【云駐共創(chuàng)】 5G時代下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車

【云駐共創(chuàng)】 5G時代下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車

在現(xiàn)代生活中，汽車已經(jīng)逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ畹拇焦ぞ?，?5g網(wǎng)絡也開始走進我們的生活，今天就讓我們來看一看5g和新能源汽車在一起碰撞會產(chǎn)生怎樣的火花，5g又會怎樣改變我們的生活吧。

國際國內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)公司概況:

說起新能源汽車，國外想到的肯定是特斯拉，而國內(nèi)則是蔚來。特斯拉作為自動駕駛電動汽車的領(lǐng)頭羊在全球技術(shù)處于領(lǐng)軍地位，其導航、巡航、防撞、倒車輔助、車速輔助、智能溫度、緊急制動、盲點警報、代客模式以及3D導航等都處于全球領(lǐng)先水平。

蔚來則是國內(nèi)電動車的佼佼者，旗下產(chǎn)品蔚來： ES8更是搭載自動輔助駕駛系統(tǒng)NIO Pilot，首裝Mobileye EyeQ4自動駕駛芯片；搭載人工智能系統(tǒng)NOMI，集成語音交互系統(tǒng)和智能情感引擎，NOMI系全球首載人工智能系統(tǒng)，自主處理車輛使用需求，持續(xù)學習車主習慣興趣，其公司下可換電池技術(shù)更是大大方便了用戶，節(jié)約了用戶的時間。

特 斯 拉 遠 程 診 斷

國際國內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景：

目前，全世界在自動駕駛的解決方案主要有三大類：單車智能、基于V2V的智能網(wǎng)聯(lián)汽車、車路協(xié)同。其中，車路協(xié)同分為以路為主的車路協(xié)同和以車為主的車路協(xié)同。

1）車路協(xié)同與自動駕使

智能車路協(xié)同體系支撐的新一代智能交通系統(tǒng)核心四要素主要包括：

①人--智慧出行服務 MaaS:行為管理與誘導(行人、駕駛員、自動駕駛算法)系統(tǒng)；

②車--智能網(wǎng)聯(lián)汽車 V2X:智能車載終端系統(tǒng)；

③路--智能網(wǎng)聯(lián)設施 I2X:智能路測設施系統(tǒng)；

④環(huán)境--智能車路協(xié)同平臺：區(qū)域交通與城市交通管理與控制決策可視化推演系統(tǒng)。

當前，國內(nèi)外廣泛關(guān)注智能車路協(xié)同體系支撐的新一代智能交通系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)研究，總體上包含以下三條技術(shù)路線：

①人--智慧出行服務 MaaS+環(huán)境--智能車路協(xié)同管控平臺組合路線；

②車--智能網(wǎng)聯(lián)汽車 V2X+環(huán)境--智能車路協(xié)同管控平臺組合路線；

③路--智能網(wǎng)聯(lián)設施 I2X+環(huán)境--智能車路協(xié)同管控平臺組合路線

其具體流程如下圖：

新 一 代 智 能 交 通 體 系 結(jié) 構(gòu)

車聯(lián)網(wǎng)5g開發(fā)優(yōu)勢與前景：

車聯(lián)網(wǎng)5g與人工駕駛有什么優(yōu)勢呢，其主要體現(xiàn)在兩方面：面向效率和面向安全。

具體如下圖所示：

車 路 協(xié) 同 關(guān) 鍵 技 術(shù)

可能有些讀者覺得這些圖片過于抽象深奧，文字太過專業(yè)化而難懂。在此可以舉幾個例子：

有很多有車的朋友都有停車難的問題，到處找也找不到停車位，基于車路協(xié)同信息就能輕松解決這個問題，它會通過5g型號發(fā)送給你顯示附近哪個地方可以停車，有多少空車位，以及和你的距離?；蛘咔懊姘l(fā)生了交通事故或者道路擁堵，車路系統(tǒng)也能提前告知，繞行，讓你更有效率，節(jié)約時間。

又或者前面汽車出現(xiàn)故障緊急剎車，而你在后面看不見，導致連環(huán)追尾，在車路協(xié)同信息下就好辦多了，前車一旦發(fā)生意外剎車，其車載系統(tǒng)將會將車輛狀況用5g網(wǎng)絡以毫秒級的延時發(fā)送給附近所有車主，根本不用看到就提前剎車，從而避免了交通事故，此類例子很多，不一一例舉，總之5g車聯(lián)網(wǎng)極大的方便了人們的生活和提高人們出行的安全程度。

前裝5G網(wǎng)聯(lián)汽車模塊開發(fā)研究的介紹:

既然5G網(wǎng)聯(lián)汽車有這么多好處，那它是怎樣實現(xiàn)的呢？

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本架構(gòu)主要分為感知層、網(wǎng)絡層以及應用層。

感知層：傳感器(車載傳感器、路側(cè)傳感器)、傳感器網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)關(guān)。通過傳感器，RFID、車輛定位等技術(shù)，獲取車輛位置、道路環(huán)境、車輛行駛狀況等車輛自身和道路交通信息，為車聯(lián)網(wǎng)提供全面的數(shù)據(jù)信息。

網(wǎng)絡層：車載網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)組。處理和傳輸感知層的數(shù)據(jù)，為車聯(lián)網(wǎng)提供應用支撐。

應用層：根據(jù)用戶的實際需求，選擇相應的子系統(tǒng)接口，提供所需服務，具體應用功能包括智能交通、遠程診斷監(jiān)控、車載娛樂、事故處理與救援等。

車 聯(lián) 網(wǎng) 系 統(tǒng) 基 本 架 構(gòu)

5g與網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)系:

自動駕駛為什么需要5G呢：

1）交互式感知：體驗提升。降低時延；降低道路不確定性；車輛可進行軌跡交互、狀態(tài)交互。

2）不受距離和環(huán)境約束：能力增強。彌補傳感器受距離和環(huán)境的約束；滿足AR/VR游戲、電影、移動辦公等車載信息娛樂，以及高精度地圖需求

3）擺脫單車智能：智能協(xié)作。促進單車智能到協(xié)作智能演化；5G使得無人駕駛的可能性大大增強，可以協(xié)助對城市固定路線車輛實現(xiàn)部分智能云控制。

4）5G邊緣計算和切片技術(shù)為自動駕駛提供保障：基于5G的高清視頻傳輸，讓自動駕駛不僅能“眼觀六路”，還能“耳聽八方”，實現(xiàn)100%安全

5G 車聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成:

5G 車聯(lián)網(wǎng)又可以分為３個部分：

車內(nèi)網(wǎng)：車輛通過內(nèi)置的車載單元（on-board Uunit, OBU）與移動終端進行通信；

車際網(wǎng)： 一定范圍內(nèi)的車輛通過設備到設備（Device to Device，D2D）的通信技術(shù)進行相互之間的消息傳輸；

車載移動互聯(lián)網(wǎng)：5G 基站連通道路系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)，充當中繼的功能。

5 G 車 聯(lián) 網(wǎng) 絡 劃 分

5G車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù):

1）無線通信技術(shù)C-V2X?：蜂窩車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)（C-V2X，Cellular Vehicle to X）實現(xiàn)了車—人—路—云之間的通信，通過獲得的實時道路狀況、路人狀況等相關(guān)的交通信息完成駕駛?cè)蝿眨侵悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)未來的關(guān)鍵技術(shù)。

2) 環(huán)境感知技術(shù)：環(huán)境感知技術(shù)是實現(xiàn)無人駕駛的關(guān)鍵技術(shù)之一，感知 功能的實現(xiàn)主要依托于激光雷達、毫米波雷達、攝像機、 RFID等技術(shù)來搜集周圍環(huán)境的信息，從而為無人車的路徑優(yōu)化、導航定位和決策控制提供數(shù)據(jù)支持。

環(huán) 境 感 知 影 像

3）端到端的網(wǎng)絡切片技術(shù)：網(wǎng)絡切片（Network Slice）是指5G為了滿足不同場景應用的需要，將一個物理網(wǎng)絡分割成若干個獨立的虛擬網(wǎng)絡，邏輯上隔離的接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)，是每個網(wǎng)絡所必備的要素，如果其中一個虛擬網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，不會影響到其它虛擬網(wǎng)絡正常運轉(zhuǎn)。

4）SDN（軟件定義網(wǎng)絡)：SDN（軟件定義網(wǎng)絡)具有靈活性、可編程性、適應 性等優(yōu)點，可以分別負責轉(zhuǎn)發(fā)和控制，SDN控制器中集聚了網(wǎng)絡控制能力，因此能夠憑借控制不同的QoS業(yè)務來處 理各種業(yè)務的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，使得各切片業(yè)務相互獨立，互不干擾，從而滿足不同QoS業(yè)務的需求。

5）NFV（網(wǎng)絡虛擬化）技術(shù)：NFV（網(wǎng)絡虛擬化）技術(shù)是脫離了硬件設備的一種將網(wǎng)絡功能虛擬化的技術(shù)，簡單來說就是通過軟硬件解耦，把專有硬件設備中的網(wǎng)絡功能分割出來，不再依賴于硬件，而是將這些網(wǎng)絡功能統(tǒng)一放到通用平臺上。

6）云計算/霧計算技術(shù)：云計算在車聯(lián)網(wǎng)中通過與V2X融合，可以實現(xiàn)車-車，車-路側(cè)設施，車﹣人之間的資源互聯(lián)共享。車輛調(diào)度，實時路況數(shù)據(jù)，實時高精地圖，車輛路徑規(guī)劃等一系列影響決策的關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理都是由云計算來完成的。

云/霧計算

6）邊緣計算技術(shù):移動邊緣計算是指將云計算能力從核心網(wǎng)轉(zhuǎn)移到移動邊緣網(wǎng)，將網(wǎng)絡業(yè)務下沉到更接近移動端用戶的無線接入 網(wǎng)側(cè)，旨在提供低時延、無擁堵的網(wǎng)絡服務。

邊緣計算在車聯(lián)網(wǎng)應用中示意圖

技術(shù)突破方向與指標：

車輛網(wǎng)發(fā)展趨勢：平滑演進到5G，逐步向自動駕駛升級。

以深度學習為代表的 AI 技術(shù)快速發(fā)展和應用：在環(huán)境感知領(lǐng)域，深度學習方法已凸顯出巨大的優(yōu)勢。

深度學習方法需要大量樣本庫，對數(shù)據(jù)采集和存儲提出了較高需求；

1）深度學習方法還存在內(nèi)在機理不清晰、邊界條件不確定等缺點，需要與其他傳統(tǒng)方法融合使用以確?？煽啃?，且目前也受限于車載芯片處理能力的限制。

2）激光雷達等先進傳感器加速向低成本、小型化發(fā)展。

3）自主式智能與網(wǎng)聯(lián)式智能技術(shù)加速融合，通過V2X通信：在時間維度，獲知車輛信息、交通控制系統(tǒng)信息、氣象條件、擁堵預測等狀態(tài)信息。在空間維度，感知交叉路口各種盲區(qū)環(huán)境信息，掌握交通態(tài)勢。

率先應用區(qū)域：

高速公路的車道線、標示牌等結(jié)構(gòu)化特征清晰，交通環(huán)境相對簡單，適合車道偏離報警（LDW）、車道保持系統(tǒng)（LKS）、自動緊急制動（AEB）、自適應巡航控制（ACC）等駕駛輔助系統(tǒng)的應用。目前市場上常見的特斯拉等自動駕駛汽車就是L1~L2級自動駕駛技術(shù)的典型應用。????而在特定的城市低速區(qū)域內(nèi)，提前設置高精度定位、V2X等支撐系統(tǒng)，采集高精度地圖，實現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)的自動駕駛，如自動物流運輸車、景區(qū)自動擺渡車、園區(qū)自動通勤車等。????加快出臺智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)標準與測試規(guī)范：車-車、車-路、車與平臺交互時必須有標準的數(shù)據(jù)格式與協(xié)議，應加快研究確定通信協(xié)議標準，研究制定相關(guān)標準。

未來前景展望：

看了這么多，相信讀者對5g網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)有了初步的了解，隨著5g網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)水平的提高和軟硬件設備的逐漸完善，相信在不遠的將來，可以一邊玩手機或者在汽車上睡睡覺就能輕松到達目的地的時代就要到來了。

本文整理自華為云社區(qū)內(nèi)容共創(chuàng)活動第三期之【線上直播】博士帶你看透5G網(wǎng)聯(lián)汽車有多“智能”。

查看活動詳情：https://bbs.huaweicloud.com/live/HDZ_live/202103131435.html

5G 交通智能體

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