车路协同如何赋能自动驾驶?

车路协同如何赋能自动驾驶?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/07/02 11:44

由辅助到智能。

1. 中国特色的“车路云一体化”正式启动

中国车路协同技术的发展历程较晚,早期发展经历了课题研究和示范应用 两个阶段。2020 年,中国首条支持高级别自动驾驶车路协同的高速公路通 车,这是全球首次使用纯路侧感知能力真正实现开放道路连续路网 L4 级自 动驾驶闭环的车路协同技术,标志着车路协同技术的重要突破。2021 年, 全国 27 个省区已建成 16 个智能网联汽车测试示范区,建成开放测试道路 3892 公里,发放测试牌照 700 余张,道路测试总里程超过 700 万公里。中 国车路协同的研究与应用经历了从基础研究到大规模实践的发展历程,大 体可划分为以下几个阶段:

萌芽与基础研究阶段(2011-2014): 2011 年 11 月起,清华大学作为牵头单位,在国家 863 计划支持下,开始了车路协同关键技术的系统性探索与研究。 2014 年,清华大学牵头的“智能车路协同关键技术研究”项目通过 验收,首次展示了 10 辆智能车在智能道路上的运行。

技术验证与初步应用阶段(2014-2019): 2016 年智能网联汽车示范区相继建设,车路协同开始了城市层面 的落地应用。 雄安新区 2018 年推出车路协同应用平台,标志着技术开始应用于 实际城市规划中。 2019 年,全球首条车路协同自动驾驶智能化城市道路——智路“示 范项目在江苏盐城开通试运行,标志着技术进入实测阶段。

政策指导与区域示范阶段(2019-2022): 2019 年 6 月,中国公路学会发布车路协同自动驾驶发展报告,为 行业提供政策建议和蓝皮书。 2019-2020 年四大先导区设立,更加注重技术的商业化落地。 2020年由百度 Apollo 支持建设的中国首条支持高级别自动驾驶车 路协同的高速公路正式通车。 2021 年先后出台 16 个“双智城市”试点,将车路协同与城市深度 绑定。  2022 年云南、上海等地发布相关政策,推动车路协同自动驾驶试 点示范建设。

大规模实践与标准化推广阶段(2022-至今): 2022 年,多家学会联合高校、企业、科研机构发布一致行动宣言 和方案,推动车路协同自动驾驶迈入一致行动时代。 上海、黑龙江等地继续扩展车路协同示范路段,提升技术应用的 深度和广度。 2024 年中国正式启动“车路云一体化”应用试点,标志着车路协同 进入大规模实践与标准化推广的新阶段。

车路协同的底层通信技术中较为通用的是 DSRC 和基于蜂窝网通信技术演进 的 C-V2X。欧洲及美国近年来均以 DSRC 为核心技术,C-V2X 包含 LTE-V2X 和 5G-V2X,其中 LTE-V2X 中国介入较早且具有自主知识产权,5G-V2X 现由各 国亮相参与。作为后起之秀 C-V2X 起步相对较晚,但其基于蜂窝通信技术, 可移动性、可靠性强,最为重要的一点是 C-V2X 具有前向兼容性的 5G 演进 路线,能够为自动驾驶提供巨大支持。 目前我国主导的 C-V2X 技术已基本在和 DSRC 的全球标准竞争中胜出。美国 在 2023 年明确了要在全国部署 C-V2X,到 2034 年完成 C-V2X 在全国高速公 路的 100%覆盖,城市十字路口 75%覆盖,并制定了 C-V2X 上车计划,应用重 点在解决交通事故问题。欧洲虽然没有明确 C-V2X 的地位,但欧盟已表示各 个国家可以根据自己对技术的判断去选择,因此目前在欧洲,C-V2X 和 ITSG5 成为两种并存的技术标准体系。韩国 2023 年 12 月正式宣布放弃 DSRC 技 术,采用 LTE-V2X 作为唯一车联网通信技术。

中国于 2024 年正式启动智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作。试 点期为 2024-2026 年,计划逐步提升车端联网率,试点运行车辆 100%安装 C-V2X 车载终端和车辆数字身份证书载体,鼓励对城市公交车、公务车、 出租车等公共领域存量车进行 C-V2X 车载终端搭载改造,新车车载终端搭 载率达 50%;鼓励试点城市内新销售具备 L2 级及以上自动驾驶功能的量产 车辆搭载 C-V2X 车载终端。该工作旨在通过政策引导、技术创新和市场培 育,实现智能网联汽车与智慧交通系统的深度融合与快速发展。

2. 自动驾驶从单车智能向车路协同迈进

自动驾驶目前发展出了单车智能和车路协同两大路线。其中,单车智能的 自动驾驶技术路线存在较多难以解决的缺陷,包括单车成本过高、感知范围 有限、长尾问题无法避免、非全路网交通效率最优解、道路测试里程依赖, 高精地图和 AI 学习依赖等。为弥补单车智能的缺陷,单车需要搭载 C-V2X 装备才能实现与路侧甚至路网的协同功能。随着感知技术的不断发展以及 智能交通基础设施的完善, 智能网联汽车应用在自动驾驶领域的地位逐渐 提升, 自动驾驶感知从单车智能向车路协同迈进。 车路协同技术与单车智能技术互为补充,成为自动驾驶发展的关键选择, 体现了具有中国特色的解决方案。这种技术通过智能化的路侧基础设施,加 强了智慧交通的建设,实现了车辆、道路、云计算、通信网络和地图服务的 高效协作,共同推动了自动驾驶及相关科技出行产业的进步。车路协同技术 通过路侧设备收集和同步数据,有效弥补了单车智能在感知上的局限,攻克 了自动驾驶技术发展的一些难题,助力自动驾驶技术向更高层次发展。 自动驾驶技术在车路协同的框架下,超越了单纯依赖车辆自身智能的限制。 车路协同自动驾驶(VICAD)通过集成 C-V2X 及 4G/5G 通信科技,构建了 一个紧密联动的“人-车-路-云”系统,此系统促进了车辆与车辆(V2V)、 车辆与基础设施(V2I,涵盖各类传感装置、气象站、监控设备及交通管理 设施等)、车辆与云端平台(V2N,包括地图服务、交通管制系统及出行服 务应用等)以及车辆与行人(V2P)之间的深度协同合作,涉及协同感应环 境信息、共同制定行驶策略与控制等多个维度。这一模式旨在不仅优化单个 自动驾驶车辆的性能,还力求实现整个交通系统的最优化运行,适应从辅助 驾驶到高级别自动驾驶的多样化需求,推动向更加安全、高效、智能的出行 未来迈进。

车路协同自动驾驶技术的演进可概括为三个阶段:信息交互协同、协同感 知及协同决策控制。初期阶段,围绕 LTE-V2X 技术展开的直接无线通信成 为基石,使车辆与车辆、车辆与道路基础设施间的直接通讯成为可能,初步 实现了信息提示与安全预警等基本功能。进入第二阶段,随着 C-V2X 通信 与云计算的深度融合,人工智能与边缘计算在路侧感知中的应用日益凸显, 利用路侧设备的广角监控、长期观测及便捷部署等特性,有效应对了自动驾 驶车辆面临的遮挡、盲区、复杂光照条件及恶劣天气等感知挑战,极大拓展 了自动驾驶汽车(Autonomous Vehicle,AV)的感知边界与提升了感知精度, 为行车安全与效率奠定了坚实基础。最终步入第三阶段,在成熟的车路协同 感知体系之上,结合无处不在的网络连接,路侧与云端的综合优势被充分利 用于协同决策与控制领域,确保自动驾驶操作的无缝衔接与高度安全性,从 而推进自动驾驶技术向更全面、更深入的应用场景迈进。目前国内外 VICAD 在初期阶段已经开展了大规模测试验证与示范应用,第二阶段车路协同感 知也已完成了理论研究、技术验证和标准制定,正在加速走向规模化建设部 署与应用。

3. 产业链紧密合作,协同发展

车路协同领域发展至今已经构建起一个全面成熟的产业链架构。通过多技 术交叉与融合,采用无线通信、传感探测等技术手段,实现对人、车、路信 息的全面感知,发挥协同配合作用,以实现交通安全、高效、环保。车路。 车路协同产业涵盖多个方面,包括车辆提供、终端服务、平台运营、高精地 图与定位、通信服务、云计算服务等,核心领域具体可分为车、路、云、网、图五大关键环节。

车路协同涉及的玩家类型丰富。车路协同涉及车、路、云、网、图五大方面 建设及后期的运营服务,各类产品商、互联网科技公司、汽车供应商、图商 及定位系统提供商、通信方案供应商、云计算服务商纷纷参与,住建、公安、 交通、工信等多部门协同,统筹推进车路协同建设。由于车路协同产业涉及 产业链条长,角色丰富,跨界融合特征突出,已形成千亿级的国内市场规模, 催生出一批车联网优秀企业,甚至吸引华为、中兴、百度、中国移动等企业 跨界布局。

车路协同系统产业生态构成多元而复杂。整个产业涵盖了从政策指导的政 府机关、行业监管实体,至供应链上游的通信芯片与模组制造商,中游的终 端硬件供应商(涵盖车端装置、路侧基础设施及整车生产商),再到下游的 服务运营商,涉及云平台运维、边缘计算服务与安全验证等多个层面。这一 生态体系全方位支持车路协同技术的持续演进、大规模测试验证及其商业 化实践的稳健推广,为跨领域能力整合、行业间商业模式创新与跨部门标准 统一提供了强有力的推动力。面对新一代车路协同系统需应对的跨领域、跨 界别、跨机构的庞大数据集成与服务需求,确立严格的技术标准及构筑坚固 的安全防护体系成为核心议题。

参考报告

车路协同专题研究:车路协同产业即将进入爆发期.pdf

车路协同专题研究:车路协同产业即将进入爆发期。车路协同是新质生产力在交通领域的重要表现形式,也是能够快速落地的方向,单车智能化率的提升以及政策的支持为车路协同的全面推广奠定坚实的基础。我们认为,目前车路协同已经结束小规模试点,即将进入从1到N的爆发式增长阶段。北京的百亿大订单只是催化,未来无论是城际还是市内的车路协同订单或将进入密集爆发期,看好布局车路协同的相关公司。车路协同串联人车路云。车路协同是指车辆与道路基础设施之间通过无线通信技术进行信息交换和共享,实现协同工作的一种智能交通系统。其目的是优化系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵,构建更加安全、高效、环保的交通出行。主要包括四大关键...

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