中,5G 可能只是下載速率上的提升,連接時延的下降,但實際上,5G 是一個更為豐富的連接系統,它涉及了三個方面,首先是增強型行動寬頻,其次是為關鍵業務型服務提供支持,最後是海量物聯網(含車聯網)的支持。

與 4G 主要側重人與人之間的通信不同,5G 形成了端到端的生態系統。它增強了行動寬頻,峰值速率可達 20Gb/s,支持更低的延時(≦10ms),更高的可靠性(>99.99%)以及更大的頻寬(每平方公里可連接100萬個終端)。

而這些數據都意味著更高的安全性,畢竟毫秒級的延時對於一場事故的發現和處理,是有截然不同的意義的。過去多年自動駕駛和車聯網即使有政府政策的支持,也因為許多客觀原因而難以快速發展。主要是在於基礎技術仍存在瓶頸,而 5G 網路的商用,勢必為自動駕駛和車聯網的融合提供更合適的契機。

自動駕駛除了車身具備的各種感知設備(雷達、攝影機、IMU、GPS等)以外,也需要依賴真實行車環境中的各種 V2X 設施。道路的環境異常複雜,雷達、攝影機和雷射雷達等本地感測系統,受限於視距、環境等因素影響,為了更高的行車安全性,自動駕駛需要彌補本地感測器所欠缺的感知能力,完善了車身感知設備所不能探測的各種即時道路情況,將來的交通燈、基站、甚至行人都是車聯網V2X的一員,整個城市的街道和車輛都會被編織成一張數位地圖,讓自動駕駛算法的決策更加科學和智慧。

從人工智慧的角度來看,機器無法完全替代人類的決策,在一些偶發的複雜場景需要人類參與決策,即「man in the loop」。但是對於自動駕駛車輛來講,車內的乘員可能並不會駕駛汽車,也無法參加決策。

但有了 5G 技術,我們就可以讓遠端服務中心的人員參與到決策中來。比如在一些特殊的場景,機器無法完成駕駛而造成脫離(disgagement),就像今天車輛發生故障時我們呼叫救援中心一樣,車輛可以利用 5G 網路呼叫遠端的服務中心,利用 5G 的低時延大頻寬,將現場的即時圖像和感測器資訊傳送給服務中心的專業人員,由專業人員在虛擬現實的場景下,遠端控制車輛駛離複雜路況,直到駕駛系統能夠再次接管車輛。

利用 5G 技術低時延、高可靠、高速率和大容量的能力,車聯網不僅可以幫助車輛間進行位置、速度、行駛方向,和行駛意圖的溝通,更可以利用路邊設施輔助車輛,對環境進行感知。比如車輛利用自身的攝影機,可能無法保證對交通信號燈進行準確的判斷,進而可能會發生闖紅燈的違規行為,但是利用車聯網的 V2I 技術,交通信號燈把燈光信號,以無線信號的方式發給周邊的車輛,確保自動駕駛汽車準確瞭解交通信號燈的狀態。

不僅如此,交通信號燈還可以廣播下次信號改變的時間,甚至其他相鄰路口未來一段時間內的信號狀態,自動駕駛車輛可以據此精確的優化行進速度和路線,選擇一條紅燈最少、行駛最快的路線,即優化了交通,又可以減少碳排放。

另一個例子是交叉路口的通行優化和橫穿行人告警。今天道路上經常發生橫穿路口的行人/自行車與車輛間的碰撞事故,尤其是左轉車輛,由於視線受阻,司機和車載感測器,經常無法觀察到路口內橫穿的行人,一個解決辦法就是透過在路口上安裝雷達和攝影機,對路口內行人進行監視,如果檢測到斑馬線上和路口內有行人,並且行人在車輛的行進路線上,路邊設施(RSU)可以將檢測到的情況,即時通知即將轉彎或直行的車輛注意避讓,規避事故的發生。

現階段的自動駕駛技術,所依賴自身的感知設備,往往是非常昂貴的,而且技術變革很快,但汽車本身的硬體升級不太容易,這很容易導致當前的汽車感知設備很快落伍。

而 5G 物聯網普及之後,街上的路燈、廣告牌、行人身上的手機、手錶等等,都可以助力自動駕駛。從汽車的第一人稱視角,轉化成第三人稱視角,達到旁觀者清的效果。而且這些設備成本更低,技術更新更快,可以為自動駕駛的落地,提供有效的基礎設施能力支持。


資訊安全和隱私問題亟待解決
對於大眾消費者來講,除了關注車聯網帶給我們的諸多便利和道路安全,也更加關心車聯網所設計的資訊安全和隱私問題。

為保護車主的隱私,提高網路的安全系數,C-V2X 設計了匿名密鑰體制,週期性變更標識和資訊簽名,為此需要在車輛中安裝幾百甚至幾千個證書。由於涉及到資訊安全問題,迫切需要國家多個相關部門的相互協作,制訂出題套適合我國國情的證書管理和分發體制。

基於 3GPP R14 版本的 C-V2X 可以增強自動駕駛車輛對環境的感知,為低級別自動駕駛提供更加準確的駕駛輔助資訊。L4/L5 高級自動駕駛所需的協作式決策,將對 V2X 通信提出更高的要求,需要 V2X 提高更高的頻寬,更短的時延,最重要的是需要提供更高的可靠性(99%)。


小結
車聯網市場是一個比較成熟的物聯網應用領域,曾有業界預測,2020 年全球車聯網有望突破 1000 億歐元規模。而 5G 將成為實現車聯網的重要條件,5G 技術將是加速或完全實現自動駕駛汽車效益的核心。

0 意見: