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未来如何实现无人驾驶?连接是颠覆交通领域的关键所在。

通往自动驾驶之路

连接如何赋能自动驾驶交通,提升其可扩展性、高效性和可持续性

通往自动驾驶之路

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未来自动驾驶

主持人:爱立信东北亚区品牌和市场总监 刁习羽

通往自动驾驶之路

如今,无人驾驶汽车采用了雷达、激光雷达、摄像头和高级计算等先进技术。即使没有蜂窝网络连接,它们也能仿效人类的驾驶行为,但未来要实现完全无人驾驶,就必须将高级连接技术整合到交通生态系统中。

我们来设想一个完全互联、电气化和自动化的交通生态系统的样子。在这个系统中,车辆可以实时获取海量的交通数据,以及不断更新的高清地图,这些地图相当于道路的数字孪生。借助这些数据,车辆能够更敏锐地感知周边环境的危险和天气变化。同时,数据分析还能与交通管理系统配合,实现货物与人员的安全、高效且可持续运输。

这个生态系统将充分发挥5G的网络优势,无论是在当前还是在未来的移动网络中,都能实现无缝的切换和连接。

如果这是未来的美好愿景,那么我们要经历怎样的旅程才能实现它呢?

未来的自动驾驶会是什么样?

自动驾驶汽车不仅能够与其他车辆进行通信,还能够与周围环境的传感器交换信息。它们可以获取实时的出行指南等信息,进行智能分析并确定最佳的操作方案。

数字交通标志将补充模拟交通标志。由于自动驾驶汽车不像人类那样需要休息,企业和航运公司可以灵活调整运输时间表,既能节省成本,又能避开用电高峰期。

随着无人驾驶交通的发展,联网汽车和物体将产生海量的数据。即使每个车辆或物体的数据量不大,但是总体数据量也将远远超过现在的水平。为了有效地管理和扩展这些数据,5G连接技术至关重要,它拥有超强的网络容量,能够大幅提升交通自动化的水平,远超4G的能力。

网络可以提高道路交通的安全性和效率。但是要实现这一目标,我们需要保证网络的覆盖、容量、优先级和可靠性。首先,我们要确保网络覆盖无间断,以便车辆和物体能够实时获取和传输数据。其次,我们要随着需求的增加进行网络扩容,以免出现拥塞和延迟。再次,我们要优先保障关键的联网道路用户服务,比如紧急救援和远程监控,而不是信息娱乐等非必要的服务。最后,我们要提高网络的可靠性,防止网络故障对重要的应用场景(例如远程监控)造成影响。为了实现这一未来愿景,我们需要进行大量投资,在全国各地建设高性能通信网络。

“汽车与道路网络和其他汽车的连接速度是自动驾驶的关键要素。”

James Baggott,CarDealerMagazine.co.uk主编

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高级驾驶辅助系统和自动驾驶交通的现状和发展?

美国汽车工程师学会(SAE)将自动驾驶分为6个级别,从0级至5级。目前,大多数汽车的自动驾驶水平处于0级至2级,其中0级表示没有自动化功能,2级有一些自动驾驶功能,驾驶者仍然需要随时控制车辆。

与此同时,一些欧美汽车制造商即将推出具备3级自动驾驶功能的汽车,这些车辆在特定的地点和条件下能够自动完成部分驾驶任务,但驾驶者仍需随时准备接管车辆,以应对条件变化。

如今,许多具备2级和3级自动驾驶功能的车辆都配备了高级驾驶辅助系统(ADAS),这些系统通过摄像头、激光雷达和雷达等车载传感器来实现,这些传感器是实现全自动驾驶的重要基石。

目前,越来越多的公司正在研发4级和5级自动驾驶汽车。这些车辆在特定的区域内行驶,而不需要人为干预,这个区域则被称为车辆自动驾驶系统的运营设计域(ODD)。

网络连接是实现4级和5级自动驾驶汽车大规模商用的关键因素。原因之一是,目前一些国家和地区的法规要求,在公共道路上行驶的自动驾驶汽车必须与外部监管机构保持实时通信。当自动驾驶汽车遇到无法处理的情况时,就可以通过网络通信请求人工干预,得到行为指导或者远程控制。在某些国家和地区,远程监管机构可能要对自动驾驶汽车的行为负责,因此需要通过视频流和其他方式实时监测。

目前,4级自动驾驶汽车还不能在高速公路上行驶,因为它们只能依靠车载传感器应对最不利的情况。高级连接技术则可以突破这一限制,因为能够整合车外和车载传感器的数据,使其在复杂的场景下互为补充。随着自动驾驶技术日益普及,5G和未来的6G网络将发挥至关重要的作用。

汽车

2021年,爱立信携手沃尔沃,在5G网络上成功进行了首次车辆跨境切换试验。试验结果显示,5G网络能够跨境提供无缝的服务连续性,这对于扩展未来自动驾驶汽车的生态系统至关重要。该试验利用5G技术展示了高清地图可利用实时数据进行动态更新。借助这项技术,联网汽车可以在整个行程中像智能集群一样协同运行,并保持持续通信。

爱立信助力Einride部署自动驾驶卡车

 

2019年,瑞典货运公司Einride在公共道路上部署了全球首批全电动自动驾驶汽车。此后,Einride与爱立信合作,为其无人驾驶卡车提供高性能的5G连接,以保证无缝运行。2022年,它获得了美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)的许可,成为首家在美国公共道路上运营无人驾驶电动卡车的公司。

Einride的车辆利用雷达、激光雷达和摄像头等传感器实现自动导航。它们采用无驾驶舱设计,既减轻了重量,又提高了空气动力学性能,还可以远程监控,无需在车内配备安全驾驶员。

图片由Einride提供

每辆Einride自动驾驶电动运输(AET)车都配备了双5G调制解调器,可以同时连接蜂窝网络和本地专用网络。Einride将其先行部署在复杂度较低的环境中,加快了客户的商用部署。

Einride的自动驾驶电动运输车与远程操作员相连,远程操作员可以进行监测并在必要时协助自动驾驶系统。远程操作员是一种新兴的职业,为司机提供了一个无噪音无振动的工作环境,Einride希望这个角色也能平衡卡车司机或“操作员”的工作和生活。随着运营规模的扩大,未来操作员将能够同时监测多辆车。

Tiffany Heathcott是一名来自得州的资深卡车司机,过去经常要连续一周在路上奔波,后来被Einride邀请成为了一名远程操作员。

“我迫不及待地想要享受它给我们卡车司机带来的各种好处。我可以多陪陪家人、抱抱孙子孙女,享受其乐融融的家庭生活。这真让人开心!”

Einride正在将一个依赖模拟信号和化石燃料的行业转变为一个数字化、互联的电气化行业。它将自动驾驶技术和电动技术相结合,可最大限度地提高可持续性和效率。”

Ellen Kugelberg,Einride首席产品官

无人驾驶交通未来5年的发展

 

车辆目前已成为移动的计算机,产生了海量的数据。从中期来看,随着可靠性的提高以及存储和处理数据能力的增强,这些趋势将更加明显。自动驾驶汽车供应商需要在其车队中持续部署先进的自动驾驶功能,并通过无线更新来维护软件。为了保证软件定义汽车在路上安全高效地行驶,需要以合理的成本部署大量软件,这将对网络提出巨大挑战。

除了维护软件的良好状态外,人类在未来的交通生态系统仍然发挥着关键作用——从监督所有在运车辆的运行到负责商用车的首末公里装卸工作。

无人驾驶交通未来5年的发展

斯堪尼亚是一家瑞典重型商用车制造商,在推动可持续重型运输车辆的转型方面走在了全球前列。未来,斯堪尼亚的重型商用运输车队将能够根据不同的运输任务和距离保持合理的速度,从而有效降低能耗。

此外,斯堪尼亚的卡车还采用了自动驾驶技术,能够在交通量较少的时候持续行驶,不需要经常停车休息,这样既能够提高运输效率,又能缓解商用车司机短缺的问题。目前,斯堪尼亚已经在瑞典的常规交通条件下测试了这项技术,并成功实现了在超过300公里的物流中心之间自动驾驶运送货物。这是一项具有革命性意义的创新。

“交通世界将很快实现无处不在的连接、电气化和自动化。”

Tony Sandberg,斯堪尼亚集团斯堪尼亚试点合作负责人

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通勤者究竟想要什么?

通勤者不仅希望能够顺利地从A地到B地,还希望享受到能够提高安全性、缓解压力的服务。爱立信消费者和行业研究室的研究报告《增强日常通勤》(“Augmenting the daily commute”)显示,有60%的受访者对能够感知司机分心并发出警报的功能非常感兴趣。

 

2030? 有多少比例的受访者认为自动化将在2030年前彻底改变通勤方式?

2030? 有多少比例的受访者认为自动化将在2030年前彻底改变通勤方式?

这项研究还发现,通勤者认为,ADAS功能能够给他们提供额外的保护,有助于缓解他们在通勤途中和通勤后的压力。此外,大多数受访者也非常关心那些超出他们视野范围的危险信息。这些信息对于所有希望道路更安全的通勤者都非常重要,无论是司机、乘客还是行人。

负责任的技术开发

为了满足自动驾驶汽车的需求,交通和物流生态系统需要有灵活的政策和立法机制,能够与技术的发展保持同步。首要任务是解决网络中立性问题(即运营商对网络上的所有数据一视同仁),并确保网络中立性原则不会妨碍部署各种具有不同重要性和网络性能要求的服务。

爱立信一直在与多个全球机构合作,不仅参与制定了3GPP核心网和无线接入网(RAN)标准,而且还在5G汽车协会(5GAA)、汽车边缘计算联盟(AECC)和网联协作式自动化出行协会(CCAM Association)等组织中推动其他行业的发展。除此之外,爱立信还与其他组织一起致力于实现全球服务互操作性,并与汽车制造商、通信运营商和公共道路管理机构代表一起探讨如何将汽车行业引向下一代移动通信。

2030年愿景和爱立信的作用

ADAS和自动驾驶交通将有助于提高交通安全和效率,优化能源利用,减少交通拥堵。

此外,从更广泛的角度来看,自动驾驶汽车的兴起也可能推动汽车共享的发展,从而减少道路上或停车场的车辆数量。自动驾驶公共道路交通可扩大城市中心周边的宜居区域,使人们无需拥有汽车也能方便地生活,进一步减少拥堵,同时也缓解农村地区居民的交通压力。

电气化以及其他无碳技术对减少交通排放至关重要。然而,未来的发展也需要尽量延长各种车辆的使用寿命,这可能需要将车辆改造成电动或混合动力汽车,并为其配备自动驾驶功能。软件定义汽车也可以通过连接进行软件更新,从而延长其使用寿命。

此外,交通基础设施需要为电动汽车的普及提供支持,例如建设便捷的充电站,以及有效地控制能源消耗等。在这个背景下,连接对于优化线路规划和充电策略,以及保持电池相关软件持续更新非常重要。

ADAS和自动驾驶交通将有助于提高交通安全和效率

2030年愿景和爱立信的作用

要实现这一未来场景,我们需要做些什么?

我们正朝着一个完全互联的自动化交通生态系统迈进,所有主要参与者都有自己的短期和长期责任。监管机构需要制定技术中立的框架和要求,以便在短期内实现互操作性,同时让市场选择最佳方案。运营商需要保证覆盖面,汽车制造商需要实施基于物联网的可扩展解决方案。这将是一场真正的技术协作。

展望未来,网络将把连接与网络边缘的实时计算和存储功能整合在一起,形成网络计算结构(Network Compute Fabric)。网络不仅能够连接物理系统,还能够控制物理系统,涵盖从简单到复杂的各种应用场景。但是对于道路车辆,至少在可预见的未来,控制功能还需要留在车辆内部。

到2030年及未来,物理世界与数字世界将逐步融合。环境中的外部传感器能够捕捉物体和人的信息,并将其转化为数字孪生,与人工智能(AI)系统协同工作。

借助数字孪生,人工智能系统将能够更准确地预测人们在环境中的运动速度和轨迹,从而避免发生碰撞。这不仅能够让自动驾驶汽车更敏锐地感知周围的环境,还能够更有效地优化路线。

届时,5G连接将成为基本的要求。因此,我们开始全面探索6G对提升联网驾驶行业的价值和意义也只是时间问题。

您认为2030年及未来,自动化交通将如何变革社会?

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