想(xiǎng)象一下(xià),你开(kāi)车行驶(shǐ)在马(mǎ)路上(shàng),还(hái)未到(dào)达十字路口,车辆就可以与前方的(de)红绿灯进(jìn)行沟通,提前预知前方信号灯的变化,并通过前方路口信(xìn)号(hào)灯、车(chē)辆速度、与前方路口距(jù)离,计(jì)算出最佳行驶速度,让(ràng)你在路口信(xìn)号灯恰好变绿灯(dēng)的时候到达(dá)路口,或者根据前方多个红绿(lǜ)灯(dēng)的情况,帮(bāng)你重新规划一条(tiáo)到达(dá)目的地的(de)最优路(lù)线。
到达(dá)路口(kǒu)时(shí),你(nǐ)因大车遮挡没有(yǒu)及时发现前方(fāng)信号(hào)灯(dēng)为红灯,有闯红灯趋势,或者因遮(zhē)挡(dǎng)没有看见车(chē)辆前方突然闯出(chū)的行人(rén),车辆会自(zì)动发(fā)出提示音(yīn),并在中控屏上(shàng)给予(yǔ)相关的(de)画面(miàn)显示,提醒你注意前方的路况,甚至主(zhǔ)动采取(qǔ)相应的应急措施……
随着(zhe)我国正式(shì)进入5G商用时代(dài),你是否觉得上面惬意的自动驾驶场(chǎng)景指日可待?
别做梦了!
没有5G的自动(dòng)驾驶:难且贵
提(tí)到(dào)5G与自动驾(jià)驶(shǐ)的关系,就(jiù)不得不提自动驾驶(shǐ)的两条技术路线:单车(chē)智能(néng)和车路协(xié)同。其中前(qián)者是通过把环境感知、决策和控(kòng)制执行统(tǒng)统(tǒng)放(fàng)在车端(duān),使车(chē)辆达到甚(shèn)至超越人(rén)类驾驶员的(de)驾驶水平,来实现自动驾驶,例(lì)如(rú)Waymo的(de)自动(dòng)驾驶出租车。
但Waymo花(huā)了整(zhěng)整十年的时(shí)间,才勉强让自动驾驶汽车在其精(jīng)挑细选的场(chǎng)景中跑起来。即(jí)便如此,这些车辆在行驶过程中还时常会(huì)因为传感器没(méi)有检测(cè)到(dào)障碍(ài)物,或(huò)者其他一些感知(zhī)缺陷,磕磕碰碰(pèng)不断,需要安全驾驶员介入驾驶。
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图片来源:Waymo官网
不仅(jǐn)如此,单车智能其(qí)他一(yī)些问题也在(zài)不断暴露(lù),例(lì)如(rú)把传(chuán)感器(qì)都装在车上,会大(dà)幅提高(gāo)自动驾(jià)驶的研发(fā)及量产成本,尤其是激光(guāng)雷达,目前一个就(jiù)得数万甚(shèn)至十几(jǐ)万元,根本不具备(bèi)量产可行性。单车智能对高精度地图的要求非(fēi)常高,但目前为止中(zhōng)国还(hái)未形成自己的高精度地图规(guī)范标准,技术(shù)方面高精度地图的动态实时更新能力也远(yuǎn)不能满足自动(dòng)驾驶实际(jì)驾驶场景的变换速度;实现L4+自动(dòng)驾驶(shǐ)一定需(xū)要人工智(zhì)能(néng)的(de)介入,用以(yǐ)对其他道(dào)路(lù)交通参与(yǔ)者的(de)行为和意图进行预(yù)判,但现阶段人工智能技术还不(bú)是(shì)很成熟……
“所以尽管单车智能在过去十年里,已经解(jiě)决(jué)了自动驾驶90%的问题,这项技术距离真(zhēn)正的规模化商(shāng)用还有很大的挑战。”华为(wéi)车联网(wǎng)解决方案副部长(zhǎng)王(wáng)新然表示。因为对于一辆自动驾驶汽(qì)车来说,业内普遍认为只有准确率和(hé)可靠(kào)性(xìng)达(dá)到了(le)99.9999%,即“ 6 个 9”,才算(suàn)是真正合格的产品,达(dá)不到这(zhè)个级别,基本等于零(líng)。
正是基于这些痛点(diǎn),近(jìn)两年(nián)业(yè)内又提出了V2X车(chē)路协同(tóng)的技术(shù)路线(xiàn)。与单车智能(néng)相比,车路(lù)协同不仅(jǐn)着(zhe)眼(yǎn)于车的(de)智能,还(hái)侧(cè)重路的智慧,并通过将他们(men)与云端进行(háng)联网,实现路网与车辆之间(jiān)有效信息的协(xié)同感知和协同决策,从而达到自动(dòng)驾驶的目的。现下越来越多(duō)的专家(jiā)认为,自动(dòng)驾驶汽车要在全场景(jǐng)、全工况下(xià)落地,车路协同是必经之路。
5G加持(chí) 开启自动驾驶上帝视(shì)角
在5G没有出来之前(qián),车路协同项(xiàng)目的开展(zhǎn)主要(yào)是(shì)基(jī)于4G技(jì)术。但由(yóu)于4G传输速(sù)度相对(duì)较慢——最高仅为100兆/S,导(dǎo)致网络速率时延高达50毫秒,这对于(yú)高(gāo)速移动的(de)车辆来(lái)说(shuō),基本实(shí)现不了实时控制,因此被认为是制约自动驾驶发展(zhǎn)得(dé)重要(yào)因(yīn)素。
比较(jiào)之下(xià),5G网络由于可以为车辆提供毫秒级超低时延,最高可达(dá)10GB/S的传输速率,以(yǐ)及(jí)每平方公(gōng)里(lǐ)高达百万的连接数和超高(gāo)可靠性,帮助车辆在远(yuǎn)程环境感知、信息交互和协同控制等关键技术上取得突破,让车辆在面对复(fù)杂路况时响应更(gèng)快、行驶更安全,可谓实现车联网(wǎng)和自动驾驶的(de)重要基石(shí)。
特(tè)别(bié)是在一些corner case中,仅仅依(yī)靠单车上的传感器,总会存在缺(quē)陷(xiàn),Uber去(qù)年发生的自(zì)动驾驶致死事故就是一个很好的例子,另外还(hái)有特斯拉Model S的(de)致命车祸(huò),都充分表明了单车智能在感知方面的局限性。有了5G技术(shù)的加持,为汽(qì)车和(hé)道路基础设施提供大带宽(kuān)和(hé)低时延的网络,可以为自动驾驶汽车提供高阶道路感知和精确导航服(fú)务(wù),使车辆探测距(jù)离更远 ,范围更(gèng)广(guǎng),能(néng)够很好地消除驾驶过程中(zhōng)的(de)盲区(qū)和死角,而且信息的传输速度更(gèng)快,对紧(jǐn)急情况响应更迅速(sù),大大提升自动(dòng)驾驶汽车(chē)的安全性(xìng)和(hé)可(kě)靠性。
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图片来自:中国联通(tōng)
刚刚在第六届世界(jiè)互联网大会上亮相的5G自动微公交,据(jù)悉就(jiù)可(kě)以识别200米内的行人、机动车(chē)辆(liàng)等障碍(ài)物,并(bìng)通(tōng)过车(chē)路云协(xié)同智能系统,掌(zhǎng)控公里级范围的道(dào)路信息(xī),赋予(yǔ)车辆超视距、无(wú)死(sǐ)角的“上帝视角”,从而(ér)做出避障、变道、减速、刹车等合(hé)理而安全(quán)的快速反应。该5G微公交(jiāo)面(miàn)对复杂开(kāi)放道路,能在(zài)100毫秒内作出反应,相较正常人300至(zhì)400毫秒(miǎo)反应时间,大大提升了驾驶的安(ān)全性。
不(bú)仅如此,借助5G-V2X还(hái)可以实现半自动/全自动驾驶(shǐ)下的(de)信息共享,如道(dào)路车速引导、车(chē)量路径优化、道路(lù)流量优化等,大大提(tí)升(shēng)道路尤其是十字路口的(de)通行(háng)效率(lǜ),如文章开头描述的驾驶场(chǎng)景,就是未来(lái)5G-V2X一个典型的驾驶场景,以及(jí)高精度地(dì)图下载、远程驾驶、编队行驶、代驾远程驾车、自动泊车入位等自动驾驶应用,发掘更多自动驾(jià)驶的落地路径。
中国通用技术集团联手中国(guó)移动在互联网(wǎng)大会期(qī)间展示的5G远(yuǎn)程驾驶(shǐ)项目,就是5G和(hé)自动驾(jià)驶的融合应用,驾驶员在模拟驾驶舱通过5G网络进行人车交互,实(shí)时获取高(gāo)清的车辆(liàng)运行环(huán)境信息和车辆行驶状态信息(xī),对远(yuǎn)端道路上(shàng)的车辆进行操作控制(zhì),实现远程驾(jià)驶。
看到这(zhè)一幕(mù),有网友不禁(jìn)发出了直击灵魂的一问“未来的(de)出(chū)租(zū)车(chē)司机可以在家工作吗?”
出租(zū)车司机能不能(néng)在家工作,笔者不(bú)知道,但可以肯(kěn)定的是,有了远程(chéng)驾驶技术,诸如无人区、矿区(qū)、垃圾(jī)运送区(qū)域等危险及恶(è)劣环(huán)境下(xià)的作业,可(kě)以(yǐ)实(shí)现无人(rén)化,在提升操(cāo)作效率的(de)同时节省人力。
5G来了 自动驾驶依旧道阻且艰
鉴于5G对于自(zì)动驾(jià)驶的不(bú)可或(huò)缺,业内对这项技术翘首(shǒu)以盼多年,近日终于守得云开见月明。10月31日(rì),在(zài)2019中国国际信息通信展(zhǎn)览会上,工信部与中国移动(dòng)、中国联通、中国电(diàn)信、中国铁塔(tǎ)一同宣布启动5G商用,中国(guó)正式(shì)进入万物(wù)智能互联的新时(shí)代(dài)。
那(nà)么,5G来(lái)了,自动驾驶(shǐ)还远(yuǎn)吗(ma)?
目前来看(kàn),尚远。
因(yīn)为5G自动驾(jià)驶的实现(xiàn)很大程度上依赖(lài)于(yú)5G网(wǎng)络的覆盖范围(wéi),如果覆盖不(bú)到位,会导致信息传输速(sù)率不稳定,忽高忽低(dī),这对自动(dòng)驾驶(shǐ)汽车而言是(shì)非常危(wēi)险的。而目前(qián)现状是,5G会(huì)优先在国(guó)内(nèi)一线城市以及部分重点地区铺设,覆(fù)盖面还不足以支(zhī)撑自动驾驶汽车的大规(guī)模运行。
具体来看(kàn),截至(zhì)9月底(dǐ)中国(guó)联通已在40多个(gè)大中城市部署建(jiàn)设5G基站2.5万个,预计今年全年将建设4万个;中国电(diàn)信(xìn)5G基站建设数量与联通基(jī)本(běn)相当。中国移动相对多一点(diǎn),目前已在全国300多个城市开展5G网络建设,并已在超过50个重点城(chéng)市(shì)建成5G基站4万多个。其中仅(jǐn)北(běi)京地区,三大运营商就已经建设5G基站(zhàn)超(chāo)过1.3万座,开通(tōng)5G基站(zhàn)超过(guò)1万座(zuò)。
就区(qū)域而言,尽(jìn)管此(cǐ)次三大运营(yíng)商首批开通5G商用服务(wù)的(de)城(chéng)市有50个,然以(yǐ)一线城(chéng)市覆盖面积较大,偏远地区受限于独立组网技术、建设成本及运营商战略布局等因(yīn)素,信(xìn)号覆盖较少。这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe),5G网(wǎng)络距国内全覆盖尚需时日(rì),更遑论基于5G网络的自动驾驶落地,同样如此。
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图(tú)片(piàn)来自:中国联通
在安波福中央电(diàn)气(qì)(上(shàng)海)有限(xiàn)公司中国区总经(jīng)理沈国樑看来,虽然中国的5G技术处(chù)于(yú)世界领先水平,普及速度也很(hěn)快,但(dàn)由(yóu)于5G网络辐射面、信号覆盖范围(wéi)是一个由点及面的(de)动态过(guò)程,导(dǎo)致自动驾驶的实现过程(chéng)也(yě)将先从大城市开始,然(rán)后随着相关条件的逐(zhú)步成(chéng)熟,慢(màn)慢向三(sān)四线(xiàn)城市或者是一些县(xiàn)级市延伸。
“这就像汽车的普及(jí)一样(yàng),首先在(zài)一二线城(chéng)市应用,等这些地方(fāng)的保有(yǒu)量逐步饱和了,再向三四线城市扩展。目前4G网(wǎng)络方面(miàn),国内很多地区已经普及了,5G的话,预(yù)计两三年内一二(èr)线(xiàn)城(chéng)市都会普及,五年之内肯定会在三四线(xiàn)城(chéng)市普及(jí),那么基于5G网络的自(zì)动驾驶也(yě)将是(shì)这样一个动态的落地过(guò)程。”沈国(guó)樑表示。
中国移动(dòng)(上海)产业研究(jiū)院副院长陈豫蓉也认(rèn)为,5G-V2X和(hé)5G自动(dòng)驾驶技术的(de)推广(guǎng)将是一个渐进的过程,即先(xiān)从部分区域、部(bù)分场景开始(shǐ)落地,然后(hòu)逐步扩(kuò)展到全区域、全场景。因为(wéi)基(jī)于5G-V2X的(de)自动驾驶,尤其是高(gāo)级别自动驾驶,对道(dào)路配套设施(shī)、产业链资(zī)源整(zhěng)合、前沿技术突破以及配套法规(guī)等都有(yǒu)较高的要(yào)求(qiú),这决定了自动(dòng)驾驶(shǐ)难以一(yī)蹴而就。
具体来看(kàn),陈豫蓉(róng)指出(chū)限定场景下的车(chē)路协同系统(tǒng)将(jiāng)率先落地,比(bǐ)如高速公路、矿区、港口、园区等(děng),与这(zhè)些场景相对应的,则是自主(zhǔ)泊(bó)车、定(dìng)点接(jiē)送(sòng)、快速公交、有限地域(yù)无(wú)人驾驶出租车(chē)等自动(dòng)驾驶服务,均有望率先(xiān)进行商业化量产。
因为这些(xiē)封闭的(de)场景闲杂(zá)人员相(xiàng)对较少,路况相对(duì)较(jiào)简单,再加上范围限定,可(kě)以很轻松地(dì)实(shí)现5G信(xìn)号(hào)全覆盖,并对路(lù)况进行相应的改造,真正做到(dào)无死角感知,全路段自动驾驶。而全场景的自动驾驶,即使(shǐ)有了5G加持,也(yě)还有(yǒu)很长一段路要走(zǒu)。