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特斯拉自动驾驶计划对5G只字未提,自动驾驶难道不需要5G吗?

2019-04-28
关键词: 自动驾驶 5G 特斯拉

  特斯拉所宣扬的高级别自动驾驶5G的缺席,让人们看到5G并非自动驾驶的必要条件,然而未来的自动驾驶不仅仅是单个车辆的智能化,更要扩大到整个泛交通领域,车辆与周围所有实体的交互必不可少,从这个角度来看,5G是实现未来更好自动驾驶的必要条件。

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  自动驾驶给百年汽车产业带来前所未有的变革,而且与5G这一科技“网红”呈现密切关系,受到业界极大关注。

  不过,英国知名的无线通信专家William Webb曾提出疑问:“即使在没有网络信号的地方,自动驾驶汽车也必须拥有 100% 的安全性和可靠性。如果必须实现这样的技术参数,自动驾驶汽车干嘛还要 5G 网络呢?”

  在一浪高过一浪的5G宣传中,自动驾驶已经被“确认”为5G核心的应用之一,尤其是基于低时延高可靠(uRLLC)技术下的应用场景。而面对William Webb的质疑,我们可能需要进一步思考5G和自动驾驶之间的关系。

  马斯克自动驾驶“豪言”对5G只字未提

  正如业界所关注的消息,4月22日,特斯拉的“自动驾驶日”召开,会上发布了其完全自动驾驶计算机芯片,并宣布将在一年后推出100万辆L5级自动驾驶出租车的重磅消息。不过,国外科技媒体Light Reading的编辑主任Mike Dano撰文指出,在整个活动中,马斯克针对自动驾驶所有演讲内容里对5G只字未提,这或许说明在通信界眼中被视为自动驾驶标配的5G,在马斯克和特斯拉的眼中并不是必要的条件。

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  众所周知,自动驾驶分为多个等级,包括无自动化(L0)、驾驶支援(L1)、部分自动化(L2)、有条件自动化(L3)、高度自动化(L4)和完全自动化(L5),L5是实现最高级别的驾驶等级。一年后推出100万辆L5级自动驾驶汽车,是豪言壮语的画饼,还是真正能够实现的目标,这个不能确定,但能够确定的是,若一年后有L5级自动驾驶汽车上路,它们和5G并无什么关联。

  从另一个侧面来看,5G的标准和商用进程也不足以为一年后的自动驾驶提供支持。根据3GPP的计划,5G标准将于2020年3月冻结,届时支持eMBB和uRLLC的标准都会全部完成。然而,从标准冻结到商用,再到开发出支持该网络的终端需要一个周期,不论是美国AT&T、Verizon,还是国内三大运营商,目前主流运营商开始商用的5G网络仅支持eMBB的场景,uRLLC的场景支持时间还未定。这个时间与汽车厂商推出自动驾驶的路线图并不吻合,汽车厂商发布自动驾驶汽车的路线图好像并不依赖于5G网络就绪的时间。

  知名市场研究机构Strategy Analytics分析师指出:业界认为的“5G是自动驾驶的必备技术”言论过于夸张。多家厂商的无人驾驶汽车已完成了数百甚至上千公里的路测,无线网络似乎并不是瓶颈,可以看出5G并非“必要性”的技术。

  当前,自动驾驶部署较快的公司大多是采用单车智能的方式,即车辆对环境的感知和对行驶的决策都是通过车载的传感器和计算处理单元来完成。其中自动驾驶环境感知的技术路线主要有两种:一种是以特斯拉为代表的视觉主导的多传感器融合方案;另一种以激光雷达为主导,典型代表如谷歌Waymo、Uber、福特、通用、苹果等。

  在车载传感器和车载计算单元的加持下,汽车犹如拥有了大脑的驾驶员,在很多设施较为完善的道路上是完全可以实现自动驾驶的。试想一下,当传感器具备了类似于人类“眼睛”、“耳朵”的功能,车载计算芯片具备足够处理能力,对汽车外部各类感知的环境能够进行判断、处理和执行,此时汽车上就好像拥有了一个驾驶员,无须通过无线网络和外部进行沟通也能实现安全驾驶。

  自动驾驶扩展到车联网和智能交通,5G从非必要到必要

  诚然,“软件定义汽车”作为未来的汽车的典型发展方向,一定需要无线网络来实现软件升级、云端大数据分析、车载信息系统内容提供等,但这些工作通过现有的网络技术基本可以实现。实际上,早在2014年,特斯拉就与AT&T签署独家合作协议,为特斯拉在北美市场提供高速无线连接服务,包括远程故障诊断、车载信息娱乐系统,如通过17寸触摸大屏实现广播、网页浏览、实时路况、天气和导航等服务。这些功能均通过AT&T的4G网络实现,而且并未涉及到传感、计算、控制等自动驾驶的核心功能。

  在没有5G高可靠低时延的网络环境下,单车的智能化可以实现自动驾驶,不过,汽车产业发展趋势不仅是智能化,也向网联化发展。当大家探讨的内容从单车扩展到整个汽车产业乃至泛交通时,网联化就显得非常重要。

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  当然,自动驾驶只是整个智能交通中的一个环节,未来的交通出行不仅涵盖车辆,还包括道路、基础设施、交管设施、交通规划、交通数字化平台以及各类基于交通的应用等,当需要大交通中各组成部分有机联动时,网联化是必不可少的,其中不少场景下对高可靠、低时延、大带宽的无线网络是刚需,此时5G网络就能派上用场。尤其是对于交通效率类应用,包括车联和道路基础设施的智能协同,如交叉路口智能信号灯、车道管理、路况监测等,V2X显得比较重要。

  在美国高通公司技术标准专家李俨看来,自动驾驶仅仅依靠单车智能会有比较大的局限性,例如对于交通设施缺损比较严重、部署不太规范的道路,或者是交通流量比较大且车速较快的高速公路等复杂场景,单车智能在复杂道路环境的感知和实时决策中挑战很大,5G的应用会打破这些局限。举例来说,车辆利用自身的传感器可能无法保证对交通信号灯进行准确的判断,但是利用基于LTE或5G的V2I技术,交通信号灯把灯光信号以无线信号的方式发给周边的车辆,确保自动驾驶汽车准确了解交通信号灯的状态。

  除了自动驾驶,交通领域还有很多场景,例如远控驾驶,即在很多特殊环境下,车辆由远程控制中心的司机进行控制,端到端的时延要求较高,此时5G uRLLC就能发挥作用。在这一场景下,车辆并非完全的自动驾驶,因为主要的指令还是由驾驶人员远程来发送,近100%的可靠性和毫秒级时延意义重大。

  3GPP持续推动蜂窝网络的车联网标准,2017年3月已正式发布R14版LTE-V2X标准,基于5G的V2X标准也在2018年6月启动研究,在标准化方面5G对智能网联汽车和智能交通形成支持。

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  国内也在持续推动这一进展。2018年11月,工信部发布《车联网(智能网联汽车)直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定(暂行)》,规划了5905-5925MHz频段共20MHz带宽的专用频率资源来支持LTE-V2X的发展;2018年12月,工信部发布《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》,提出到2020年后,高级别自动驾驶功能的智能网联汽车和5G-V2X逐步实现规模化商业应用,“人-车-路-云”实现高度协同。

  而5G对于自动驾驶一定也有意义,大多数自动驾驶先行者发布的产品聚焦于单车智能,单车智能或许能够实现高度的自动驾驶功能。然而,未来基于5G的网联化的加持,进一步让V2P、V2I、V2V、V2N 等多路通信协同以及高精度定位能力同时可以实现,在很大程度上加强单车智能的感知、决策、控制。

  总结来看,铺天盖地的宣传让自动驾驶成为5G标准应用场景的观念已形成,不过我们需要进一步厘清业界正在推进的自动驾驶、车联网和智能交通的关系。特斯拉所宣扬的高级别自动驾驶中5G的缺席,让人们看到5G并非自动驾驶的必要条件,然而未来的自动驾驶不仅仅是单个车辆的智能化,更要扩大到整个泛交通领域,车辆与周围所有实体的交互必不可少,从这个角度来看,5G是实现未来更好自动驾驶的必要条件。


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