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5G:创造全新出行方式

发布时间:2019-09-18 15:11:04    作者:    来源:中国保险报网

□马向东

5G是当前世界科技发展的重要趋势,已经开始进入商用。随着5G技术的到来,众多的行业将会被改变,这对以智能网联科技和自动驾驶为主流趋势的汽车圈生态,将产生颠覆性的影响。从正处于数字化转型的汽车行业看,5G移动通信技术带来的影响将是无可估量的,无论是自动驾驶、还是车载互联,一切以数据为基础的业务都将进入一个新的发展阶段。

一、实现汽车的自动驾驶不能没有5G

(一)5G自动驾驶的主要应用场景

5G自动驾驶的主要应用场景包括:车联网、远程操控、边缘计算、建立车端与场端及其他主体的联系等。车联网是5G产业中最成熟、清晰的应用场景之一,5G通信技术将智能手机能力深嵌入汽车,打造全面开放的用户使用生态,在多方面促进车联网发展,实现更强大的5G车联网,从而大大提升沟通效率(快速是提升车联网体验的核心要素)。远程操控是一种安全冗余,在自动驾驶汽车无法保证正常安全行驶时,远程操控就可派上用场,5G的自动驾驶远程操控比4G环境下的时速提高数倍,可有效地对现场情况进行反应。5G将为自动驾驶提供边缘计算支持,可实现在提高安全性的前提下实施低延时的边缘计算,能够最大化提高自动驾驶车辆的效率。5G网络的低延迟可以增强车辆与车辆的通信能力,实现高速互联(实时通信),提高应对自动驾驶车辆的出行安全关键要素(毫秒的差异可能是紧急制动和致命碰撞之间的差异)。车路协同的道路端核心构成部分是感知基站,5G技术可以为自动驾驶汽车提供智慧化的道路信息服务,不仅提高了自动驾驶的安全性,也大大降低成本。5G技术可以使车端和基础设施端实时感知,利用车辆和基础设施通信,使车辆自动停车或响应信号慢行,从而改善交通流量,减少外部风险因素,增加车辆响应时间和提高公共交通效率。

(二)5G网络予以自动驾驶技术更好的保障

汽车的自动驾驶,除了车辆自身的技术,还需要结合车辆行驶所处的道路等环节来进行,若要实现这一目标,很重要的一环是网络技术的支持(相对而言自动驾驶技术有较高的网络依赖性),对网络的速度和数据传输的时效性要求非常高,需要很快的数据速率来传输车况、路况等信息,而且很多数据必须即时处理和更新(比如对路面的规划及车辆在行驶中发生一些状况都要及时处置)。4G网络速度还满足不了这个要求,无法支持更安全、更智能的自动驾驶汽车的应用。5G网络所拥有的高可靠、高带宽、低延时等特性,可以让汽车在行驶过程中对地图、导航、传感器、智能摄像头等采集的道路信息实时更新,让车像人一样瞬间感知到前面行驶的交通路况,以及车与车之间的距离等,可以及时做出应对措施,避免车祸的发生。

(三)5G让汽车获得更多的计算资源

现下自动驾驶的核心是数据驱动,需要非常多的数据,依赖大量的带宽和廉价的数据获取方式来将周围的环境数字化,把感知信息转化为数字信息,帮助系统进行决策。5G的高带宽、低延时和大连接特质,让自动驾驶的信息转化和输出更加畅通;并能将道路两侧的边缘计算节点连接到车上,让汽车获得更多的计算资源,同时减轻车端的计算需求。从而使自动驾驶降低成本、提升效率。

(四)5G将助力解决自动驾驶现有痛点

5G将助力解决自动驾驶现有的一些发展痛点,例如突破自动驾驶在感知层和计算层的一些局限性。当前自动驾驶感知层主要使用的几种传感器,像激光雷达、毫米波雷达等,感知范围都在200米以内,且是直线性探测的,尚无法解决交叉路口、小车变道超大车等的安全问题。在5G技术下,一旦建立车与车、车与基站、车与路灯之间的通讯,则可以感知交叉路口各个方位的车辆信息和前车后车通过5G链路实现“透视”,还可以适应强阳光、黑夜等多种环境条件。从自动驾驶计算层看,车端对算力的要求很高,功耗较大。有了5G,很多计算的负载需求可以转移到路两侧的边缘计算节点,这会有效降低车端对算力的要求,既能使整体算力更强,也能降低功耗(可以提升电动车的续航里程)。

(五)有5G加持的自动驾驶技术将进一步成熟

自动驾驶汽车在技术层面上,主要依靠车辆内置的数百个传感器,这诸多传感器对周围信息进行不断的接收、反馈,产生大量数据,再将信息数据进行整合,通过传输、处理,准确保障车辆的安全行驶。自动驾驶领域的数据处理和存储量极大,更显示出5G网络技术的重要性。例如,5G的频带比较宽,通信频率较高,定向性比较强,基站也很密集,低延时的切换也比较快。这些特点使之能够辅助SLAM(即时定位与地图构建)的定位,能够做到亚米级。并可以在没有卫星的情况下,通过5G的基站提供一种可靠的全局定位方法,对定位技术是一个很好的补充,具有在室内场景作用更明显的优势。再者,通过5G高带宽的通信链路,未来的某些基站物理坐标都会很准确,利用这些路标信息,建图和定位工作会更加精准(即使在高楼林立,甚至是室内定位,都能够达到亚米级别),对高端复杂算法的依赖也会降低。也就是说,5G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。有5G的加持,自动驾驶会逐步产生更多的相关消费行为和内容需求,其技术将进一步成熟。

(六)5G+AI提高自动驾驶层次

5G可以将智能点对点之间的沟通变成智能的一部分(而不再只是一个通信)。5G+AI运用于车路协同智慧交通解决方案,将提高自动驾驶层次,让车知道更远的信号灯状态,知道更远地图的信息(包括基于高精地图的一些应用),加快实现从信息互联、车路联网到车、网、路之间的互联,快速提升整个人车协同、车车协同、车路协同以及信息协同方面的效率。5G网络每秒提供数据高达20千兆(国际电信联盟规定的规格),响应时间不到一毫秒(比现有的4G速度要快100倍),这将让自动驾驶汽车能够基本保持一直与云服务器通信(需要有云端技术的大数据辅助),在人工智能支撑下做出行驶决定。5G与人工智能结合下,将使城市交通体系更方便快捷,以新的汽车消费模式满足多样化出行需要,为人们提供更加高质量的信息和出行服务。

(七)5G将重新定义未来智能汽车

5G将极大推进万物智联的信息科技新发展,让以汽车网联化为基础的车联网进入新的发展拐点,而车联网也需要更低延时和更高可靠性的通信网络,因为车辆在高速运动过程中,要实现碰撞预警功能,通信时延应当在几毫秒以内;同时出于安全驾驶要求,相较于普通通信,车联网需要更高的可靠性(能够支持高速运动基础上的高可靠性)。5G的大带宽、移动边缘计算、边云协同技术完全可以满足车联网在高速传输、高可靠性、低延时方面的严格要求,并且在关键技术上支持汽车的智能化(这是自动驾驶的重点),这将从智能车载电子系统、智能交互应用等方面重新定义未来智能汽车。5G的加入,可能会是完成自动驾驶发展的最后一块拼图。

(八)5G技术下,云计算让每辆车拥有智慧大脑

5G与汽车完全融合之后,原先昂贵且“脆弱”的车载计算单元可以通过云计算来取代。甚至在5G技术的帮助下,一座城市或一个交通系统的调配完全可以由一台超级电脑来完成,每辆车的行进路线均能通过这台超级电脑进行宏观调控,每辆车都会拥有一个最优路线规划,进而规避拥堵的状况。这套系统如同无人轨交的高级升级版,每辆车都是轨交线路中的一分子,由电脑统一控制,根本无需驾驶员干预。云计算帮助每辆车都拥有一个智慧的大脑,充足的路况信息则让每辆车都对道路了如指掌。

(九)5G为自动驾驶测试工作提供助力

自动驾驶汽车为了保证安全,需要规模化测试,该规模化测试需要的技术和资本也非常高,对一些初创公司的技术和融资能力挑战不小。5G网络的覆盖将直接作用于自动驾驶车辆,以高精度地图数据、保障信息安全等形式推动测试工作,这不仅提供了测试所需的技术支持,一定程度上还节约了成本。

(未完待续)


5G:创造全新出行方式

来源:中国保险报网  时间:2019-09-18

□马向东

5G是当前世界科技发展的重要趋势,已经开始进入商用。随着5G技术的到来,众多的行业将会被改变,这对以智能网联科技和自动驾驶为主流趋势的汽车圈生态,将产生颠覆性的影响。从正处于数字化转型的汽车行业看,5G移动通信技术带来的影响将是无可估量的,无论是自动驾驶、还是车载互联,一切以数据为基础的业务都将进入一个新的发展阶段。

一、实现汽车的自动驾驶不能没有5G

(一)5G自动驾驶的主要应用场景

5G自动驾驶的主要应用场景包括:车联网、远程操控、边缘计算、建立车端与场端及其他主体的联系等。车联网是5G产业中最成熟、清晰的应用场景之一,5G通信技术将智能手机能力深嵌入汽车,打造全面开放的用户使用生态,在多方面促进车联网发展,实现更强大的5G车联网,从而大大提升沟通效率(快速是提升车联网体验的核心要素)。远程操控是一种安全冗余,在自动驾驶汽车无法保证正常安全行驶时,远程操控就可派上用场,5G的自动驾驶远程操控比4G环境下的时速提高数倍,可有效地对现场情况进行反应。5G将为自动驾驶提供边缘计算支持,可实现在提高安全性的前提下实施低延时的边缘计算,能够最大化提高自动驾驶车辆的效率。5G网络的低延迟可以增强车辆与车辆的通信能力,实现高速互联(实时通信),提高应对自动驾驶车辆的出行安全关键要素(毫秒的差异可能是紧急制动和致命碰撞之间的差异)。车路协同的道路端核心构成部分是感知基站,5G技术可以为自动驾驶汽车提供智慧化的道路信息服务,不仅提高了自动驾驶的安全性,也大大降低成本。5G技术可以使车端和基础设施端实时感知,利用车辆和基础设施通信,使车辆自动停车或响应信号慢行,从而改善交通流量,减少外部风险因素,增加车辆响应时间和提高公共交通效率。

(二)5G网络予以自动驾驶技术更好的保障

汽车的自动驾驶,除了车辆自身的技术,还需要结合车辆行驶所处的道路等环节来进行,若要实现这一目标,很重要的一环是网络技术的支持(相对而言自动驾驶技术有较高的网络依赖性),对网络的速度和数据传输的时效性要求非常高,需要很快的数据速率来传输车况、路况等信息,而且很多数据必须即时处理和更新(比如对路面的规划及车辆在行驶中发生一些状况都要及时处置)。4G网络速度还满足不了这个要求,无法支持更安全、更智能的自动驾驶汽车的应用。5G网络所拥有的高可靠、高带宽、低延时等特性,可以让汽车在行驶过程中对地图、导航、传感器、智能摄像头等采集的道路信息实时更新,让车像人一样瞬间感知到前面行驶的交通路况,以及车与车之间的距离等,可以及时做出应对措施,避免车祸的发生。

(三)5G让汽车获得更多的计算资源

现下自动驾驶的核心是数据驱动,需要非常多的数据,依赖大量的带宽和廉价的数据获取方式来将周围的环境数字化,把感知信息转化为数字信息,帮助系统进行决策。5G的高带宽、低延时和大连接特质,让自动驾驶的信息转化和输出更加畅通;并能将道路两侧的边缘计算节点连接到车上,让汽车获得更多的计算资源,同时减轻车端的计算需求。从而使自动驾驶降低成本、提升效率。

(四)5G将助力解决自动驾驶现有痛点

5G将助力解决自动驾驶现有的一些发展痛点,例如突破自动驾驶在感知层和计算层的一些局限性。当前自动驾驶感知层主要使用的几种传感器,像激光雷达、毫米波雷达等,感知范围都在200米以内,且是直线性探测的,尚无法解决交叉路口、小车变道超大车等的安全问题。在5G技术下,一旦建立车与车、车与基站、车与路灯之间的通讯,则可以感知交叉路口各个方位的车辆信息和前车后车通过5G链路实现“透视”,还可以适应强阳光、黑夜等多种环境条件。从自动驾驶计算层看,车端对算力的要求很高,功耗较大。有了5G,很多计算的负载需求可以转移到路两侧的边缘计算节点,这会有效降低车端对算力的要求,既能使整体算力更强,也能降低功耗(可以提升电动车的续航里程)。

(五)有5G加持的自动驾驶技术将进一步成熟

自动驾驶汽车在技术层面上,主要依靠车辆内置的数百个传感器,这诸多传感器对周围信息进行不断的接收、反馈,产生大量数据,再将信息数据进行整合,通过传输、处理,准确保障车辆的安全行驶。自动驾驶领域的数据处理和存储量极大,更显示出5G网络技术的重要性。例如,5G的频带比较宽,通信频率较高,定向性比较强,基站也很密集,低延时的切换也比较快。这些特点使之能够辅助SLAM(即时定位与地图构建)的定位,能够做到亚米级。并可以在没有卫星的情况下,通过5G的基站提供一种可靠的全局定位方法,对定位技术是一个很好的补充,具有在室内场景作用更明显的优势。再者,通过5G高带宽的通信链路,未来的某些基站物理坐标都会很准确,利用这些路标信息,建图和定位工作会更加精准(即使在高楼林立,甚至是室内定位,都能够达到亚米级别),对高端复杂算法的依赖也会降低。也就是说,5G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。有5G的加持,自动驾驶会逐步产生更多的相关消费行为和内容需求,其技术将进一步成熟。

(六)5G+AI提高自动驾驶层次

5G可以将智能点对点之间的沟通变成智能的一部分(而不再只是一个通信)。5G+AI运用于车路协同智慧交通解决方案,将提高自动驾驶层次,让车知道更远的信号灯状态,知道更远地图的信息(包括基于高精地图的一些应用),加快实现从信息互联、车路联网到车、网、路之间的互联,快速提升整个人车协同、车车协同、车路协同以及信息协同方面的效率。5G网络每秒提供数据高达20千兆(国际电信联盟规定的规格),响应时间不到一毫秒(比现有的4G速度要快100倍),这将让自动驾驶汽车能够基本保持一直与云服务器通信(需要有云端技术的大数据辅助),在人工智能支撑下做出行驶决定。5G与人工智能结合下,将使城市交通体系更方便快捷,以新的汽车消费模式满足多样化出行需要,为人们提供更加高质量的信息和出行服务。

(七)5G将重新定义未来智能汽车

5G将极大推进万物智联的信息科技新发展,让以汽车网联化为基础的车联网进入新的发展拐点,而车联网也需要更低延时和更高可靠性的通信网络,因为车辆在高速运动过程中,要实现碰撞预警功能,通信时延应当在几毫秒以内;同时出于安全驾驶要求,相较于普通通信,车联网需要更高的可靠性(能够支持高速运动基础上的高可靠性)。5G的大带宽、移动边缘计算、边云协同技术完全可以满足车联网在高速传输、高可靠性、低延时方面的严格要求,并且在关键技术上支持汽车的智能化(这是自动驾驶的重点),这将从智能车载电子系统、智能交互应用等方面重新定义未来智能汽车。5G的加入,可能会是完成自动驾驶发展的最后一块拼图。

(八)5G技术下,云计算让每辆车拥有智慧大脑

5G与汽车完全融合之后,原先昂贵且“脆弱”的车载计算单元可以通过云计算来取代。甚至在5G技术的帮助下,一座城市或一个交通系统的调配完全可以由一台超级电脑来完成,每辆车的行进路线均能通过这台超级电脑进行宏观调控,每辆车都会拥有一个最优路线规划,进而规避拥堵的状况。这套系统如同无人轨交的高级升级版,每辆车都是轨交线路中的一分子,由电脑统一控制,根本无需驾驶员干预。云计算帮助每辆车都拥有一个智慧的大脑,充足的路况信息则让每辆车都对道路了如指掌。

(九)5G为自动驾驶测试工作提供助力

自动驾驶汽车为了保证安全,需要规模化测试,该规模化测试需要的技术和资本也非常高,对一些初创公司的技术和融资能力挑战不小。5G网络的覆盖将直接作用于自动驾驶车辆,以高精度地图数据、保障信息安全等形式推动测试工作,这不仅提供了测试所需的技术支持,一定程度上还节约了成本。

(未完待续)

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