中国信通院-车联网白皮书(网联自动驾驶分册)-2020.12-44页_1mb
报告摘要
车联网白皮书(网联自动驾驶分册)总结
核心内容
车联网是汽车、电子、信息通信、交通运输和交通管理等行业深度融合的新型产业形态,是5G、人工智能等新一代信息技术在汽车和交通领域的重要应用。自动驾驶作为车联网和智能交通的核心应用,其发展路径分为单车智能和网联自动驾驶两种。当前,单车智能自动驾驶虽在L2-L3等级上有所落地,但技术瓶颈和场景限制仍制约其广泛应用。网联自动驾驶则通过“人-车-路-云”协同,拓展单车智能的感知、决策和控制能力,加速自动驾驶应用的成熟。
主要观点
- 单车智能自动驾驶:目前主要处于L2-L3等级,ADAS功能为主,但仍面临环境感知、计算决策和控制执行方面的技术瓶颈和场景限制。
- 网联自动驾驶:通过车路协同、车车协同等方式,提升自动驾驶在复杂交通环境下的可靠性和安全性,推动“聪明的车”与“智慧的路”深度融合。
- 技术体系架构:网联自动驾驶技术体系可从“终端-连接-计算与服务”三个维度进行解构,涵盖智能网联汽车、路侧系统、通信技术、边缘计算平台和云平台等。
- 协同关键技术:包括车载视觉、激光雷达、毫米波雷达、感知融合、C-V2X无线通信和MEC边缘计算等,是实现网联自动驾驶的关键支撑。
- 典型应用场景:涵盖通用工况、各类路口、高速公路、隧道、停车场、矿山/港口等,不同场景对网联依赖程度不同,如盲区感知、信号灯信息推送等。
关键信息
一、网联自动驾驶的内涵
- 网联自动驾驶通过车联网技术将“人-车-路-云”有机连接,提升自动驾驶在环境感知、计算决策和控制执行方面的性能。
- 单车智能自动驾驶主要依赖车载传感器进行环境感知、决策和执行,但在复杂场景中存在可靠性不足、成本高等问题。
- 网联自动驾驶可弥补单车感知能力的不足,提升系统安全性和智能化水平,推动自动驾驶技术的成熟和商业化。
二、网联自动驾驶的需求及典型应用
1. 单车智能自动驾驶发展现状
- 当前处于L2-L3等级,市场渗透率较低,ADAS仍是主力。
- 高等级自动驾驶(L4以上)尚处于试验和示范阶段,需更长时间发展。
2. 单车智能自动驾驶的挑战和网联需求
- 环境感知:受限于遮挡、恶劣天气等因素,需引入网联技术以实现非视距感知和动态交通信息获取。
- 计算决策:单车智能面临算力和功耗矛盾,以及复杂交通行为预测问题,网联可提供全局最优决策。
- 控制执行:需要提高系统安全性和冗余性,网联技术可提供远程遥控、协同驾驶等能力。
3. 网联自动驾驶的典型应用
- 协同感知:高精地图、全天候路况感知、盲区感知等。
- 协同决策:全局路径规划、交通优化、车辆优先级管理等。
- 协同控制:远程接管、车路协同控制、自动泊车等。
三、网联自动驾驶的技术体系架构
1. 全局视图下的技术体系
- 包括“终端”、“连接”、“计算与服务”三个维度。
- 终端涵盖智能网联汽车和路侧系统;连接包括公众电信网、公安专网、交通专网等;计算与服务涉及边缘计算平台、云平台、数据底座、应用服务等。
2. 智能网联汽车视角下的技术体系
- 涉及车载感知、通信、计算与服务等。
- 需要满足功能安全(ISO26262)和预期功能安全(SOTIF)要求。
3. 信息通信视角下的技术体系
- 采用“端-管-云-业务”架构,强调终端与网络的协同。
- 需要统一通信协议、数据一致性、安全认证等。
4. 交通与交管视角下的技术体系
- 交通与交管系统需融合感知、传输、计算和应用。
- C-V2X等技术可增强交通治理能力,实现智慧交通信息闭环。
5. 三向视图
- 正向视图:展示系统架构和信息流,包括车路信息流、交通治理信息流和网联自动驾驶信息流。
- 顶向视图:展示关键技术逻辑架构,强调各行业对终端、计算与服务的协同。
- 侧向视图:强调系统安全,包括功能安全和信息安全,需建立统一的数字身份认证机制。
四、网联自动驾驶的挑战
- 技术融合:路侧基础设施尚未建立功能安全等级等概念,消息采信机制、传输信道可靠性、功能安全界定等问题仍需解决。
- 基础设施建设:规划尚不清晰,数据互通壁垒制约生态形成。
- 商业运营模式:缺乏“杀手级”应用,政策法规仍需完善,尤其是高精度地图和定位相关法规。
五、协同发展政策现状和展望
1. 美欧日等发达地区或国家持续布局
- 美国:重视单车智能,鼓励5.9GHz通信,但跨州实施存在障碍。
- 欧盟:强调智能化与网联化协同发展,制定路线图,推进V2X技术与云计算融合。
- 日韩:注重基础设施建设,推动自动驾驶商业化,韩国计划2027年实现主要道路商用。
2. 我国协同发展环境加速形成
- 政策体系不断完善,如《智能汽车创新发展战略》、《新能源汽车产业发展规划》等。
- 应用示范推动技术与产业成熟,如江苏、天津、长沙等国家级车联网先导区建设。
- 多方协同推进测试验证和应用部署,包括跨行业标准、C-V2X规模化部署、自动驾驶出租车和公交车等。
3. 协同发展展望
- 政策层面:需提前谋划,构建符合国情的法规体系,推动技术标准统一。
- 技术层面:加强关键核心技术攻关,推动车用芯片、操作系统、传感器等发展。
- 产业层面:鼓励产业各方协同,从封闭场景逐步向开放场景拓展,推动“人-车-路-云”融合。
总结
网联自动驾驶是未来智能交通和汽车发展的核心方向,其技术体系涵盖终端、连接和计算与服务三大维度,涉及多传感器融合、C-V2X通信、MEC边缘计算等关键技术。当前,我国在政策、应用示范和基础设施建设等方面已取得初步进展,但仍需解决技术融合、基础设施统一和商业模式等问题。未来,需进一步推动协同创新,构建统一的通信标准和安全机制,加快实现自动驾驶的商业化和规模化应用。
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