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5G通信技术对自动驾驶的作用

发布时间:2019-07-29      点击:

5G 对自动驾驶的作用在于,通过高速 5G 通信链路,建立车端与场端及其他主体的联系,弥补车端感知、定位等方面的不足。

真正的自动驾驶,还需要其他的一些设施协同实现。未来,5G 对于自动驾驶核心作用是通信链路的载体,需要车、路、端的协同才能发挥更多的作用。

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,但通过 5G,自动驾驶就能够快速落地实现吗?自动驾驶真正落地还需要多远

谈到 5G 在自动驾驶汽车方面的应用,主要是体现在「用户智能」和「驾驶智能」两方面。所谓用户智能,是 5G 能够为用户从娱乐、消费等方面与车的结合,为用户带来价值;驾驶智能方面,主要在感知层(感知和感知信息共享)和计算层面来体现。

对于今年国内自动驾驶的发展,「自动驾驶产业逐步回归了理性甚至是走向了低谷期」。在这个阶段,部分的初创公司能够持续活下去会比较困难,真正具有核心竞争力的公司需要有几大关键能力:能够把数据利用效率提高、能够把数据价值挖掘得更高和相应的工作积累地更深。

5G 对自动驾驶的作用在于,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。

可以说,这个技术的核心作用不在于 5G,而是 5G 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。

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。

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。

首先,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。

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。

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。

5G 方面的应用布局来说,我们内部有专门开展 5G 研究的「未来网络实验室」,在边缘计算、开源和标准应用等方面都有较高影响力的成果,也一起在开展自动驾驶与 5G 技术的应用研究,在车辆在环、模拟仿真等方面已经取得了非常有价值的成果,通过 5G 链路把仿真虚拟的环境信息打到车端,让自动驾驶汽车能够在马路上模拟整个系统运营。

至于车路协同的应用,因为主要依赖车端感知的终端以及很多其他的一些基础设施。其中涉及的不光是 5G,还有一些很多功能节点,需要系统工程的配合。目前这些技术发展还没有到成熟阶段,所以它也会一定程度上会影响整个落地的进程。当然,随着国际或国内更多 5G 示范城市的推出,相关示范区的落地会更快一些,我们都会积极参与,加速 5G 和自动驾驶的融合。

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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