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專訪希迪智駕張長隆:萬里長征,車路協同正萌芽「GGAI頭條」

在中國智能網聯汽車產業創新聯盟的2019年工作計劃中,V2X工作組要在年內完成《基於 LTE 的車聯網無線通信技術 直接通信系統技術要求》、《車用通信系統應用層及應用數據交互標準 第二階段》的團體標準。

中國智能網聯汽車產業創新聯盟是國內推動智能網聯汽車發展的重要平台,工信部是其指導單位,其編製完成」智能網聯汽車技術路線圖」對國內智能網聯技術的發展將會起到推動作用。

政府快速推進LTE-V2X標準的落地,是背後萬億車聯網產業崛起的影子。張長隆作為車聯網行業的老將,對此感受頗深。

在車聯網領域,LTE-V2X的相關標準成為了其2019年的工作重點,從實際的智能網聯技術實現、商業化落地層面來看,LTE-V2X更快。

3GPP 提出了 LTE-V2X 技術標準在快速走向產業化,國內的企業在 3GPP 中主導了部分 LTE-V2X 標準的制定及後續演進技術的研究。2018年,基於LTE-V2X的車路協同技術演示,也在無錫、上海等城市完成。

時機很重要

張長隆2004年畢業於國防科大信息與通信工程專業,博士畢業後留校任教,從2011年開始車路協同研究,是國內較早接觸車聯網的一代人。

因為看好車聯網的發展以及商業、技術價值,張長隆在2014年開始創業,從0開始組建了40人研發團隊,把前期學術成果進行產業化,從事基於機器視覺的交通環境感知技術研究、V2X智能網聯通信的晶元、設備、應用研究與產品開發工作。

此後,張長隆所在的公司相繼推出國內首家基於DSRC技術的智能網聯汽車車載網聯設備OBU、國內首家基於DSRC技術的智能網聯汽車路載網聯設備RSU、國內首家智能網聯汽車APP,用於駕駛員與智能網聯繫統交互平台、推出19個車聯網應用場景軟體SDK。

同時,張長隆的公司也是中國首個車路協同行業標準《合作式智能運輸系統車用通信系統應用層及應用數據交互標準》起草人之一。

早早的進入車路協同行業,並不意味著就能分到行業的蛋糕。用張長隆的話來說,就是創業不僅需要技術實力,還要有合適的切入時機和相關的配套環境,在產業鏈、市場未成熟的時候,即使技術已經實現,但離成熟的商業化還很遠,簡言之單一技術無法變現。

目前,最吸引人的應用是無人駕駛應用,利用智能駕駛的主動安全技術可以大幅度提高行車安全,V2X是關鍵的助力。

2015 年初,3GPP 正式啟動基於 LTE-V2X 的技術需求和標準化研究,同年開展了 LTE-V2X 需求研究,於 2016 年 3月完成結項; 2016 年初 3GPP 架構工作組啟動 LTE-V2X 架構研究,於2016 年底完成標準化。

2015 年12 月,針對車車直連 V2X 標準項目「基於 LTE PC5 介面的 V2V」啟動立項,並於 2016 年 9 月完成標準化; 2016 年 6 月針對車路/車人等V2X 標準項目「基於 LTE 的 V2X 業務」啟動立項,於 2017 年 3 月順利完成項目研究。

3GPP和國內對LTE-V2X的推動和近年自動駕駛及主動安全技術的快速發展,讓張長隆看到了V2X落地的可能,於是在2017年選擇加入了希迪智駕(CIDI、長沙智能駕駛研究院)擔任網聯交通事業部總經理,在自動駕駛的新環境下繼續開始新一輪的創新研究。

LTE-V2X

無論是最開始接觸的DSRC,還是新的LTE-V2X,都是車路協同協同中的通訊方式。車路協同需要依靠RSU和OBU進行數據通訊,服務於V2X的各種應用。

根據規劃,C-V2X商用部署在2020年,但相關的產業鏈還未成熟,C-V2X(V2V/V2I)商用部署的關鍵產品包括晶元、車載終端、路側基礎設施,這些技術國內雖然已經有長足的進展,但離真正的商業化還有時間。

從發展階段上來看,C-V2X會首先以LTE-V2X的應用開始,2018年6月份開始規模試驗測試,升級改造路側基礎設施,驗證多用戶情況下,網路的組網性能以及典型車聯網業務性能;2019年進行部分城市級基礎設施改造,並開展預商用測試;2020年推動LTE-V2X商用,支持實現交通效率類智能出行服務商業化應用。

國家在推動LTE-V2X商業的過程中,給了相關產業發展的契機。希迪智駕(CIDI、長沙智能駕駛研究院)針對V2X應用,開發了OBU、RSU產品,都已經迭代到了第二代。

RSU

CIDI RSU 2.0內置WIFI、LTE、DSRC(IEEE802.11p)、C-V2X(LTE-V)模塊 ,支持LTE/LTE-V/DSRC三種工作模式,支持5G V2X (5G終端需外接),支持GPS/北斗、內置RTK GPS模塊,支持高精度RTK定位增強信息發布,作為RTK定位基站,提供基於V2I的高精度差分定位信息。

支持路雲協同(V2N),可將實時路況信息發送至雲端管理,也可通過雲端獲取天氣、地圖、動態交通等信息;

可作為路端智能感知基站,外接交通信號控制機、交通流量視頻分析機,通過車路協同(V2I)拓展車輛路況感知範圍;

支持局部道路靜態交通信息發布(路段限速、綠波車速建議、交通標誌標牌、車道標線、紅綠燈狀態等);

支持局部道路動態交通信息發布(行人穿越預警、實時動態交通擁堵地圖下載與廣播)。

RSU是實現車路協同的路側一環,是道路基礎設施進行V2X改造的關鍵。在國內目前主要以智能網聯測試示範區的道路改造為主,一方面技術還在進行測試,另一方面標準、產業鏈也在等待著成熟。

同時隨著國家對智能產業發展的推動及各大城市相應進行智慧城市建設,這個市場不斷煥發出新的契機和活力,但也考驗著從業者的耐心和毅力。

RSU對於V2X、自動駕駛、道路系統管理都有著顯著的作用,但最先受益的還會是道路系統的管理。

有了RSU,城市道路的運行情況可以更直觀、詳細的被政府監管者獲得,國內現行城市道路大部分都屬於超負荷運行狀態,監管者可利用RSU提升道路通行效率,應對突發事故等等。

而自動駕駛、V2X的應用既需要通訊技術的升級,又需要相應聯網終端的普及,因此雖然也是受益方,但實現的時間會延後。

同時,在V2X發展初期,受制於商業模式不清晰,政府作為大力推動者,更有實力和義務率先主導道路設施的智能化改造,RSU也就間而有了買家。對於國內V2X產業鏈而言,其重要影響不言而喻。

OBU

CIDI OBU 2.0內置WIFI、LTE、DSRC(IEEE802.11p)、C-V2X(LTE-V)模塊 ,支持LTE/LTE-V/DSRC三種工作模式,支持5G V2X (5G終端需外接),支持USB/RJ45 介面攝像頭,一路720p V2V高清視頻傳輸,兩路480p V2N實時視頻傳輸,支持GPS/北斗、內置RTK GPS模塊,可提供高精度定位信息。

支持的應用有車輛數據與視頻(V2N),可實時將車輛獲取到的信息發送至雲平台監控與管理,支持車車協同(V2V),通過研判演算法保障主動安全、通過交互通信消除個體盲區、通過信息共享實現駕駛視野增強,支持車路協同(V2I),可讀取交通燈數據、交通標識等靜態與動態交通路況信息,支持行人碰撞危險預警(V2P)。

OBU通過射頻模塊(LTE/LTE-V/DSRC)進行數據的收發,接收到周邊車輛OBU或路側交通設施RSU的發來的車輛狀態與路況數據,進行解析、數據整合、場景預警決策演算法,最終實現前向碰撞預警、盲區預警、變道輔助、闖紅燈預警等主動安全與交通效率場景,幫助駕駛員規避危險、提升駕駛效率,也可將數據上行傳輸以供自動駕駛實現進一步的數據融合決策與協同控制。

有了OBU,V2X的應用才得以展開,同時還可輔助自動駕駛提升尚未成熟的感知能力,通過其他終端和道路設施發出的信息,解決單車智能不足的問題。對於低等級自動駕駛應用的快隨商業化,有著更現實的意義。

應用場景

希迪智駕在國家智能網聯汽車(長沙)測試區部署了相應的V2X設施,路線長度7.4公里,部署31台RSU2.0,5台OBU2.0,以提供網聯V2X車路協同業務。

其中19個RSU負責交叉路口管理網聯V2X方案,12個RSU負責沿線道路的車路協同(道路標誌、限速提醒、道路危險預警功能、綠波車速建議、前方擁堵提醒等功能)。

每個RSU提供局部道路車道線級地圖、實時動態交通地圖廣播下載,每個RSU支持高精度RTK定位增強信息發布(RSU作為RTK定位基站,提供基於V2I的差分定位),可提供車輛高精度定位。

2018年10月,希迪智駕聯合華為、中國移動,於國家智能網聯汽車(長沙)測試區實現基於5G的車路協同及車車協同的車聯網V2X應用,演示涵蓋車聯網主動安全以及交通效率在內的十個場景。

同時為規劃中的湖南自動駕駛高速測試線提供技術方案,基於路網運行的全面感知能力,實現人、車、路的一體化運行監測,第一時間發現公路通行異常,實現車路協同、區域路網協同管理、出行信息服務等智能應用。

道路沿線每隔400米部署一個RSU,支持ETC,每個RSU除了擁有前述城市道路網聯V2X功能之外,增加交通流量統計以及道路動態交通事件感知功能,支持基於5G的高清視頻監控、基於視覺與雷達技術的闖入行人與動物檢測、危險行駛車輛(逆行、應急車道行駛)與異常車輛(車輛拋錨,停留在應急車道車輛)檢測、支持交通事故檢測,如車輛翻車、車輛碰撞等情景,支持一些天氣氣候影響引起的異常路況(大霧、落石、道路結冰)檢測。

除了RSU、OBU以外,城市交通效率的提升還需要更智能的道路信號系統,比如希迪智駕研發的V2X 智能道路解決方案(CRSS)方案,除了集成RSU以外,還會配置毫米波雷達、攝像頭、邊緣計算甚至激光雷達,根據不同的應用需求搭配不同的軟硬體配置。CRSS相當於未來智能道路交通系統的終端大腦。

張長隆表示,CRSS的目標解決零事故,解決車輛自身智能感知範圍有限,提供一種車輛超視距感知能力。CRSS可以說是市場上一個「新事物」,不僅是產品上創新也是技術上創新,各方面指標需要結合實際路況數據進一步優化。

CRSS是從路邊設備角度去感知道路交通態勢,自動駕駛是從車載設備角度去感知道路交通態勢,很多基礎技術是來自自動駕駛,由於路側設備是靜止不動,再加上有先驗背景知識,對路況感知可以做到比車載設備感知準確率要高些,比如路上一個車跑過留下的遺落物等,靠車載去感知有點難度,但通過CRSS去感知發現並且定位其位置就容易些,然後通過V2X告訴即將行駛經過的車輛注意避讓。

CRSS是300-400米安裝一個節點,要接到後台雲系統可以實現道路監測功能,不需要人為篩選。目前CRSS主要是提供自動駕駛V2I的功能,前後車都需要OBU是給自動駕駛實現v2v功能,兩者並不衝突。目前CRSS演示的功能並不包含V2V,和實際商業化應用沒有區別。

除了智能交通的需求,車路協同還可用於無人礦卡的管理,目前已經在一些礦區有所應用。

正視距離

雖然V2X的前景廣闊,國家也在力推LTE-V2X的技術,但業內並未找到可行的商業變現模式。因此,初期將主要是政府主導的市場,後期隨著產業鏈的成熟,更豐富、高級的V2X應用,以及結合自動駕駛的應用才會逐漸成長起來。

國內的LTE-V2X市場,希望用國產化的技術來實現,上游晶元廠商有大唐、華為,中游終端設備廠商數量在數十家左右。有技術,但並不完善、成熟。

華為在2018年發布了支持包括LTE-V2X在內的多模4.5G LTE調製解調晶元Balong 765,大唐電信已發布PC5 Mode 4模式的LTE-V2X測試晶元模組。

LTE-V2X的晶元剛剛發布,到商業化應用,還需要走完從晶元、模塊、終端、標準化協議、終端普及的過程,這不僅依賴產業鏈成熟,更需要各方技術的融合發展。

張長隆表示,希迪智駕也由此力推智能駕駛與車路協同融合應用,不斷加速車路協同產品落地。如果單一的車路協同要找到買單的一方,時間會較長,那麼結合智能駕駛必然能更快推進其商業化的快速萌芽。


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