自动驾驶车怎么用C-V2X?聊聊三种实际应用场景

作者: 阅读量:27


image.png



自动驾驶这两年很火,但光靠车上的传感器其实是不够的。C-V2X通讯技术就是为了解决这个问题——让车能和周围的一切"沟通",不管是其他车、路边设施还是行人。今天就来说说C-V2X是什么,以及怎么把它用在自动驾驶上。

车联网技术到底是什么?

车联网一般叫V2X(Vehicle-to-Everything),字面意思就是车和所有东西都能通讯。马路上不光有小汽车,还有大巴、货车、摩托车、自行车,还有行人,V2X就是让这些都能互相"说话"。

常听到的几个词:

  • V2V(车对车):车和车之间直接通讯

  • V2I(车对基础设施):车和红绿灯、路边设备通讯

  • V2N(车对网络):车通过移动网络或云端后台通讯

  • V2P(车对行人):车和行人的手机或设备通讯

美国交通部2000年左右就提出了"联网车"的概念,主要是为了提高道路安全。他们发现很多车祸都是因为司机看不到对方车辆造成的,比如在十字路口,两边的建筑物挡住视线,等看到对方车已经来不及了。这种叫NLOS(非视线)问题,就算装摄像头或雷达也解决不了,对自动驾驶来说也是个大难题。

V2X的解决办法就是:每辆车都广播自己的位置信息(GPS位置、车速、行驶方向等),其他车收到这些信息后,就能算出会不会撞上,如果风险高就马上警告司机或自动刹车。

欧洲标准重点关注什么?

欧洲电信标准协会(ETSI)下面的智能交通系统技术委员会,现在正在做Release 2的标准,主要包括这几个场景:

  • 协作式自适应巡航:车和车之间配合调整速度

  • 列队行驶:多辆车排成队跟着头车走

  • 弱势道路使用者保护:保护行人、骑自行车的人

  • 集体感知服务:大家共享感知到的信息

世界卫生组织的数据显示,全球每年有135万人死于交通事故,其中行人和骑自行车的占26%,骑摩托车的占28%。在东南亚这些摩托车很多的地区,比例更是高达43%。所以ETSI现在特别重视保护弱势群体,包括行人、轮椅使用者、婴儿车、滑板、赛格威、低速电动车、摩托车等等。

5G汽车通讯技术联盟(5GAA)最近在欧洲做了首次C-V2X演示,展示了六大功能:

  1. 十字路口碰撞警示

  2. 紧急刹车预警(通过车与车通讯)

  3. 转弯穿行碰撞风险警示

  4. 行人警示(通过车与行人通讯)

  5. 红绿灯状态提醒(通过车与基础设施通讯)

  6. 车辆限速警示

从这些功能就能看出来,未来汽车产业会重点发展哪些应用。

C-V2X车联网标准怎么发展的?

考虑到交通安全对低延迟的要求,美国交通部在2000年左右联合IEEE提出了DSRC车联网技术,欧洲差不多同时提出了ITS-G5技术,都是基于IEEE 802.11p(WiFi家族成员)。不过WiFi那套是大家抢频道的方式,没法保证延迟。

所以后来移动通信标准组织3GPP从Release 14开始把Cellular-V2X(C-V2X)纳入标准,强调通过核心网和基站进行资源管理,可以提供"保证的最大延迟"。

Release 14里,C-V2X分成两部分:

  • PC5:让终端之间能直接通讯(Sidelink)

  • eMBMS:让网络能做广播/组播,而不只是点对点通讯

下面这张图展示了C-V2X的架构和应用场景。图里除了V2I、V2V、V2P的PC5和V2N的eMBMS,还有个Edge cloud(边缘云)。边缘云的好处是不用把数据传回后端,直接在离车比较近的地方计算,然后通过eMBMS把结果广播给特定区域的车辆,这样延迟更低。

C-V2X怎么用在自动驾驶上?三个实际案例

案例一:红绿灯信息推送

这个应用能把红绿灯的状态和倒计时实时发给接近路口的自动驾驶车辆。

怎么实现的?路口装一个RSU(路边设备),连接红绿灯控制器。RSU读取控制器的信号(时相、时序),打包成SPaT(信号相位和时序)消息,通过C-V2X PC5广播出去。

车上装OBU(车载设备),接收RSU发来的信号,结合GPS定位和车辆自身信息(车速、行驶方向),就能做出对应的决策——该减速就减速,该停就停,还能根据红绿灯状态优化车速,既安全又省油。

案例二:优先通行系统

这个系统能让公交车、救护车等特殊车辆优先通过红绿灯路口。

怎么实现的?当优先车辆接近路口时,通过车上的C-V2X OBU设备(可以用PC5即时传输,也可以通过V2N提前发送)通知路口的RSU,告诉它自己的位置、路线、车速等信息,并申请优先通行。

路口的RSU收到合法的优先通行请求后,会根据车辆的行车信息,执行"绿灯延长"或"红灯截断"等策略,动态调整红绿灯,让优先车辆到达路口时正好是绿灯,可以无障碍快速通过。

这样能大幅缩短公交车、救护车的行驶时间,提高运输效率,特别是紧急情况下能救命。

案例三:边缘云计算预警

这个应用利用路口RSU上的传感器(摄像头、雷达、激光雷达等),在边缘云上实时计算可能发生的交通事件和地点,然后马上通过C-V2X广播给附近车辆。

怎么实现的?比如路口的摄像头检测到有行人或车辆闯红灯,边缘云立即计算出可能受影响的区域,通过eMBMS或PC5把这个信息广播出去。

自动驾驶车辆的OBU收到这个预警后,在接近路口前一段距离就能提前做出反应——该减速减速,该停车停车,甚至改变路线。这样就能进一步提高通过路口的安全性,避免突发事故。

写在最后

这篇文章介绍了3GPP标准组织制定的C-V2X技术,包括车对车直接通讯的PC5技术,和基站广播的eMBMS技术。还详细说明了三种C-V2X和自动驾驶结合的应用:红绿灯信息推送、优先通行系统、边缘云预警。

希望这些内容能给大家一些启发,未来肯定还会有更多创意的C-V2X自动驾驶应用出现。随着5G技术的普及和标准的完善,自动驾驶和车联网的结合会越来越紧密,我们的出行也会变得更安全、更高效。


在线咨询
微信联系
样机申请

微信扫一扫

添加微信好友,获取更多服务

微信二维码