自动驾驶快步走来,C-V2X 将发挥什么作用?
车联界
今天以下文章来源于焉知
新能源汽车 ,作者德卤
上海车展专访视频完整版
专访核心内容整理:
实现完全自动驾驶是一个复杂的命题,其中更有车路协同的问题是注定绕不开的。在这方面,处于整个产业不同环节的厂商对车路协同以及
智能驾驶的看法不一,实现车辆智能的方法也不一样,比如最初研究自动驾驶的企业希望打造单车智能,而越来越多的厂商在考虑单车智能加联网,即智能网联的方案。
那么,如何让两者不再对立,形成一种良性互补,共同促进自动驾驶的进展呢?
上海车展期间,大唐高鸿数据网络技术股份有限公司智能网联产品事业部总经理任世岩阐述了他的观点,为我们解读了未来自动驾驶演进的条件,特别是 C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything,基于蜂窝通信技术的
车联网)在实现
智能汽车方面扮演的重要角色。
C-V2X 大产业日渐形成C-V2X 产业链涵盖通信
芯片模组、终端设备、整车制造、运营服务四个主要领域,其中核心的技术是无线通信技术。产业的上游主要是通信芯片和模组提供商,中游则以终端设备商和整车制造商为代表,他们与下游的电信运营商、测试验证机构、高精地图服务提供商等共同构成了一个大产业。
任世岩表示,作为中国信息通信科技集团旗下六大上市企业之一的大唐高鸿(高鸿股份,股票代码
000851 ),业务涵盖从
信息安全、工业
互联网到车联网等战略性
新兴产业。
其车联网部门是高鸿股份旗下的一个业务板块,也是中国信科集团发展车联网业务的骨干载体,致力于开展现在 LTE-V2X 和未来 NR-V2X 的技术标准研究、产品开发和市场推广。
C-V2X 是一个全球公认的国际标准。
大唐是 C-V2X 系列标准的三个起草人之一, 3GPP 等各标准化组织的核心成员,参编标准超过数十项,全球 C-V2X 专利排名前列。大唐高鸿也是车联网领域国家重大科技专项的牵头单位,参与了近十项国家重大科技专项。
他介绍说:「大唐高鸿一直致力于车联网相关产品的研发和产业化推进,与产业链下游数十家企业密切合作,参与了十多个车联网示范区及 30 多个车路协同项目的建设,拥有丰富成熟的商业化落地经验;依托 C-V2X 技术和标准的经验积累,包括集团自研芯片开展了相关模组、整机方案的研究。
经过八年时间,大唐高鸿与业界合作伙伴一起将 C-V2X 做成了一个蓬勃发展的大产业,也让
5G + 车联网成为了车路协同、智能网联及自动驾驶的重要使能技术。」
网联化成为三大趋势之一对汽车行业来说,电动化是汽车行业变革的上半场,智能化和网联化则是这场变革的下半场,那么,目前车联网行业进展如何呢?
任世岩回顾道,汽车行业电动化、智能化和网联化是大家公认的三大趋势,作为 C-V2X 智慧交通解决方案供应商,大唐高鸿关注的就是网联化,它是自动驾驶或智能网联汽车的一个重要组成部分。
他指出,C-V2X 技术从诞生之日起就把未来自动驾驶作为发展方向。
从 2012 年到现在一步一步走过来,早期的自动驾驶或现在路上能看到的自动驾驶都是基于单车智能,车上装很多
传感器,如雷达、
激光雷达、摄像头等,不断识别车辆周围环境、应用场景,以此让车辆具备自动驾驶能力。
但这样并不够,因为自动驾驶要覆盖的场景非常复杂,第一要有足够多的里程去训练,去学更多的场景;第二,目前的车达不到 L3 级,手还不能离开方向盘,还需要有人来介入。
这说明单靠单车智能,像人的眼睛,单靠看可能还不能完全应对所有道路上的复杂场景。这时,就需要加入一个重要的组成环节——网联。
为此,CAICV(中国智能网联汽车产业创新联盟)提出了未来的自动驾驶一定是智能化和网联化,所以中国一开始就叫智能网联汽车。网联就是车与车之间直接通信,把原来传统的人与人的无线通信技术引入到了车与车(V2V)、车与网络(V2N)、车与基础设施/路侧(V2I)、车与行人(V2P)。
这样的交互共同组成了 V2X(Vehicle-to-everything),未来的车会与万物互联。
这就相当于在传统单车智能基础上又加入了嘴巴和耳朵,可以对外发布车的消息和状态、驾驶意图。同时,车可以接收其他车的状态、消息和驾驶意图。
就像人一样,可以用眼睛观察周围的环境,也可以通过耳朵和嘴巴与他人交互,这样就共同组成了更加智能、可以面向更加丰富应用场景的智能网联。利用 C-V2X,通信由车内走到了车外,车可以和车连接,也可以和路边的基础设施、网络、行人连接。
两个重要指标关乎安全和可靠任世岩说,车联网是一个广泛的概念,有两大分支:一个叫 Telematics(信息娱乐及车辆远程控制与远程读取信息等),包括日常导航、实时路况、广播、娱乐节目,属于信息类业务,由 4G 和 5G 蜂窝网络承载。
将来可以在车上看高清视频或实时下载高清地图来完成车和网络/云之间的交互。
另一个技术是 V2X,它解决的不是信息娱乐,而是自动驾驶安全、交通效率的提升,所以技术上与采用 Uu 口的上述业务不同。Uu 口是手机、车载 box 与蜂窝基站通信的一种方式。C-V2X 使用 PC5 接口,可以实现车与车、车与路侧的点对点通信,也称之为终端直通。
C-V2X 面向的是自动驾驶和交通安全,其重要指标在于低时延和高可靠。现在使用 4G、5G 网络的时延是不稳定的,可能很快,也可能会有较大的,秒级的延迟。但是车辆,特别是自动驾驶必须要可靠的传输,对时延也要求要更短、更精准。目前,C-V2X 技术已可以做到 20 毫秒,未来可以做到 1 毫秒,这样才能够保证安全。
高可靠就是一定不能错包或错的几率非常小。这对传统通信来说是一个挑战,发短信时经常会丢掉,打电话时经常会断线,如果是自动驾驶这是不能允许的。
V2X 基于上述两个需求做了很多技术优化,包括网络架构,可以不通过蜂窝网络直接进行车与车、车与路之间的通信;其次,要有更强的信号保护,使可靠性更高。
C-V2X 实际上是 4G、5G 蜂窝网络并行、单独组网的技术,是面向智能网联的优化和拓展。所以,基于蜂窝技术的 C-V2X 是基于 LTE(4G)的 LTE-V2X 技术与基于 NR(5G)技术共同组成的。不过在 5G 的背景下,C-V2X 更具优势。
单车智能与车路协同从汽车行业看,由于不同参与主体的立场、视角不同,其参与车路协同的具体方式也有所不同。车企往往注重打造智能汽车;通信企业更多在倡导智能路网;互联网科技企业则更多在构建智能出行。
任世岩认为,智能网联汽车,也就是单车智能并不能完全涵盖整个自动驾驶体系,更全面的内涵应该是车路协同。
百度的李彦宏总裁曾经说过,未来的交通一定是聪明的路加智慧的车。
怎样理解呢?
他说,受制于单车智能昂贵的成本,自动驾驶技术一直难以突破。如果用智慧的路实现部分技术不失为一种更好的方法。路侧基础设施最核心的产品是路侧单元(RSU),它负责与路上的车载盒子(OBU)进行交互,实现 V2I 通信功能。
OBU 之间可以完成 V2V 交互,车与路侧完成 V2I,车与人之间完成 V2P。
路侧设备可以智能处理路况,路况信息是摄像头、雷达、
激光雷达、气象传感器等采集的路面行人横穿马路、道路施工、道路破损、大雾等消息,通过 RSU广播给周围车辆;同时,车辆也会把一些状态信息,方向速度、位置、油门踏板角度等信息传给 RSU。
比如一辆车突然踩了刹车,RSU 收到信息会做全域处理,对周围车辆广播警告信息,车辆本身也会收到其他车辆的广播;又如一辆车发生了故障,就会发出紧急消息,告知 RSU,也会告知路面的其他车辆,这样就可以形成信息的交互,从而避免意外情况的发生。这就是未来聪明的车和智慧的路相交互的形态。
他表示,「随着技术的发展,传送的消息越来越多,应用场景也会越来越多。作为 C-V2X 核心通信模组及终端设备提供商,大唐高鸿面向
高速公路、
智慧城市开发了上百种应用解决方案。其产品涵盖基于集团自研芯片的系列模组、车载终端(OBU)、路侧终端(RSU)、C-V2X 云控平台、CA 安全认证解决方案等。」
车载单元包括车内的盒子、车外面或装在车
玻璃上的天线,其最核心部分是大唐高鸿重点在推广的车规级 V2X 模组。它是帮助 OBU 和 RSU 盒子完成 C-V2X 单元之间低时延、高可靠通信功能的关键。
据介绍,目前面向商用车(公交车、大货车等)车载系统的后装盒子已率先应用。之后,大唐高鸿会通过与 Tier 1 和 OEM 厂商的深入合作,开拓面向各种车型的前装市场。
从去年到今年,已经有部分车企宣布采用 C-V2X 技术,包括一汽、通用、福特等等,今年还会有更多厂商进行部署,未来几乎所有厂商都会走这一步。
可以想象,随着大部分车都部署了 C-V2X,以及智能驾驶技术的发展和成熟,车就真的不用自己开了,利用交互和感知就完全可以实现自动驾驶。 他强调,智能和网联技术两者必不可少,是互不冲突、互相促进的关系。无论智能,还是 5G 蜂窝网络,还是 V2X 系统,都将共同组成的一个有机系统,让人们的出行更加安全,更加便捷,更加经济。
全面产品布局支撑 C-V2X 商用目前,全球提供 C-V2X 芯片和模组的主流企业有三家:
高通、华为和大唐高鸿。大唐高鸿是 C-V2X 标准的发起者之一,掌握了从标准到专利,到自研芯片,再到 C-V2X 模组的整个产业链上游技术,大唐高鸿基于 C-V2X 也打造了非常丰富 C-V2X 产品布局,有路侧基础设施产品,也有车载前装和后装产品,以及最关键 C-V2X 模组。
除了相关产品,大唐高鸿还有一些特色解决方案。
任世岩介绍说,网联化已经向我们走来,2020 年已开始实际部署。C-V2X 最早的典型应用场景之一是高速公路,去年大唐高鸿在在重庆国家级先导区打造了全国里程最长的一个商用高速公路项目 —— G5021 石渝高速涪陵至丰都段。这条高速恰恰体现了「蜀道难」的特点,其桥梁和隧道占整条高速公路的 47%,环境非常复杂。
利用 C-V2X,可以提高高速公路的交通安全性和效率,带来更大的经济效益。除了高速公路,去年工信部批准了几个国家级车联网先导区,大唐高鸿都有深度参与,针对 C-V2X 的经典场景如交通红绿灯的交互、公交等开展了很多应用。
去年,大唐高鸿也参与了很多智慧城市项目。从国家到省、市,甚至包括县一级,大唐高鸿参与了几十个项目中的半数以上,或提供方案,或提供核心产品,支持场景应用,助推整个产业商用化落地进程。
C-V2X 助力自动驾驶 汽车产业正迎来巨大的变革,产业的创新也从来没有停止过,关于 C-V2X 与自动驾驶,业界有很多讨论,那么两者怎样结合,产业格局又如何呢? 任世岩认为,工信部在去年发布了智能网联技术发展路线图白皮书2.0规划,到 2025 年 L3 商用要达到 20%,而在 L3 以上自动驾驶中 V2X 将会成为不可缺少的一环。目前,大唐高鸿已经在跟多家车企合作,研发面向前装的 C-V2X 方案。 到了 L3 等级 C-V2X 将与 ADAS 整合,成为面向自动驾驶完整方案的一个不可或缺的技术,直接参与到控车。那时,在很多场景下,我们的双手就脱离方向盘,双脚也可以离开油门和刹车踏板。 他说,早在 2016 年大唐高鸿就推出了全球首款整机设备 C-V2X 模组和 RSU;2017年,应业界合作伙伴的要求,这些自用模组被提供给合作伙伴,到2020年,很多车路协同厂商用的都选用了大唐的模组。 现在,大唐高鸿的合作伙伴更加广泛,从上游自动驾驶芯片厂商,到下游 RSU厂商、Tier 1、车侧 OEM 厂商,再到更下游智慧高速、智慧城市建设集成商,都是这个大产业圈的重要环节。
关于产业发展,他认为,作为场景复杂、产业链冗长、合作关系错综的产业,车路协同包括芯片、感知设备、系统集成、车载设备、路侧系统、云管理等方方面面,因此需要一个非常开放、非常大的朋友圈。
他表示,大唐高鸿是 C-V2X 技术发起人之一,又是一家央企,肩负着一种使命。C-V2X 产业的蓬勃发展将为我们国家、社会带来安全和效率的提升,为人们的出行带来更大帮助。
大唐高鸿将在去年车路协同规模部署的基础上,今年将车载模组推广给更多的 OEM 厂商,使得路和车能够相互促进,让非常具有前瞻性的技术真正实现一个爆发性增长,也让所有人能够早日看到智能网联、自动驾驶到来的一天。