5G,正讓自動駕駛變得更可靠,也為產業帶來更多想象。基于高帶寬、低時延的特性,5G能夠支持高清視頻回傳、4K視頻遠程互動、云網融合等場景,在解決現有交通指揮問題的同時,5G全服務能力也能為多行業提供高精度定位服務,助力建立人與人、人與車、車與路側設施、車與網絡的智能通信系統。
不過,對于5G和自動駕駛這兩個最炙手可熱的詞匯,業內人士態度兩極分化。毋庸置疑的是,5G催化了自動駕駛的普及,雖然5G給自動駕駛和智能交通提供了基礎網絡,但自動駕駛的變革依然要依托人工智能技術。
遠程控車是自動駕駛商用標配
自動駕駛汽車,又稱無人駕駛汽車,是一種通過電腦系統實現無人駕駛的智能汽車。為了更好地區分不同層級的自動駕駛技術,國際汽車工程師學會將自動駕駛從0至5劃分為6個等級。目前,已經有不少高端品牌汽車可以實現Level 2(第二等級),也就是半自動駕駛的狀態,轉向和加速由系統控制,但對環境的觀察依然靠駕駛員。
未來,手機用戶能享受到的5G速度,汽車用戶也能享受到。國際標準化組織3GPP定義了5G的三大場景,無人駕駛即是URLLC(超可靠低時延)場景下的業務之一。雖然目前自動識別信號燈、自動剎車等功能不聯網也能實現,但要讓汽車達到人類的判斷力去靈活應對道路上的緊急情況,依然需要聯網功能,而當無人駕駛需要中央控制中心和汽車進行互聯,車與車之間也應進行互聯,出于安全的考慮,意味著自動駕駛對5G的時延提出更加嚴格的要求。
“目前,傳統車企和造車新勢力基于5G的研發,主要集中在網絡實時性和容量的測試上。比如,從上海遠程操控一輛北京的自動駕駛汽車,北京的汽車在行駛過程中有大量圖像數據,這些圖像數據會通過5G的網絡實時傳到上海,上海的操控員可以根據圖像數據決定異地汽車的行駛軌跡。”工信部人才交流汽車專家張翔博士告訴《IT時報》記者。
百度的智能駕駛事業群組就在做這樣的測試,去年,百度和運營商基于5G網絡實現了遠程駕駛和自動駕駛模式的按需切換。“5G與自動駕駛的融合,讓我們有了更多的創新和想象空間。因為滯后效應,以前我們不敢把很多的計算放在云端,未來,5G能解決這個問題,所以我們在實驗時把計算放在云端、放在路邊。”百度智能駕駛事業群組方面人士告訴《IT時報》記者,遠程控車將成為自動駕駛大規模商業運營的標配。
實時直播高清路況信息
百度基于5G網絡的遠程操控演示,依托的正是5G網絡的高帶寬網絡數據與低時延性,進行智能駕駛平臺與車隊之間控制信息和高清監控視頻的數據傳輸。當智能駕駛平臺在接收“遇到臨時施工障礙,需要人工控制通過”的信息時,可立即啟動遠程駕駛。考慮到遠程操控并不適合未來正常道路環境下的乘客使用,這種基于5G網絡的自由切換可應用在事故緊急救援、惡劣環境、危險環境等場景,將極大提升自動駕駛車隊運營效率,為未來大規模上路做好準備。
上海交通大學智能車實驗室楊明教授告訴《IT時報》記者,自動駕駛汽車在正常行駛中并不需要依賴5G,然而在遇到問題的時候,5G可以為自動駕駛汽車提供一些協助,“例如碰到前方有遮擋時,人也未必知道該怎么處理,自動駕駛汽車更不能輕易去操作。如果通過5G的實時視頻通信,我們就能清晰地觀察到現場的特點,遠程指揮本車繞過障礙物,再繼續正常地自動駕駛。”
楊明表示,自動駕駛汽車在測試過程中有安全員在駕駛席上坐鎮,而有了5G以后,車上就不用再留安全員了,因為遇到困境時可以通過5G實時轉播周邊的情況并遠程操作。2015年,上海交通大學智能車實驗室就為廣東的房地產企業萬科開發了一套無人車,但是由于只有4G的傳輸手段,帶寬不足以支撐動態、實時的通信,遠在上海的研發人員只能通過數據來離線分析車輛可能遇到的問題。“如果擺在今天,我們就可以給系統加上一個5G模塊,遙控車輛來解決特殊場景下的問題,幫助自動駕駛更好地落地、維護。”楊明說。
讓車與車之間能“對話”
“在5G的推動下,汽車智能網聯技術的革新會更快,汽車技術的迭代速度已經遠超上一個10年,駕駛艙的智能化也在迅速推進。”地平線方面人士告訴《IT時報》記者,5G的另一大優勢低時延,對關鍵信息在車與車、車與基礎設施之間的傳遞起著至關重要的作用。“在處理關鍵性人物的場景下,比如在應對危險場景的反應上,關鍵信息的快速、高可靠性的傳遞和接收十分必要。”上述地平線方面人士介紹說,地平線專注于邊緣計算,而邊緣計算和5G將是相輔相成的關系,自動駕駛系統中的感知、建模和決策都可以通過5G和V2X技術得到性能和可能性上的提升。
V2X意為vehicle to everything,是把汽車變成駕駛員眼睛的神器,即車對外界的信息交換。它使得車與車、車與基站、基站與基站之間能夠通信,從而獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息,從而提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂信息等。
“5G之前,北美在做自動駕駛測試時用的是DSRC專用網絡,投入很大,DSRC的有效通信距離為數百米,車輛通過DSRC以每秒十次的頻率,向路上其他車輛發送位置、車速、方向等信息,但探索了十幾年,還沒發展起來。可以說,之前沒有5G這個基礎網絡,很多功能實現不了。”張翔告訴《IT時報》記者,5G給L5級自動駕駛的V2X功能提供了實現的途徑,目前很多自動駕駛汽車用的是傳感器,成本很高,而且人工智能技術在現階段有一定的局限性,要實現L5的自動駕駛仍需要V2X的信息融合。
Genesys資深方案咨詢顧問尹徐告訴《IT時報》記者,車聯網硬件上加載了地圖導航、道路救援、故障聯系、禮賓服務等功能,與車聯網客服中心一鍵互通后,服務專員就能獲取車輛的位置、識別號等信息,并根據車主的需求提供協助。“在5G時代,時延變得更低,速率變得更高,車聯網服務能夠在車機上加載更多智能應用,因為智能應用需要提供云端的數據支持和決策引擎,而云的響應速度依賴于數據帶寬和時延,業務場景可以更加豐富化。”
在尹徐暢想的場景中,伴隨著帶寬的提高,如果未來車機的發展更加先進,能進行自我的故障診斷,甚至在車主還沒有發現故障時,車聯網呼叫中心專員就能根據故障上報主動與車主取得聯系。
未來:僵尸“車隊”?
V2X的應用被提上日程源于美國的兩件交通事故,在美國的新澤西州和弗佛里達州分別發生了一起校車被撞導致留在車內的學生全部死亡的特大交通事故。報告中描述了事故發生經過,認為如果事故發生時車輛上有能與其他汽車進行通信的系統,那么這兩起事故就能夠被避免,并建議美國公路交通安全管理局開始進行V2V(車輛到車輛)的授權工作。
不過,車聯網的安全問題也被業界關注,楊明向《IT時報》記者指出,一旦開放了互聯互通,通信通道被劫持,很可能上演《速度與激情8》里場面壯觀的“僵尸車隊”。電影中,黑客入侵了3公里內所有搭載自動駕駛功能的智能車,使其成為被遠程操控的“僵尸”,街道上汽車排山倒海,高層停車場內的車輛亦如雨點般墜落。這些畫面如果放在5G+自動駕駛的未來,還會只存在于“大片”中嗎?
目前,3GPP對5G-V2X標準尚未明確,在從業人士看來,自動汽車本身對于邊緣計算和獨立智能的要求不會因為5G和V2X的到來而降低。“就自動駕駛而言,需求性能更加強大,更低時延、低功耗的邊緣AI處理器,5G賦能的V2X車載通信模塊作為額外的虛擬傳感器,為基于邊緣AI處理器的自動駕駛系統安全性上的更多冗余以及系統方面的更高可靠性。”地平線方面人士告訴《IT時報》記者,從宏觀層面來看,未來,一個真正可靠的自動駕駛體系需要包含車路協同來實現。
百度則回應《IT時報》記者,百度在2016年就已布局“車路協同”全棧研發,現在的百度自動駕駛正全面構筑“人-車-路”全域數據感知的智能路網。
2025年自動駕駛汽車有望量產
對于5G能否為自動駕駛降低成本,張翔告訴《IT時報》記者,答案是肯定的。
“5G現在還沒有商用化,V2X只是小范圍的示范意義,功能優勢不能全面發揮。如果5G全面鋪開,未來汽車可能都會用V2X技術,傳感器逐步減少,這能大大降低自動駕駛的成本,甚至自動駕駛的車輛會比普通汽車還要便宜,因為它已經不需要那么多零部件。”張翔說,在5G時代,國內的自動駕駛汽車能做到大規模上路,但需要一個過渡期,不僅V2X在汽車上要普及,周邊的交通設施也要更換。“路燈、限速牌要換成帶有5G通信系統的,再加上汽車本身有更新換代的周期,自動駕駛要大規模普及至少要10年。”
在近日工信部支持下舉辦的龍灣論壇上,中國工程院院士、北京郵電大學計算機學院院長李德毅則給出了更加具體的答案。李德毅預測,到2025年,5G自動駕駛汽車有望實現量產,之后每兩年增長量將可翻一番,到2033年,中國汽車保有量當中的70%將均為5G自動駕駛汽車。
另眼看5G
單車智能需要5G嗎?
在圖森未來CEO陳默看來,5G只是傳輸速度快,對無人駕駛來說,更關鍵的問題在于信號的可靠性,他向《IT時報》記者指出:“你平常使用手機,也有信號中斷的時候。5G的傳輸速度再快,如果行駛到某個路段,信號中斷怎么辦?自動駕駛的主干線只能靠本地計算,把通信作為輔助。”
目前,圖森未來是在假設沒有5G信號的基礎上進行自動駕駛技術的研發。陳默認為,5G能夠傳輸的數據更大,并不等同于汽車的反應可以變得更快。 “其實像人開車一樣,哪怕沒有網絡,又看不清遠處的紅綠燈,還是可以根據周圍車輛的行為來判斷道路的情況,只要系統夠聰明。現在的瓶頸就在于自動駕駛系統并不比人聰明。”無人車的所有行為決策,都在本地實現,涉及到數據傳輸的部分是將本地決策好的圖像數據和測試數據上傳到云端,因為云端存儲的成本更低,而在這一點上,陳默認為4G已經夠快了。
2018年12月,谷歌旗下無人車公司Waymo宣布其自動駕駛服務正式商用,推出了首個無人出租車服務Waymo One。值得一提的是,Waymo One走的就是單車智能的技術路線,通過傳感器、處理器和控制器去感知識別、做出決策并進行控制。然而業界人士認為,若沒有車聯網,并不是真正的自動駕駛。
對此陳默則認為,自動駕駛過程中的安全必須由單車智能來顧及,5G可以作為加分項,加分的地方就在于多了一層驗證,“無人車需要激光雷達數據、毫米波雷達數據、攝像頭數據等等從不同的物理探頭下采集到的信息,但我們不能保證每一層數據的安全性,所以需要多層驗證。”
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