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6G时代自动驾驶不再是噱头

  不久前,广州市举办智能网联汽车自动驾驶混行试点首发活动,全国首个自动驾驶营运出租车在广州诞生。后续将逐渐在多个区域开展混行试点,加速自动驾驶技术成果的推广和商业化落地。7月,深圳市也发布《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》。随着大数据、人工智能的普及,自动驾驶已经从概念逐渐走向现实。然而,掣肘自动驾驶发展的数据传输问题却亟须解决。随着6G概念的落地,其强悍的数据传输能力也能为自动驾驶的“困境”解局。

更快反应速度更上一层楼

  从3G到如今的5G,技术的迭代升级给大众最直观的感受就是网速越来越快。6G作为5G的升级版,给人的第一反应就是拥有更快的传输速率,事实上的确如此。全球首份6G白皮书《6G无线智能无处不在的关键驱动与研究挑战》中提出,6G的数据传输速率可能达到5G的50倍,峰值传输速率应达到100Gbps~1Tbps,而5G仅为10Gpbs。

  更快速的数据传输速率意味着更快的信息处理。自动驾驶系统可以大致用三个过程描述,即环境感知、决策规划、控制执行。感知系统是通过摄像头、雷达等传感器识别外界信息,运用图像识别视觉算法和感知算法,反馈给“大脑”,即分析系统。分析系统主要涉及各类驾驶芯片,依据驾驶过程中收集的信息数据进行分析整理,规划出驾驶方案、下一步操作等,最后传输给执行系统,对车辆的转向、挡位、油门等汽车部件作出调节。作为自动驾驶中最核心的决策系统,现行决策系统是基于人工智能进行数据分析,如特斯拉以人工智能的核心技术为深度学习(Deep Neural Networks,DNN),利用高速通信将从传感器中获取的海量信息与云端进行联网交互,实现协同决策,靠内部人工智能进行综合判断并发出动作指令。在高速通信需求面前,越快速传输数据就意味着越安全。通过更快的数据传输,可以对应急情况做出更快速判断,最大程度保障自动驾驶的安全性。

更准让驾驶脱离手和脚

  2021年8月,《汽车驾驶自动化分级》国家推荐标准正式出台,国标将自动驾驶分为6个等级,从L0到L2的根本属性为辅助驾驶,对汽车起主导作用的仍然是人。现在车企宣传的“自动驾驶”多是L2﹢级别,尽管可以持续提供横向和纵向运动控制,但对于目标探测识别和事件响应决策仍需驾驶员与系统共同参与,并且要求驾驶员时刻保持清醒状态。真正的自动驾驶的分水岭在L3级别,由汽车开启自动驾驶功能后,可接管驾驶员完成设计运行条件内的全部动态驾驶,整个过程由汽车主导,驾驶员可解放手和脚。

  从L2到L3级别,作为自动驾驶的“催化剂”,高精地图和传感器是发展的关键。而这两项技术对于数据传输也有着很高的要求。高精地图作为拥有关联车辆相关信息和道路元素的数据信息库,可以帮助汽车预知路面复杂信息,具有更高的实时性和更大的数据量。同时,路面上实时发生的紧急情况也要及时反映在高精地图上。高精地图将更强调空间的三维模型以及精度,将精度从米级降到厘米级,必须非常精确地显示路面上的每一个特征和状况。

  对于传感器而言,在自动驾驶中需要通过搜集汽车周边信息,包括车辆信息感知、状态感知、标志感知等,但因天气或传感器异常会导致传感器的不精确,时常导致单车智能系统探测不到路上的人和障碍物,这就需要与高精地图协调配合。目前智能汽车的感知能力主要依靠本地多种传感器,包括摄像头、多种雷达传感等,虽然综合精度达到厘米级甚至毫米级,但仍然无法满足自动驾驶需求,受限于感知范围和感知精度,应对突发事件的响应能力不高。专家表示,自动驾驶汽车要在全场景、全工况下落地上路行驶,需要建立在起码是5G甚至6G的高速通信基础上。

更广全球信号无缝覆盖

  在自动驾驶中,车用无线通信技术(Vehicle to Everything,V2X)作为与驾驶中其他因素相连的“桥梁”,对通信状况的要求十分严格。以V2I技术为例,通过无线的方式帮助车辆与路侧的交通设施实现数据交换,主要应用于交叉路口安全管理、车辆限速控制、电子收费等。在众多V2X的支撑下,信号覆盖范围变得十分重要,行驶过程中信号弱或信号丢失导致数据无法传输或识别,都会置驾驶于危险状态。

  从通信网络空间覆盖范围来看,5G仍然是以基站为中心的发散覆盖,在基站未覆盖的沙漠、无人区、海洋等区域内将形成通信盲区,预计5G时代仍有80%以上的陆地区域无移动网络信号。而从5G标准规范来看,尽管覆盖范围相较先前有很大进步,但在信息交互方面存在空间范围受限和性能指标仍难以满足某些垂直行业应用需求的不足。

  相较5G更加进步的是,6G的覆盖范围更大。6G网络融合了无线通信技术、卫星移动通信技术等,组建了一张覆盖空、天、海、地的通信网络。作为6G的重要发展方向,通过引入卫星等高空平台,实现“人—机—物”的协同通信及超密集连接,集成卫星通信系统向天地融合方向发展,使得覆盖范围更深更广,实现全球无缝覆盖。

  6G的数据传输能力对于自动驾驶来说就像“鲤鱼跃龙门”。从车企宣传的“自动驾驶”到真正意义的自动驾驶,不只是技术上需要更快更广更准的6G,也对社会各个层面提出了要求。政策层面推进更多像广州一样的自动驾驶测试建设,产业层面科技部门与企业通力合作、协同研发。相信随着6G技术的生根发芽,未来即使置身在无人操纵的汽车当中,我们也能安心歇息。

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