隨著商業(yè)5G部署的第一波浪潮的興起,智能家居、智能安防、虛擬現(xiàn)實(shí)、無人駕駛等行業(yè)將受到極大的推動(dòng),而其中,效果最顯著的將是無人駕駛。
無人駕駛,也稱為自動(dòng)駕駛。依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作,自動(dòng)駕駛汽車讓電腦在沒有人類主動(dòng)的操作下,自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車輛。
由于無人駕駛需要大量的互聯(lián)網(wǎng)接入數(shù)據(jù)才能夠正常運(yùn)行的,而當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法支撐大量龐大的數(shù)據(jù)。而5G網(wǎng)絡(luò)登場之后,得益于5G技術(shù)的連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠四大特性,5G技術(shù)能夠?qū)o人駕駛產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理,以及提供更精準(zhǔn)的地圖定位和更復(fù)雜的運(yùn)算,從而引導(dǎo)無人駕駛高速、穩(wěn)健、安全發(fā)展。
聽起來似乎還是科幻小說里的奇妙旅程,但實(shí)際上中自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)并已經(jīng)走進(jìn)了生活。從某種程度上來說,自動(dòng)駕駛是提升道路交通智能化水平、推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑,也是帶動(dòng)交通、汽車、通信等產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的有利契機(jī)。
“5G的發(fā)展極大地推動(dòng)了自動(dòng)駕駛的落地。”北京理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師高利這樣說。目前,自動(dòng)駕駛汽車有兩條技術(shù)路線,一是自主感知,依靠激光雷達(dá)等傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,另一種則是車路協(xié)同,通過網(wǎng)絡(luò)通信手段使車和車、車和路這些要素之間進(jìn)行通信連接,“過去我們認(rèn)為兩條線是走不到一起,現(xiàn)在我認(rèn)為未來大范圍自動(dòng)駕駛得靠車聯(lián)網(wǎng),小范圍靠感知,局部的感知就靠自主,未來發(fā)展肯定離不開5G的發(fā)展?!?/p>
針對(duì)5G時(shí)代對(duì)自動(dòng)駕駛的幫助,高利還表示,5G由于頻率高,基站密度需要4G的10倍,在汽車領(lǐng)域應(yīng)用不同于手機(jī)端,延遲需要控制的更低,此前汽車在高速行駛時(shí)會(huì)出現(xiàn)多普勒效應(yīng),在接近和遠(yuǎn)離時(shí)候會(huì)產(chǎn)生頻率變化,導(dǎo)致信號(hào)不好,而5G時(shí)代由于基站更加密集,無論是時(shí)延,還是頻移,都會(huì)克服。
真正意義上的無人駕駛
可以說,非5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的無人駕駛都稱不上真正意義上的無人駕駛。因?yàn)闊o人駕駛依靠的最核心技術(shù)是高精地圖。
高精度地圖通過對(duì)周圍靜態(tài)的環(huán)境進(jìn)行精確描述,來延伸傳感器的感知范圍,以更為精細(xì)的尺度幫助汽車了解所處的位置、周圍的環(huán)境狀況、應(yīng)該如何進(jìn)行下一步操作等定位決策問題。
相比傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖,高精度地圖的圖層更多,地圖信息量更大。從圖層數(shù)量上看,高精度地圖的圖層可以包含諸如道路級(jí)別、交通設(shè)施等更多的數(shù)據(jù);從圖層質(zhì)量上看,高精度地圖每一圖層的描繪更精細(xì),從而可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)導(dǎo)航。高精地圖提供自動(dòng)駕駛所需專用道路信息,帶來機(jī)器必需的信息。高精度地圖除了擁有傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖具備的道路形狀,通行方向,車道等信息,還包含了諸如車道分隔物類型、交通標(biāo)志、限速等信息,和一些道路幾何的三維信息,像彎道、斜坡等。
無人駕駛為什么非5G網(wǎng)絡(luò)不可?
一位來自知乎的網(wǎng)友這樣說道:
1.因?yàn)楦呔貓D需要實(shí)時(shí)更新,通過傳感器、攝像頭采集到的信息通過通訊手段(比如5G網(wǎng)絡(luò))與云端做交互,能使得地圖更加智能。基于智能地圖信息的路徑規(guī)劃,通行效率更高。
2.高精地圖的數(shù)據(jù)量巨大,達(dá)到Gbit/公里級(jí)別或以上,以盡量少的時(shí)間完成更新,需要超高速帶寬。
3.高精地圖可以提供一幅雷達(dá)和視覺探測距離之外(NLOS)的特定物體(移動(dòng)的行人和車)信息,以及紅綠燈、限速要求信息,基于此信息進(jìn)行避障規(guī)劃(包括車車博弈,車人博弈等),基本可確保無人車在開放道路上的安全問題,不會(huì)發(fā)生任何形式的主動(dòng)碰撞以及交通違章等。這部分內(nèi)容的通訊時(shí)延要求ms級(jí)。
車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的無人車全局路徑規(guī)劃,一般是云端決策或者云端輔助決策,對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求較高,部分場景下要求達(dá)到ms級(jí)。
車輛的傳感器和攝像頭采集到的畫面相當(dāng)于人類的眼睛,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的邏輯推理和決策相當(dāng)于人類的大腦,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制操作相當(dāng)于人類的手和腳,這些信息實(shí)時(shí)互通需要超高速傳輸和超高的可靠性、超低的時(shí)延。相對(duì)4G網(wǎng)絡(luò),5G傳輸速率提升100倍,峰值傳輸速率達(dá)到10Gbit/s,端到端時(shí)延達(dá)到ms級(jí)。打個(gè)比方,下載一部1G容量的電影通過4G網(wǎng)絡(luò)需要至少30秒,通過5G網(wǎng)絡(luò)只需要0.8秒。你可以想象一下,當(dāng)車輛行駛在路上遇到突發(fā)情況,反應(yīng)速度有多么關(guān)鍵!只有5G這樣的超高速率和超低時(shí)延才能滿足無人駕駛的要求。
5G 升級(jí)乘客體驗(yàn)
其實(shí)我們現(xiàn)在對(duì)于汽車的需求,已經(jīng)逐漸擺脫買菜、代步這些初級(jí)需求了,我們希望車能夠更懂人。在倒車入庫手心發(fā)汗無處安放慌慌張張時(shí),汽車能夠自動(dòng)完成整個(gè)過程;在不想開車時(shí),汽車能自動(dòng)駕駛釋放雙手;當(dāng)從別人手中取回愛車時(shí),不用再重新調(diào)整,就能把一切數(shù)據(jù)回到最適合自己駕駛的狀態(tài)……
一款智能汽車上擁有超過上百個(gè)傳感器,每天向云端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可達(dá)到100MB,這些數(shù)據(jù)覆蓋了車輛和用戶的個(gè)人信息。例如從GPS數(shù)據(jù)可得到位置信息,從車速、方向盤和剎車數(shù)據(jù)可以得到用戶的駕駛習(xí)慣,從車內(nèi)座椅、空調(diào)、氛圍燈等設(shè)定得到用戶的舒適度偏好等。
一旦車用5G技術(shù)成熟,汽車廠家將會(huì)在新車型上增加更多傳感器,任何車輛的故障都可以通過傳感器傳遞給車主甚至廠家。哪個(gè)零部件出問題不再像以前那樣需要技師逐項(xiàng)檢測排查。
如果說4G對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)最大的改變,那就是幾乎消滅了第三方車載導(dǎo)航儀。而5G互聯(lián)網(wǎng)汽車就是推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)升級(jí)的核心。
GSMA Intelligence 全球 TMT 生態(tài)系統(tǒng)研究主管這樣說道:“自動(dòng)駕駛汽車依賴嵌入式計(jì)算機(jī),它可以實(shí)時(shí)收集并處理大量數(shù)據(jù),形成駕駛決策。5G 會(huì)把無人駕駛員汽車與廣泛的道路系統(tǒng)、其它汽車、基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)系起來。今天,許多汽車制造商正在使用 4G 網(wǎng)絡(luò),用于早期應(yīng)用,不過蜂窩 V2X 需要 5G 才能擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對(duì)于 5G 來說,無人駕駛是一個(gè)重要的應(yīng)用案例,早期部署已經(jīng)在進(jìn)行,不過大規(guī)模推廣可能還要 10 年甚至更多時(shí)間。當(dāng)司機(jī)變成乘客,他們可以在車內(nèi)工作,或者享受多種多樣的娛樂服務(wù)?!?/p>