所謂V2X,與流行的B2B、B2C如出一轍,意為vehicle to vehicle,即車對車的信息交換。另外還有V2X,即車對外界的信息交換。車聯(lián)網(wǎng)通過整合全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航技術(shù)、車對車交流技術(shù)、無線通信及遠程感應(yīng)技術(shù)奠定了新的汽車技術(shù)發(fā)展方向,實現(xiàn)了手動駕駛和自動駕駛的兼容。簡單來說,搭配了該系統(tǒng)的車型,在自動駕駛模式下,能夠通過對實時交通信息的分析,自動選擇路況最佳的行駛路線,從而大大緩解交通堵塞。除此之外,通過使用車載傳感器和攝像系統(tǒng),還可以感知周圍環(huán)境,做出迅速調(diào)整,從而實現(xiàn)“零交通事故”。例如,如果行人突然出現(xiàn),可以自動減速至安全速度或停車。
創(chuàng)新正在努力把人們從當前的出行煩惱中解放出來。11月3日在“智.創(chuàng)未來交通”科技日上,通用汽車在國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(上海)試點示范區(qū)封閉測試區(qū)內(nèi)首度對外展示了8項V2X技術(shù)。這些技術(shù)想要實現(xiàn)的是更安全、更便捷和更優(yōu)化的明日交通。
自動駕駛汽車需要“耳朵”和“嘴巴”
在自動駕駛研究的過程中,不少人都問過這樣的問題:一輛單憑本地傳感器實現(xiàn)無人駕駛的汽車,在下午3點強烈光照下的紅綠燈十字路口,能正確識別紅綠燈嗎?當左側(cè)車道大卡車遮擋范圍里突然出現(xiàn)橫穿馬路的行人,它可以從容應(yīng)對嗎?
面對這些情況,“孤島式”的無人駕駛會因為攝像頭的物理局限性而束手無策,也會在無法預(yù)知路口信息時,讓車上的人遭遇膽戰(zhàn)心驚。除攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等自主傳感器之外,V2X技術(shù)被稱為車輛的通訊傳感器,它被認為是彌補上述場景應(yīng)用欠缺的感知技術(shù)。
通用汽車中國科學(xué)研究院院長杜江凌將兩類傳感器分別比作汽車的“眼睛”以及“耳朵和嘴巴”。自主傳感器可以“看見”外部世界,車載智慧大腦再根據(jù)自主傳感器描繪的樣子分析判斷環(huán)境。而V2X通過通訊技術(shù),讓車與車、車與人、車與基礎(chǔ)設(shè)施等交換信息,類似有一張嘴巴直接與汽車喊話(例如“現(xiàn)在是紅燈”、“前方有施工區(qū)域”)被聽到,與眼睛觀察相比是一種更加直接的感知方式。
如果自主傳感器能讓自動駕駛汽車眼觀六路,那么V2X技術(shù)就賦予了這輛車耳聽八方的能力。
理論上來說,單靠自主傳感器和通訊傳感器都能實現(xiàn)不同程度的自動駕駛,但實際想要完全代替人類駕駛員,對于技術(shù)安全的要求將變得相當嚴苛。通用汽車即將投放于美國市場的“超級巡航”(Super Cruise)技術(shù),可以基于自主傳感器在高速公路,包括其擁擠路況下,解放駕駛員的雙手,實現(xiàn)半自動駕駛。
通用汽車全球執(zhí)行副總裁兼通用汽車中國公司總裁錢惠康在科技日指出,“當車輛可以分享彼此的行車速度、方向以及運行數(shù)據(jù)等信息時,超級巡航技術(shù)的一大優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了?!庇纱丝梢?,技術(shù)發(fā)展的大趨勢是兩種傳感器互補。通過車端信息融合為自動駕駛汽車提供更加全面的環(huán)境信息輸入,從而努力接近100%的安全。
V2X需要通用標準
在搭載相關(guān)設(shè)備的車輛沒有形成規(guī)模化之前,V2X仍然“英雄無用武之地”。
因此V2X面臨的最大挑戰(zhàn),是實現(xiàn)不同車輛間的信息交換,前提是不同車輛和基礎(chǔ)設(shè)施之間使用一套共同的標準來交換信息。這套標準因國家而異,對應(yīng)到技術(shù)維度,大致分為物理層介質(zhì)層、傳輸層、應(yīng)用層,當三個層次的標準達成一致,才能促成“溝通”。
目前與通訊行業(yè)相關(guān)的物理層介質(zhì)層和傳輸層標準都尚未確定,DSRC、LTE-V等通訊技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的使用還在討論之中,DSRC技術(shù)略趨于成熟。想要在現(xiàn)階段高效發(fā)展V2X技術(shù),主機廠做為環(huán)節(jié)中的一員,可以通過一個不受通訊技術(shù)選擇影響的應(yīng)用層標準,率先在整個鏈條上開展布局。
目前中國汽車工程學(xué)會正在制定智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖,這包含了通信與信息交互平臺技術(shù)的路線圖,三個層次的技術(shù)標準正在逐步成型。除了大唐、華為、電科院等通訊企業(yè)之外,通用汽車作為主機廠代表之一,牽頭了應(yīng)用層標準的制定,預(yù)計在今年年底完成并提交。
上圖綠色部分展示了通用汽車參與制定的中國網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)應(yīng)用層標準范疇。它定義了數(shù)據(jù)交互的內(nèi)容和格式,共用這套標準的車、行人以及基礎(chǔ)設(shè)施,都可以相互理解對話。同時,通用汽車還參與定義了應(yīng)用層界面(API)和服務(wù)層界面(SPI)。前者可以讓第三方開發(fā)商更加簡便地開發(fā)V2X應(yīng)用,后者可以兼容包括DSRC、LTE-V等在內(nèi)不同的底層通訊技術(shù)。
談起參與制定應(yīng)用層標準的初衷,杜江凌給出了這樣的回答,“發(fā)展都有過程,不能等,總有比現(xiàn)在更好的技術(shù)在后頭,但我們不要被通訊行業(yè)的發(fā)展左右進展。”
從小范圍測試到真實交通
在已經(jīng)公開的中國網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)(V2X)應(yīng)用層標準中,給出的發(fā)展時間表指明到2016年左右,在交互標準的基礎(chǔ)上,開展基于V2X的碰撞預(yù)警應(yīng)用研究。
本次通用汽車科技創(chuàng)新日在位于上海嘉定的國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(上海)示范區(qū)舉辦,現(xiàn)場展示了V2X應(yīng)用的最新成果。繼今年6月國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(上海)試點示范區(qū)封閉測試區(qū)開園時成為首個在中國演示V2X的主機廠后,通用汽車這次帶來了8項V2X應(yīng)用,包括:
V2V(車與車通訊)——緊急電子剎車燈預(yù)警、交叉路口碰撞預(yù)警、前方碰撞預(yù)警、盲區(qū)預(yù)警、換道預(yù)警、車輛失控預(yù)警
V2I (車與基礎(chǔ)設(shè)施通訊)——闖紅燈預(yù)警、工作區(qū)減速預(yù)警
根據(jù)現(xiàn)場工程師介紹,在目前V2X的技術(shù)的支持下,已經(jīng)可以實現(xiàn)車輛在130-160km/h的行車速度下,與方圓300m內(nèi)的車輛、行人和基礎(chǔ)設(shè)施通訊。
在接受媒體采訪時,杜江凌這樣評價V2X技術(shù)為汽車行業(yè)帶來的變化:“V2X淡化了各個廠商的競爭,因為它需要所有人合作完成”。在不久前的2016中國汽車工程學(xué)會年會(SAECCE2016)上,基于正在制定中的國家V2X應(yīng)用標準,通用汽車與長安汽車進行了互聯(lián)互通測試。主機廠配備不同的V2X設(shè)備,實現(xiàn)不同通訊協(xié)議的切換和協(xié)同,這在國內(nèi)還是首次。
在發(fā)展V2X這件事情上,通用汽車展現(xiàn)了積極進取的態(tài)度。在美國率先上市的2017款凱迪拉克CTS將是首款搭載通用汽車V2V技術(shù)的車型。現(xiàn)場的工作人員介紹,屆時CTS會采用前裝方案實現(xiàn)互聯(lián),接入車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)可以獲得方向盤、車速等信息,可實現(xiàn)的V2V功能與后裝方案比,將會更多更可靠。
小結(jié)
在目前標準未定、技術(shù)先行的情況下,V2X每個參與者的前進都有機會幫助整個鏈條聯(lián)動。早在60年前通用汽車火鳥II概念車的開發(fā)團隊就曾展望過智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)應(yīng)用的美好愿景,但受限于當時的無線寬帶通訊和GPS定位系統(tǒng),被暫時擱淺。通用汽車表示,在這些技術(shù)已經(jīng)具備的今天,自己不愿錯過機會。根據(jù)中國清晰可見的V2X測試和本土標準制定路線圖,通用汽車已經(jīng)率先邁出了一步。
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