【安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關注】近幾年來，有關5G網(wǎng)絡的技術研究取得了驕人的成果，2018年12月7日，工業(yè)和信息化部許可中國電信、中國移動、中國聯(lián)通自通知日至2020年6月30日在全國開展第五代移動通信系統(tǒng)試驗。隨著5G技術的推廣應用，信息傳輸速度得到質(zhì)的飛躍。萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時代即將來臨。物聯(lián)網(wǎng)這一技術在汽車上的實現(xiàn)稱之為車聯(lián)網(wǎng)，而搭載車聯(lián)網(wǎng)技術的車輛即為智能網(wǎng)聯(lián)汽車。
一、車聯(lián)網(wǎng)的基本概念
車聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵主要指：車輛上的車載設備通過無線通信技術，對信息網(wǎng)絡平臺中的所有車輛動態(tài)信息進行有效利用，在車輛運行中提供不同的功能服務?？梢园l(fā)現(xiàn)，車聯(lián)網(wǎng)表現(xiàn)出以下幾點特征：車聯(lián)網(wǎng)能夠為車與車之間的間距提供保障，降低車輛發(fā)生碰撞事故的幾率；車聯(lián)網(wǎng)可以幫助車主實時導航，并通過與其它車輛和網(wǎng)絡系統(tǒng)的通信，提高交通運行的效率。
車聯(lián)網(wǎng)的核心技術之一就是無線通信技術，傳感網(wǎng)絡采集的少量處理需要通信系統(tǒng)傳輸出云才能得到及時的處理和分析，分析后的數(shù)據(jù)也要經(jīng)過通信網(wǎng)絡的傳輸才能到達車輛終端設備?？紤]到車輛的移動特性，車聯(lián)網(wǎng)技術只能采用無線通信技術來進行數(shù)據(jù)傳輸，因此無線通信技術是車聯(lián)網(wǎng)技術的核心組成部分之一。在各種無線傳輸技術的支持下，數(shù)據(jù)可以在服務器的控制下進行交換，實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)的實時傳輸，并通過指令的傳輸實現(xiàn)對網(wǎng)內(nèi)車輛的實時監(jiān)測和控制。
二、5G對于車聯(lián)網(wǎng)的作用
而5G作為無線通信的新技術，是指升級、改進及優(yōu)化處理后的各種無線網(wǎng)絡技術，并注重應用納米技術，具備便利性和靈活性，可確保用戶隱私、提高傳遞速度及減少能耗。為打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術的約束，此技術采用新的IP地址作為數(shù)據(jù)傳遞基站，實時搜集、匯總大量信息放入移動終端，提高了數(shù)據(jù)的有效性和安全性。它在經(jīng)營管理中的能耗較少，信息傳遞效率較高。因此，當發(fā)生信息傳遞阻礙時，此技術可第一時間察覺并啟動保護措施。利用5G技術搭建一個完善的網(wǎng)絡平臺，可靈活地為人們提供服務。由于此技術的籠罩范疇比其他技術廣，因此提高網(wǎng)民上網(wǎng)速度的同時可保障通信質(zhì)量。
工業(yè)和信息化部苗圩部長提出，加快培育5G融合應用，不斷深化基于C-V2X的車聯(lián)網(wǎng)標準體系、產(chǎn)業(yè)協(xié)同和示范應用，加快推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G的融合應用，進一步推動5G與農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療、教育等各領域的協(xié)同創(chuàng)新。5G的低延時、高可靠是未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關鍵支撐，5G技術的日趨成熟將會大大地促進車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
5G在車聯(lián)網(wǎng)中，主要起什么作用呢？用通俗的話說，就是車與周圍環(huán)境及云平臺之間更快信息傳輸?shù)募~帶。當然，之前的4G也能做到這點，但5G不同，因為它的時延比較低，據(jù)說可低于5ms，是4G的十分之一。這樣的低時延有什么好處呢？經(jīng)過測試，自動駕駛汽車在60公里/小時的速度下行駛，如果延時是60ms，車的整個制動距離大概在一米左右，如果是10ms的延時，車的制動距離就是17厘米，那如果我們能夠達到1ms的延時，那么制動距離就只有17毫米。
三、5G車聯(lián)網(wǎng)助推自動駕駛落地
自動駕駛汽車是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。它依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控設備和定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機動車。
5G對于自動駕駛意味著什么？長遠來看，其實更多是起一個推動作用，5G真正提升的是車聯(lián)網(wǎng)技術，而車聯(lián)網(wǎng)是自動駕駛的基礎，也是其中*的一部分。除此之外，還有高可靠性(大于99.99%)以及更大的帶寬(每平方公里可接100萬個終端)。5G商用，車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也將迎來爆發(fā)風暴。
提到5G與自動駕駛的關系，主要包括自動駕駛的兩條技術路線：單車智能和車路協(xié)同。
其中單車智能是通過把環(huán)境感知、決策和控制執(zhí)行統(tǒng)統(tǒng)放在車端，使車輛達到甚至超越人類駕駛員的駕駛水平，來實現(xiàn)自動駕駛。
車路協(xié)同與單車智能相比，不僅著眼于車的智能，還側(cè)重路的智慧，并通過將他們與云端進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)路網(wǎng)與車輛之間有效信息的協(xié)同感知和協(xié)同決策，從而達到自動駕駛的目的?，F(xiàn)下越來越多的專家認為，自動駕駛汽車要在全場景、全工況下落地，車路協(xié)同是必經(jīng)之路。
5G沒有出來之前，車路協(xié)同項目的開展主要是基于4G技術。但由于4G傳輸速度相對較慢--高僅為100兆/S，導致網(wǎng)絡速率時延高達50毫秒，這對于高速移動的車輛來說，基本實現(xiàn)不了實時控制，因此被認為是制約自動駕駛發(fā)展得重要因素。
5G網(wǎng)絡由于可以為車輛提供毫秒級超低時延，高可達10GB/S的傳輸速率，以及每平方公里高達百萬的連接數(shù)和超高可靠性，幫助車輛在遠程環(huán)境感知、信息交互和協(xié)同控制等關鍵技術上取得突破，讓車輛在面對復雜路況時響應更快、行駛更安全，可謂實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)和自動駕駛的重要基石。
5G本身能護航自動駕駛，因為它低時延1毫秒，基于邊緣計算、車-云的交互，應急制動、安全響應，能無縫網(wǎng)絡覆蓋，具有網(wǎng)絡切片的能力，能優(yōu)先服務QOS，能實時下載高清的地圖，能傳輸高清的視頻，還有大連接，實施海量的連接，支持自動駕駛。
在自動駕駛中，5G不僅僅連接了人，還連接了物，由三個典型應用場景組成。
第一個是eMBB，增強移動寬帶，用戶體驗速率在0.1~1gpbs，峰值速率在10gbps，流量密度在10Tbps/km2；
第二個超可靠低時延通信，主要的指標是端到端的時間延遲為ms級別；可靠性接近100%；
第三個是mMTC，海量機器類通信，主要指標是連接數(shù)密度，每平方公里連接100萬個終端，10^6/km2。
5G超可靠低時延時的特點，可以說正中無人駕駛所需?，F(xiàn)有的感知技術，如雷達、攝像頭等實際上都只給車提供了一個看的能力，沒有辦法跟車實現(xiàn)互動，而且這種看的能力會受到雨霧等天氣情況的影響，有了5G的交互式的感知，車就可以對外界環(huán)境做一個輸出，不光能探測到狀態(tài)，還可以做一些反饋。自動駕駛的協(xié)同里面有很多場景，比如自動超車，協(xié)作式避碰，車輛編隊都對可靠性和延時性提出了要求，都需要5G的保證。
此外，5G的高帶寬除了滿足對車的需求外，也可以滿足車內(nèi)乘客對AR/VR、游戲、電影、移動辦公等車載信息娛樂，以及高精度地圖的需求。厘米級別的3D高精度定位地圖的下載量在3~4Gb/km，正常限速120km/h下每秒鐘地圖的數(shù)據(jù)量為90Mbps~120Mbps，5G除了滿足這個數(shù)據(jù)需求，還可以支持融合車載傳感器信息的局部地圖實時重構(gòu)，以及危險態(tài)勢建模與分析。
從自動駕駛運營角度，5G也提供了一些新的可能，車輛在大多數(shù)情況下可以自主完成行駛測試任務；遇到自動駕駛車輛無法自主處理的場景，L3級別以上的自動駕駛系統(tǒng)可做出判斷并通知位于控制中心的駕駛員遠程介入；遠程駕駛員可以操控多輛無人駕駛車輛。由此，5G可以協(xié)助對城市固定路線車輛實現(xiàn)部分智能云控制，對園區(qū)、港口無人駕駛車輛實現(xiàn)基于云的運營優(yōu)化以及特定條件下的遠程控制。
而將自動駕駛中的協(xié)同深入到傳感器原始信息級別的融合處理，在云端進行自動駕駛控制或決策，則是5G的大帶寬和低延遲對自動駕駛技術發(fā)展的遠期探索。
四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車與自動駕駛的聯(lián)系與區(qū)別
智能網(wǎng)聯(lián)汽車，是指車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機聯(lián)合，搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)車與人、車、路、云端等智能信息交換和共享，具備復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，其中車與云端通過5G網(wǎng)絡提供的低時延、高可靠和大帶寬通道，一方面實現(xiàn)車輛側(cè)視頻、傳感器信息實時上傳到云端，同時把云端AI對車輛的控制指令回傳到車輛，實現(xiàn)"安全、高效、舒適、節(jié)能"行駛，并終可實現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車。
形象來說，智能網(wǎng)聯(lián)汽車利用移動網(wǎng)絡實現(xiàn)人車交互，就像一個裝輪子會跑的電腦一樣，至于能實現(xiàn)什么功能，還取決于系統(tǒng)里安裝的軟件，安裝瀏覽器可以上網(wǎng)，安裝播放器可以看視頻，安裝地圖可以查導航，同樣，安裝智能駕駛軟件可以實現(xiàn)自動駕駛。
自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。
并不是所有的智能網(wǎng)聯(lián)汽車都可以實現(xiàn)自動駕駛，但自動駕駛汽車必須要借助智能網(wǎng)聯(lián)技術，三者間存在著一種包含關系，相比于智能網(wǎng)聯(lián)，自動駕駛需要考慮的情景、涉及的領域要多得多，甚至涉及到倫理、法律等跨專業(yè)學科。
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