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無(wú)人駕駛為什么離不開(kāi)5G?

 自石灣泿花飛舞 2019-05-04

現(xiàn)代汽車工業(yè)發(fā)展方向包含智能化和網(wǎng)聯(lián)化,其中智能化就是我們常常說(shuō)到的ADAS(先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)),通過(guò)汽車自載的數(shù)據(jù)信息傳感器和汽車的一些自動(dòng)控制系統(tǒng),可以完成對(duì)汽車的行為做一些規(guī)范或輔助,比如自動(dòng)泊車(APS),自動(dòng)巡航(ACC)、自動(dòng)緊急剎車(AEB)等。另外網(wǎng)聯(lián)化主要是使用高階的V2X技術(shù),實(shí)現(xiàn)V2V(車與車)、V2I(車與基礎(chǔ)設(shè)施)、V2P(車與行人)、V2R(車與路)、V2N(車與網(wǎng)絡(luò))和V2C(車與云)信息交互,簡(jiǎn)單說(shuō)就會(huì)“車與萬(wàn)物”的互聯(lián),真正做到讓車具備“千里眼,順風(fēng)耳”的能力,保證汽車行駛安全。

無(wú)人駕駛為什么離不開(kāi)5G?

實(shí)際上,汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化是汽車無(wú)人駕駛技術(shù)的基礎(chǔ)和前奏。移動(dòng)通信雜談?wù)J為真正的無(wú)人駕駛是自動(dòng)駕駛技術(shù)中的最高級(jí),即L5級(jí)的全自動(dòng)駕駛,完全自動(dòng)化,不需要駕駛員。那什么是自動(dòng)駕駛,這里提及到的L5級(jí)又是怎么回事呢?

如上圖所示,自動(dòng)駕駛按照汽車自動(dòng)化程度和駕駛員參與操作的程度,可以分為L(zhǎng)0-L5一共六個(gè)等級(jí),這樣的劃分也是參考了美國(guó)SAE(美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì))的五級(jí)安全體系而來(lái)。其中L0-L2等級(jí)都屬于ADAS,ADAS只是一個(gè)駕駛輔助系統(tǒng),一方面通過(guò)監(jiān)測(cè)司機(jī)、道路、汽車等實(shí)時(shí)狀態(tài),判斷是否存在危險(xiǎn)隱患后給與司機(jī)提醒,另外一方面通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)定速巡航,車道保持等。

L3-L5算是比較高階的自動(dòng)駕駛能力,其中L3是在特定場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)并在必要時(shí)進(jìn)行干預(yù),L4是實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛但仍然保留方向盤,L5則是完全的自動(dòng)駕駛連方向盤都沒(méi)有了,完全不需要人去操作汽車。

要能實(shí)現(xiàn)L3-L5技術(shù)落地,必須先構(gòu)建汽車自身與外界的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),才能對(duì)汽車控制和狀態(tài)有個(gè)精準(zhǔn)的把控,也就是說(shuō)汽車在行駛過(guò)程中,需要搜集汽車自身、周圍人、車、物等信息匯集到遠(yuǎn)端服務(wù)器,然后遠(yuǎn)端服務(wù)器在根據(jù)判斷做出決策性指令,并下發(fā)給車輛控制系統(tǒng),顯然這就需要一套完整的V2X技術(shù)。

世界那么大,在V2X的技術(shù)研究方向上,如同移動(dòng)通信技術(shù)一樣,也有兩個(gè)不同的技術(shù),一個(gè)就是基于短距離通信技術(shù)的DSRC,另外一個(gè)就是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的C-V2X技術(shù)。

DSRC技術(shù)主要在歐洲、美國(guó)和日本關(guān)注較高,起步也較早,標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程從2004年就開(kāi)始了,已經(jīng)發(fā)展出了成熟的技術(shù)體系。這種技術(shù)是基于Wi-Fi802.11P作為承載主體,需要在汽車上家裝車載單元(OBU),在路邊建設(shè)路側(cè)單元(RSU),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絀TS平臺(tái)?;贒SRC技術(shù)的V2X,車速要求不能太高,數(shù)據(jù)傳輸較慢且距離也很近。

與DSRC技術(shù)對(duì)應(yīng)的就是C-V2X技術(shù),這個(gè)技術(shù)的起步就比較晚了,在2015年3GPP正式啟動(dòng)了LTE-V技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的研究,目前國(guó)內(nèi)外均進(jìn)行了較多的研究,如國(guó)內(nèi)的華為、大唐等企業(yè),國(guó)外的高通、LG等。C-V2X的優(yōu)點(diǎn)在于可以利用現(xiàn)有的通信基站,特別是我4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)部署的想當(dāng)玩唄,能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、逐層級(jí)的改造。另外通信距離較長(zhǎng),信號(hào)傳輸速率快使這項(xiàng)技術(shù)具備了較高的可研究性。而其局限性主要在于高速車況下反應(yīng)延遲時(shí)間長(zhǎng),通信安全問(wèn)題等。

5G與無(wú)人駕駛

C-V2X肯定是V2X未來(lái)的發(fā)展方向,特別是5G到來(lái)之后,也隨之演進(jìn)出NR-V2X。要想實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人駕駛,5G網(wǎng)絡(luò)是必須一個(gè)因素。在4G網(wǎng)絡(luò)條件下,車輛發(fā)出信息到云端、經(jīng)數(shù)據(jù)處理后再傳回車輛,受到時(shí)延影響,高速公路上時(shí)速120公里的汽車響應(yīng)距離在7米左右;而按照5G標(biāo)準(zhǔn),時(shí)延將降低到1毫秒,響應(yīng)距離將縮短到10厘米以內(nèi),大大提高自動(dòng)駕駛的安全性保證。

時(shí)延是無(wú)人駕駛最致命缺點(diǎn),因?yàn)樗钦嬲龥Q定無(wú)人駕駛技術(shù)的成敗,5G的超低時(shí)延(1ms)很好的解決這點(diǎn)問(wèn)題,另外無(wú)人駕駛技術(shù)還會(huì)用到哪些5G技術(shù)呢?

一、大寬帶高網(wǎng)速。當(dāng)車輛行駛在交叉路口較多的高速公路上是,汽車能否得到實(shí)時(shí)地圖和語(yǔ)音提醒很關(guān)鍵,而一些實(shí)時(shí)路況能否上傳到云端,都要看數(shù)據(jù)承載的網(wǎng)絡(luò)帶寬是否夠大。另外汽車的車載攝像頭,可能還是360°攝像頭,也會(huì)不停的拍攝一些高清視頻,這些數(shù)據(jù)也需要能夠及時(shí)傳輸?shù)皆贫恕?/p>

二、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)是5G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要技術(shù),它就是對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類,給予不同優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)不同的資源、不同的服務(wù)質(zhì)量,這就是我們常說(shuō)的QoS。雖然5G系統(tǒng)帶寬夠大和頻譜利用率極高,但是基站資源同樣是有限的,一旦遇到網(wǎng)絡(luò)擁塞等情況,自動(dòng)駕駛將是非常危險(xiǎn),所以將來(lái)可以利用5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù),給自動(dòng)駕駛車輛開(kāi)辟單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)通路,保證這條通路的數(shù)據(jù)暢通無(wú)阻。

三、邊緣技術(shù)技術(shù)。5G的邊緣計(jì)算技術(shù)就是把數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)中心,下沉或分散到數(shù)據(jù)源更近的地方,這樣做的好處,除了時(shí)延更小,網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性更高,而且還會(huì)降低大量數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的負(fù)荷,這一點(diǎn)對(duì)于無(wú)人駕駛技術(shù)非常重要。

綜上所述,無(wú)人駕駛作為自動(dòng)駕駛技術(shù)巔峰等級(jí),以現(xiàn)有的LTE-V2X技術(shù),根本不可能實(shí)現(xiàn),而未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)助力無(wú)人駕駛技術(shù)正在落地。

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