一、引言
如今,5G的到来正在给汽车行业将带来一场升级变革,尤其是自动驾驶,通过5G低延迟、高带宽的特性,能够为自动驾驶汽车提供更丰富的信息,让自动驾驶汽车在紧急时刻做出精准决策,保证使用和用户的安全性。
5G的作用可见一斑,但5G不像社会大众所期待的那样,认为能够真正解决自动驾驶的产业痛点,自动驾驶还有很多需要面对的难题。对于整个自动驾驶的生态来说,在5G的加持后会加速产业的成熟。但自动驾驶的落地和实现,所涉及到的既有政策问题、技术问题,还有运营等多方面的问题,这需要政府、互联网公司、车企,三方共同合作才能完成。
二、5G对于自动驾驶的真正价值
5G本质上是一个通信手段,会解决自动驾驶遇到的一些问题,但是不能认为“5G能够彻底解决自动驾驶的产业痛点”,自动驾驶还有很多需要面对的难题。当然,如果没有这样一个低延时,高带宽的链路,用其他的技术弥补是不可能实现的,5G是有作用的,只是这个作用没有大众期待得那么高。
汽车通过5G这个高速的通信链路,弥补车端的感知能力和算力,以及通讯信息交互等方面的不足。比如V2I(车联网)、V2V(车与车之间的通信),V2X(车与所有物体的连接),都可以把整个信息传递或共享到车上。
5G的核心作用是提供了一个低延时、高带宽的通信链路,提供一个灵活的网络结构和边缘计算能力。但要加速自动驾驶,还是需要其他的一些设施来协同,需要车、路、端的协同。
三、5G的应用会给产业带来的改变
从汽车产业来看,主要是两个方面:一个是“用户智能”,一个是“驾驶智能”。
所谓用户智能,就是5G能够为用户在娱乐、消费等方面与车结合,为用户带来价值。比如通过5G通信,相关的娱乐系统能进一步升级,用户可以体验到VR,或者依赖高带宽的高清视频等内容可以达到车端。
所谓驾驶智能,主要体现在感知层(感知和感知信息共享)和计算层,可以实时的将道路、环境及他车的状态通过V2X、V2I、V2V通路实时共享,提高车端的安全性。如V2V方面,通过5G可以实现车与车之间的信息实时共享,让汽车更好的感知到周围路况,通过感知的环境信息传到自动驾驶系统。举个例子,当自动驾驶车在大的公交车后面行驶时,如果想变道超车,是无法知道前方状况的。但有了V2V以后,可以通过前车的感知设备,通过5G的链路传到后方自动驾驶车上,实现了“透视”。
四、5G对于细分的车载技术的影响
1.对于SLAM(定位与地图构建):5G是定向性较强的通信技术,它的频带比较宽,通信频率较高,定向性比较强,基站也很密。基于这些特点,它能够辅助SLAM的定位,通过一些相关资料的了解,它能够做到亚米级。也就是说,在没有卫星的情况下,通过5G的基站也可以提供一种可靠地全局定位方法,这无疑对定位技术是一个非常好的补充,优势是在室内场景其作用会更明显。另外,通过5G高带宽的通信链路,未来的某些基站物理坐标都可以很准确。在这种情况下,在建图和定位的时候,两侧会有非常多有带自己绝对位置的基站,利用这些路标信息,建图工作会更加精准,对高端复杂算法依赖也会降低。总的来说,5G对SLAM大规模建图优化,或者说将来在定位方面,有利于降低计算复杂度,提升整个系统的定位精度。
2.对于GPS导航系统:在5G的地面基站增多后,会变成类似于全局定位的小型基站系统。这对于一些受遮挡、有城市高楼的定位弥补作用很强。具体来讲,就是当有5G基站后,哪怕在高楼林立,甚至是室内定位里,5G手机都能够达到这种亚米级别,这个精度会非常惊人。现在在很多室内的导航定位还是缺少有效的定位手段,依靠一些Wi-Fi来实现定位精度不容易保障,也满足不了用户的大部分需求。
五、5G对于自动驾驶产业计算层面的影响
从计算层面来看,有了5G,如果设备完善的话,会有边缘计算节点。这样很多计算的负载的需求可以转移到路两侧的边缘计算节点,从而有效的降低了车端对算力的要求。这样好处有两点:一是整体算力更强,提升自动驾驶的感知能力。另外一方面,可以降低功耗。因为自动驾驶对算力要求比较高,利用边缘计算节点可降低油耗,尤其是电车能够提升汽车的续航里程。
举个例子,其他的移动设备的能力比车还要弱,汽车在“空闲”时,其他的设备也可借助于车端的计算能力来帮助用户来做一些事情。比如实时翻译功能,现在我们使用都是翻译笔,翻译笔里面有专门的GPU,需要硬件加速。
但未来的实时翻译可能就不需要这样的运算方式,比如手机里装一个软件,真正的计算是可以在一些车端实现,或者场端实现。由于基站比较密,低延时的切换也比较快,这样我们可以很快速在这种移动过程当中,通过双向的计算形式,用手机来做这种翻译,。
而对于云端来说,延时较低的情况下,可以大规模的将运算直接传到云端去计算。比如刚提到的SLAM,可以在建图过程当中收集大量的原始数据,核心的建图优化算法放在云端做,把结果实时反馈车端。
从技术角度来说,5G对光纤的要求也很高,因为每个通信链路的数据都很大,光纤相当于现在的骨干网络,骨干网络的带宽也一定要足够宽,才能可以来满足时间方面的要求。否则节点很多,但细的骨干网一定会造成堵塞。所以,无缝连接以外还有一些其他的基础设施都要跟上,才能满足整个的需求。
对整个自动驾驶的生态来说,在5G的加持以后发展会更快,有一个更大的维度弥补技术短板,在核心技术的突破后,会加速产业的成熟,也会逐步产生更多的相关消费行为和内容需求,使整个生态形成正反馈。
六、L3级别的自动驾驶是一个分水岭
L2到L3是自动驾驶的一个分水岭,最核心的问题在于责任的认定问题。比如说L2,或者是L2+级别的自动驾驶,人在驾驶中依然承担主要角色,如果车出了问题或者发生事故,是人的责任,车厂都是可以规避风险的。
对于L3及L3以上级别的自动驾驶,核心的问题就在于自动驾驶能力允许驾驶员释放双眼和双手,当汽车遇到危险之前,自动驾驶会有预警提示,如果汽车一旦出事故,车会负责任,而不是人负责。因此,这样对于汽车方面的安全要求会非常高。所以无论是在安全方面还是在技术层面,L2和L3差别较大。
并且,L3对技术的要求会有更高的要求,比如以转向系统为例,如果转向系统有一部分失灵了,需要有双备份的冗余的转向系统和刹车系统,这些关键的系统都是要有冗余的。
理想中的L4及L5的自动驾驶的落地和实现,需要政府、互联网公司、车企,三方共同合作才能完成,因为它既有政策问题,也有技术问题,还有运营问题,都要融合在一起考虑的话,三方合作可能会更容易去推广。
自动驾驶的落地需要有一个过程。这个过程可能需要相关测试和运营混合在一起同步推进,比如出行公司运营一些测试的自动驾驶汽车,运营系统实现有人驾驶与无人驾驶的联合调度。在早期阶段,自动驾驶汽车上会有测试员、有司机,这些都也可以混编到运营车队里。一定程度上还节约了成本,后续会逐渐从特定区域的运营、和有驾驶员或者测试人员的汽车混编在一起运营,然后最后到彻底无人的运营,这需要一个循序渐进的过程。
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