5G时代自动驾驶依旧道阻且艰

电子工程师 2019-12-04 834

汽车电子

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想象一下，你开车行驶在马路上，还未到达十字路口，车辆就可以与前方的红绿灯进行沟通，提前预知前方信号灯的变化，并通过前方路口信号灯、车辆速度、与前方路口距离，计算出最佳行驶速度，让你在路口信号灯恰好变绿灯的时候到达路口，或者根据前方多个红绿灯的情况，帮你重新规划一条到达目的地的最优路线。

到达路口时，你因大车遮挡没有及时发现前方信号灯为红灯，有闯红灯趋势，或者因遮挡没有看见车辆前方突然闯出的行人，车辆会自动发出提示音，并在中控屏上给予相关的画面显示，提醒你注意前方的路况，甚至主动采取相应的应急措施……

随着我国正式进入5G商用时代，你是否觉得上面惬意的自动驾驶场景指日可待？

别做梦了！

没有5G的自动驾驶：难且贵

提到5G与自动驾驶的关系，就不得不提自动驾驶的两条技术路线：单车智能和车路协同。其中前者是通过把环境感知、决策和控制执行统统放在车端，使车辆达到甚至超越人类驾驶员的驾驶水平，来实现自动驾驶，例如Waymo的自动驾驶出租车。

但Waymo花了整整十年的时间，才勉强让自动驾驶汽车在其精挑细选的场景中跑起来。即便如此，这些车辆在行驶过程中还时常会因为传感器没有检测到障碍物，或者其他一些感知缺陷，磕磕碰碰不断，需要安全驾驶员介入驾驶。

不仅如此，单车智能其他一些问题也在不断暴露，例如把传感器都装在车上，会大幅提高自动驾驶的研发及量产成本，尤其是激光雷达，目前一个就得数万甚至十几万元，根本不具备量产可行性。单车智能对高精度地图的要求非常高，但目前为止中国还未形成自己的高精度地图规范标准，技术方面高精度地图的动态实时更新能力也远不能满足自动驾驶实际驾驶场景的变换速度；实现L4+自动驾驶一定需要人工智能的介入，用以对其他道路交通参与者的行为和意图进行预判，但现阶段人工智能技术还不是很成熟……

“所以尽管单车智能在过去十年里，已经解决了自动驾驶90%的问题，这项技术距离真正的规模化商用还有很大的挑战。”华为车联网解决方案副部长王新然表示。因为对于一辆自动驾驶汽车来说，业内普遍认为只有准确率和可靠性达到了99.9999%，即“ 6个9”，才算是真正合格的产品，达不到这个级别，基本等于零。

正是基于这些痛点，近两年业内又提出了V2X车路协同的技术路线。与单车智能相比，车路协同不仅着眼于车的智能，还侧重路的智慧，并通过将他们与云端进行联网，实现路网与车辆之间有效信息的协同感知和协同决策，从而达到自动驾驶的目的。现下越来越多的专家认为，自动驾驶汽车要在全场景、全工况下落地，车路协同是必经之路。

5G加持开启自动驾驶上帝视角

在5G没有出来之前，车路协同项目的开展主要是基于4G技术。但由于4G传输速度相对较慢——最高仅为100兆/S，导致网络速率时延高达50毫秒，这对于高速移动的车辆来说，基本实现不了实时控制，因此被认为是制约自动驾驶发展得重要因素。

比较之下，5G网络由于可以为车辆提供毫秒级超低时延，最高可达10GB/S的传输速率，以及每平方公里高达百万的连接数和超高可靠性，帮助车辆在远程环境感知、信息交互和协同控制等关键技术上取得突破，让车辆在面对复杂路况时响应更快、行驶更安全，可谓实现车联网和自动驾驶的重要基石。

特别是在一些corner case中，仅仅依靠单车上的传感器，总会存在缺陷，Uber去年发生的自动驾驶致死事故就是一个很好的例子，另外还有特斯拉Model S的致命车祸，都充分表明了单车智能在感知方面的局限性。有了5G技术的加持，为汽车和道路基础设施提供大带宽和低时延的网络，可以为自动驾驶汽车提供高阶道路感知和精确导航服务，使车辆探测距离更远，范围更广，能够很好地消除驾驶过程中的盲区和死角，而且信息的传输速度更快，对紧急情况响应更迅速，大大提升自动驾驶汽车的安全性和可靠性。

刚刚在第六届世界互联网大会上亮相的5G自动微公交，据悉就可以识别200米内的行人、机动车辆等障碍物，并通过车路云协同智能系统，掌控公里级范围的道路信息，赋予车辆超视距、无死角的“上帝视角”，从而做出避障、变道、减速、刹车等合理而安全的快速反应。该5G微公交面对复杂开放道路，能在100毫秒内作出反应，相较正常人300至400毫秒反应时间，大大提升了驾驶的安全性。

不仅如此，借助5G-V2X还可以实现半自动/全自动驾驶下的信息共享，如道路车速引导、车量路径优化、道路流量优化等，大大提升道路尤其是十字路口的通行效率，如文章开头描述的驾驶场景，就是未来5G-V2X一个典型的驾驶场景，以及高精度地图下载、远程驾驶、编队行驶、代驾远程驾车、自动泊车入位等自动驾驶应用，发掘更多自动驾驶的落地路径。

中国通用技术集团联手中国移动在互联网大会期间展示的5G远程驾驶项目，就是5G和自动驾驶的融合应用，驾驶员在模拟驾驶舱通过5G网络进行人车交互，实时获取高清的车辆运行环境信息和车辆行驶状态信息，对远端道路上的车辆进行操作控制，实现远程驾驶。

看到这一幕，有网友不禁发出了直击灵魂的一问“未来的出租车司机可以在家工作吗？”

出租车司机能不能在家工作，笔者不知道，但可以肯定的是，有了远程驾驶技术，诸如无人区、矿区、垃圾运送区域等危险及恶劣环境下的作业，可以实现无人化，在提升操作效率的同时节省人力。

5G来了自动驾驶依旧道阻且艰

鉴于5G对于自动驾驶的不可或缺，业内对这项技术翘首以盼多年，近日终于守得云开见月明。10月31日，在2019中国国际信息通信展览会上，工信部与中国移动、中国联通、中国电信、中国铁塔一同宣布启动5G商用，中国正式进入万物智能互联的新时代。

那么，5G来了，自动驾驶还远吗？

目前来看，尚远。

因为5G自动驾驶的实现很大程度上依赖于5G网络的覆盖范围，如果覆盖不到位，会导致信息传输速率不稳定，忽高忽低，这对自动驾驶汽车而言是非常危险的。而目前现状是，5G会优先在国内一线城市以及部分重点地区铺设，覆盖面还不足以支撑自动驾驶汽车的大规模运行。

具体来看，截至9月底中国联通已在40多个大中城市部署建设5G基站2.5万个，预计今年全年将建设4万个；中国电信5G基站建设数量与联通基本相当。中国移动相对多一点，目前已在全国300多个城市开展5G网络建设，并已在超过50个重点城市建成5G基站4万多个。其中仅北京地区，三大运营商就已经建设5G基站超过1.3万座，开通5G基站超过1万座。

就区域而言，尽管此次三大运营商首批开通5G商用服务的城市有50个，然以一线城市覆盖面积较大，偏远地区受限于独立组网技术、建设成本及运营商战略布局等因素，信号覆盖较少。这意味着，5G网络距国内全覆盖尚需时日，更遑论基于5G网络的自动驾驶落地，同样如此。

在安波福中央电气（上海）有限公司中国区总经理沈国梁看来，虽然中国的5G技术处于世界领先水平，普及速度也很快，但由于5G网络辐射面、信号覆盖范围是一个由点及面的动态过程，导致自动驾驶的实现过程也将先从大城市开始，然后随着相关条件的逐步成熟，慢慢向三四线城市或者是一些县级市延伸。

“这就像汽车的普及一样，首先在一二线城市应用，等这些地方的保有量逐步饱和了，再向三四线城市扩展。目前4G网络方面，国内很多地区已经普及了，5G的话，预计两三年内一二线城市都会普及，五年之内肯定会在三四线城市普及，那么基于5G网络的自动驾驶也将是这样一个动态的落地过程。”沈国梁表示。

中国移动（上海）产业研究院副院长陈豫蓉也认为，5G-V2X和5G自动驾驶技术的推广将是一个渐进的过程，即先从部分区域、部分场景开始落地，然后逐步扩展到全区域、全场景。因为基于5G-V2X的自动驾驶，尤其是高级别自动驾驶，对道路配套设施、产业链资源整合、前沿技术突破以及配套法规等都有较高的要求，这决定了自动驾驶难以一蹴而就。

具体来看，陈豫蓉指出限定场景下的车路协同系统将率先落地，比如高速公路、矿区、港口、园区等，与这些场景相对应的，则是自主泊车、定点接送、快速公交、有限地域无人驾驶出租车等自动驾驶服务，均有望率先进行商业化量产。

因为这些封闭的场景闲杂人员相对较少，路况相对较简单，再加上范围限定，可以很轻松地实现5G信号全覆盖，并对路况进行相应的改造，真正做到无死角感知，全路段自动驾驶。而全场景的自动驾驶，即使有了5G加持，也还有很长一段路要走。

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