在一篇小說或影視作品中,作者采用得最多的是第三人稱敘述,以便于寫出故事中的一切細節(jié),也能讓讀者在閱讀時得到宛如開金手指的爽感,一般統(tǒng)稱為“上帝視角”。
在自動駕駛中也有這樣一種方式,可以通過傳感器、數(shù)據(jù)融合等方式多維度感知路況信息,堪稱駕駛中的“上帝視角”,也是本文主角車路協(xié)同。
車路協(xié)同對車端、路端以及云端的協(xié)同提出了較高的要求。車端與路側(cè)端的信息實時交互,車端多傳感器進行環(huán)境感知與數(shù)據(jù)融合,通過車載計算平臺進行數(shù)據(jù)處理,路側(cè)設備負責路況信息搜集與邊緣側(cè)計算,其中激光雷達作為路側(cè)感知設備中的核心硬件,探測物體的三維坐標,和毫米波雷達、攝像頭等設備通過邊緣計算進行數(shù)據(jù)融合,實時繪制局部的高精度地圖,采集路況信息,為車輛提供決策依據(jù),而通信平臺提供車車、車-路、車云間實時傳輸?shù)男畔⒐艿溃瑥亩屲囕v實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化自動駕駛。多維度的信息,堪稱“上帝視角”。
同時,車路協(xié)同的方案高度依賴低延時、高傳輸速率、高可靠性、高連接數(shù)密度的5G網(wǎng)絡環(huán)境,而5G基站、路側(cè)感知設備與邊緣計算設備的鋪設是車路協(xié)同實現(xiàn)的前提條件,需要主機廠、零部件供應商、通信企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)公司以及政府部門通力合作,進行必要的基礎設施投資,制定統(tǒng)一標準, 高度整合軟件、硬件、平臺等技術(shù),產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)的難度較高。
本文將圍繞三個問題進行闡述:
1、為什么選擇車路協(xié)同?
2、智慧公路發(fā)展到哪一步了?
3、自動駕駛第一站最有可能在哪里上路?
三種方式
當前主流自動駕駛有三個方式:
1、單車智能(谷歌派):以激光雷達為主要感知設備,采用高精度地圖+高精度定位。激光雷達價格昂貴,尤其是用于遠距離、大范圍探測的L4/L5級別自動駕駛主雷達。我國國產(chǎn)的激光雷達因高性價比日益受到市場的認可,價格有所下探但仍比較昂貴,例如禾賽科技在2020 CES上發(fā) 布的64線超廣角激光雷達PandarQT零售價為4,999美元。
2、單車智能(特斯拉派):以視覺感知為主要感知設備,通過影子模式收集數(shù)據(jù),訓練模型,采用低精度地圖+低精度定位。
3、車路協(xié)同:路測智能替代部分車側(cè)智能,采用協(xié)同感知與決策及高精度地圖+高精度定位。通俗來講,也就是“兩條腿走路”。
三者對單車智能化水平及網(wǎng)聯(lián)化水平要求不一。
以谷歌及特斯拉為代表的單車智能對車載芯片的要求較高,技術(shù)和成本在車側(cè),對車載芯片的要求高。
車路協(xié)同則需要加大對公路的智能化改造和基礎設施進行投資,技術(shù)和成本在路測,大范圍實行則邊際成本低。
在實際選擇上,政府對公路智能化改造的支持力度.不同區(qū)域的路況、交通參與者特征、地圖與定位的精度、高性能激光雷達的價格變化、車隊用戶和個人消費者付費意愿與轉(zhuǎn)換成本等均是需要考慮的因素。
而中國,因安全運行態(tài)勢嚴峻,以及國客貨運輸需求增速高,對智慧公路的需求迫切。
再加上新基建時期,5G技術(shù)世界領先,基站覆蓋廣,定位市場則有以北斗為代表的高精度、強安全性定位系統(tǒng),千尋位置業(yè)務成熟,可以說占到了天時地利人和,選擇邊際成本低的車路協(xié)同,無疑是明智之舉。
聰明的路
在上一篇推送中有提到,自動駕駛分為L1~L5 五個級別,以 L3為界限,動態(tài)駕駛?cè)蝿盏慕庸苷叩闹黧w發(fā)生改變。因此,L3 及以上級別才可被稱為“高等級自動駕駛”。即自動駕駛以 L3 為分界線,L3以上(包括 L3)被稱為自動駕駛,L3 以下被稱為輔助駕駛。
相對應,智慧公路也有六個級別。
2019 年 9 月,中國公路學會自動駕駛工作委員會、自動駕駛標準化工作委員會發(fā)布了《智能網(wǎng)聯(lián)道路系統(tǒng)分級定義與解讀報告》(征求意見稿),將交通基礎設施系統(tǒng)分為 6級。
-
L0:無信息化/無智能化/無自動化,由駕駛員全程控制車輛完成駕駛?cè)蝿蘸吞幚硖厥馇闆r。
-
L1:初步數(shù)字化/初步智能化/初步自動化,交通基礎設施感知設備能實時獲取連續(xù)空間的車輛和環(huán)境等動態(tài)數(shù)據(jù),自動處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),輔助車輛自動駕駛?cè)缣峁┬畔⒎⻊蘸椭鲃咏煌ü芾矸⻊眨唤煌ɑA設施向車輛系統(tǒng)進行單項傳感。
-
L2:部分網(wǎng)聯(lián)化/部分智能化/部分自動化,為交通基礎設施具備復雜傳感和深度預測功能,無法從系統(tǒng)層面進行全局優(yōu)化;主要實現(xiàn)駕駛輔助,需在有限場景內(nèi)完成自動駕駛。
-
L3:基于交通基礎設施的有條件自動駕駛/高度網(wǎng)聯(lián)化,提供周圍車輛的動態(tài)信息和控制指令,可以在包括專用車道的主要道路上實現(xiàn)有條件的自動化駕駛。
-
L4:基于交通基礎設施的高度自動駕駛,為自動駕駛車輛(自動化等級大于 1.5)提供了詳細的駕駛指令,可以在特定場景/區(qū)域(如預先設定的時空域)實現(xiàn)高度自動化駕駛。
-
L5:基于交通基礎設施的完全自動駕駛,在所有場景下完全感知、預測、決策、控制、通訊等功能,并優(yōu)化部署整個交通基礎設施網(wǎng)絡,實現(xiàn)完全自動駕駛。完全自動駕駛所需的子系統(tǒng)無需在自動駕駛車輛設置備份系統(tǒng)。提供全主動安全功能。遇到特殊情況,由交通基礎設施系統(tǒng)進行控制,不需要駕駛員參與。
到了L5階段,智能公路將最終達到數(shù)字孿生公路階段,即達到具備“物理公路與數(shù)字化公路并存,二者實現(xiàn)虛實信息交互,共同完成‘決策-控制-管理’功能”等平行智能特征的高級階段。
《《目前智慧公路在國內(nèi)的進度在L2-L3之間,市場空間巨大。《《
根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2019年我國智慧公路市場規(guī)模達566億元,同比+16%,2015-2019年年復合增速11.8%。隨著我國公路智能化、信息化的大力建設,公路總里程的不斷增加以及維護、升級改造的不斷實施,未來我國公路智能化行業(yè)市場規(guī)模將不斷增大,預計2020年中國智慧公路市場規(guī)模將達641億元。
智慧公路在各國的進度條也拉的較慢。
-
日本:依托Smartway,推出ETC2.0,逐步實現(xiàn)了對運行車流及車輛的監(jiān)管、誘導和控制。
-
韓國:ITS智能交通系統(tǒng),目前韓國智能交通系統(tǒng)建設已經(jīng)完全覆蓋高速公路,在國道上已實現(xiàn)20%的覆蓋, 覆蓋里程約為2607公里,預計在2020年完成45%的覆蓋目標。
-
歐洲:以主動交通管控為基本路徑推進智慧高速建設,實現(xiàn)歐洲道路信息基礎設施的全覆蓋和統(tǒng)一標準的車路合作系統(tǒng)。擁堵減少25%、死亡和重傷人數(shù)減少25%、CO2排放減少10%。
-
美國:以高速公路為載體開展車路協(xié)同、自動駕駛新技術(shù)探索,當前開展車輛網(wǎng)設備部署應用的州已超過50%,并在相關(guān)高速公路開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試。
東部地區(qū)或?qū)⑾刃幸徊剑?/B>
隨著自動駕駛和智慧公路技術(shù)的不斷升級,車路協(xié)同落地時間也將逐步靠近。
據(jù)中金公司研報測算,L3 級高速公路有條件自動駕駛、L4 級自主代客 泊車、礦區(qū)自動駕駛和無人末端配送將在 2025 年前量產(chǎn)落地,L4 級無人 Robotruck/Robotaxi 有望在 2025-2030 年開始商業(yè)化落地。
截至2019年,中國公路網(wǎng)總里程501.25萬公里,同比增長16.6萬公里;其中二級及二級以上公路里程達到67.2萬公里,高速公路14.96萬公里。
自動駕駛的商業(yè)化落地最有可能在哪里率先實現(xiàn)?
東部地區(qū)或?qū)⑾刃幸徊健?nbsp;
《交通運輸部關(guān)于加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點的通知》指出在北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東九省(市)加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點,并將基礎設施數(shù)字化、路運一體化車路協(xié)同、北斗高精度定位綜合應用、基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理、“互聯(lián)網(wǎng)+”路網(wǎng)綜合服務、新一代國家交通控制網(wǎng)6個方向作為重點。
根據(jù)天風證券和中銀國際證券的測算,高速公路的單公里智能化改造成本是100萬左右,包含了RSU (Road Side Unit). 邊緣計算、攝像頭等設備,考慮到中國的高速公路里程14.96萬公里,一級公路11.17萬公里, 高速公路和一級公路的智能化改造市場規(guī)模約為2,613億元。而對于二級公路和更低等級的公路,由于其路況更為復雜,更多機動車與非機動車和行人的混行情況,場景更為開放,需在十字路口、匝道口、事故易發(fā)路段等關(guān)鍵場景鋪設更多路側(cè)設備,不同路況的單公里智能化改造投資差異較大,難以進行估算。
道路如同城市的血管,血管的通暢程度與城市活力息息相關(guān)。5G 時代,作為城市和車輛的連接點,道路也成為通信網(wǎng)絡、云計算、智能傳感器融合創(chuàng)新的交匯點,車路協(xié)同的提出也是全域概念的又一個體現(xiàn),高度協(xié)同、萬物互聯(lián)的時代即將開啟。