“5G+無(wú)人駕駛”： 讓汽車(chē)讀懂世界

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(wú)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(wú)人駕駛。

無(wú)人駕駛，也稱(chēng)為自動(dòng)駕駛。依靠人工智能、視覺(jué)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(chē)讓電腦在沒(méi)有人類(lèi)主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車(chē)輛。

由于無(wú)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(wú)法支撐大量龐大的數(shù)據(jù)。而5G網(wǎng)絡(luò)登場(chǎng)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(wú)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(wú)人駕駛高速、穩(wěn)健、安全發(fā)展。

聽(tīng)起來(lái)似乎還是科幻小說(shuō)里的奇妙旅程，但實(shí)際上中自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(lái)說(shuō)，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(chē)、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?！北本├砉ご髮W(xué)教授、博士生導(dǎo)師高利這樣說(shuō)。目前，自動(dòng)駕駛汽車(chē)有兩條技術(shù)路線(xiàn)，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(chē)路協(xié)同，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信手段使車(chē)和車(chē)、車(chē)和路這些要素之間進(jìn)行通信連接，“過(guò)去我們認(rèn)為兩條線(xiàn)是走不到一起，現(xiàn)在我認(rèn)為未來(lái)大范圍自動(dòng)駕駛得靠車(chē)聯(lián)網(wǎng)，小范圍靠感知，局部的感知就靠自主，未來(lái)發(fā)展肯定離不開(kāi)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(chē)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(chē)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(wú)論是時(shí)延，還是頻移，都會(huì)克服。

真正意義上的無(wú)人駕駛

可以說(shuō)，非5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的無(wú)人駕駛都稱(chēng)不上真正意義上的無(wú)人駕駛。因?yàn)闊o(wú)人駕駛依靠的最核心技術(shù)是高精地圖。

高精度地圖通過(guò)對(duì)周?chē)o態(tài)的環(huán)境進(jìn)行精確描述，來(lái)延伸傳感器的感知范圍，以更為精細(xì)的尺度幫助汽車(chē)了解所處的位置、周?chē)沫h(huán)境狀況、應(yīng)該如何進(jìn)行下一步操作等定位決策問(wèn)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(zhuān)用道路信息，帶來(lái)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(chē)道等信息，還包含了諸如車(chē)道分隔物類(lèi)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(wú)人駕駛為什么非5G網(wǎng)絡(luò)不可？

一位來(lái)自知乎的網(wǎng)友這樣說(shuō)道：

1.因?yàn)楦呔貓D需要實(shí)時(shí)更新，通過(guò)傳感器、攝像頭采集到的信息通過(guò)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?；谥悄艿貓D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(jué)探測(cè)距離之外（NLOS）的特定物體（移動(dòng)的行人和車(chē)）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(chē)車(chē)博弈，車(chē)人博弈等），基本可確保無(wú)人車(chē)在開(kāi)放道路上的安全問(wèn)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(chē)聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的無(wú)人車(chē)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(chǎng)景下要求達(dá)到ms級(jí)。

車(chē)輛的傳感器和攝像頭采集到的畫(huà)面相當(dāng)于人類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(guò)4G網(wǎng)絡(luò)需要至少30秒，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)只需要0.8秒。你可以想象一下，當(dāng)車(chē)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(mǎn)足無(wú)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(chē)的需求，已經(jīng)逐漸擺脫買(mǎi)菜、代步這些初級(jí)需求了，我們希望車(chē)能夠更懂人。在倒車(chē)入庫(kù)手心發(fā)汗無(wú)處安放慌慌張張時(shí)，汽車(chē)能夠自動(dòng)完成整個(gè)過(guò)程;在不想開(kāi)車(chē)時(shí)，汽車(chē)能自動(dòng)駕駛釋放雙手;當(dāng)從別人手中取回愛(ài)車(chē)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(chē)上擁有超過(guò)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(chē)輛和用戶(hù)的個(gè)人信息。例如從GPS數(shù)據(jù)可得到位置信息，從車(chē)速、方向盤(pán)和剎車(chē)數(shù)據(jù)可以得到用戶(hù)的駕駛習(xí)慣，從車(chē)內(nèi)座椅、空調(diào)、氛圍燈等設(shè)定得到用戶(hù)的舒適度偏好等。

一旦車(chē)用5G技術(shù)成熟，汽車(chē)廠(chǎng)家將會(huì)在新車(chē)型上增加更多傳感器，任何車(chē)輛的故障都可以通過(guò)傳感器傳遞給車(chē)主甚至廠(chǎng)家。哪個(gè)零部件出問(wèn)題不再像以前那樣需要技師逐項(xiàng)檢測(cè)排查。

如果說(shuō)4G對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)最大的改變，那就是幾乎消滅了第三方車(chē)載導(dǎo)航儀。而5G互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)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(shuō)道：“自動(dòng)駕駛汽車(chē)依賴(lài)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(wú)人駕駛員汽車(chē)與廣泛的道路系統(tǒng)、其它汽車(chē)、基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)系起來(lái)。今天，許多汽車(chē)制造商正在使用 4G 網(wǎng)絡(luò)，用于早期應(yīng)用，不過(guò)蜂窩 V2X 需要 5G 才能擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對(duì)于 5G 來(lái)說(shuō)，無(wú)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(guò)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(chē)內(nèi)工作，或者享受多種多樣的娛樂(lè)服務(wù)。”