5G环境下的无人驾驶 V2X车联网技术助力手动驾驶和自动驾驶两者兼容
5G+V2X车联网自动驾驶
人工智能及识别技术本栏目责任编辑：唐一东5G+V2X 车联网自动驾驶白云龙，杨开欣，陈晓韦，董海博，郭谨玮（天津卡达克数据有限公司，天津300393）摘要：汽车物联网技术的发展是实现自动驾驶的基础，5G+V2X 技术将为车辆创造一个无形的安全网，加强和深化对未来交通管理的影响，5G 高速可靠的数据传输,增强了车辆对各种场景的应变和处理能力，加快了与路侧终端和交通管理站的通信速度，使未来的汽车驾驶能够不只依赖于车身固定的传感器。
关键词：5G ；V2X ；车联网；自动驾驶中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2019)08-0129-01开放科学（资源服务）标识码（OSID ）:以车为载体的车联网信息化服务，可实现行人，车辆与路侧装置的信息一体化的道路交通管理体系，可实现车辆交通路况监测、运营管理、调度管理、自动驾驶以及无人驾驶技术。
车联网充分展现了无线通信技术与传感器技术的融合的智能算法决策，提升了车辆辅助驾驶和自动驾驶的功能。
车联网的发展趋势将人对车辆的控制降辅助角色，增添了多样的自动驾驶方式、娱乐体验和信息咨询，自动驾驶是顺应时代发展趋势的产物。
15G 通讯随着5G 技术的快速发展，它已成为通讯技术璀璨的一颗明星，拥有较高的可靠性、低延迟、大带宽的数据通讯能力。
支持大连接，可同时接入超大量数据连接形成自组织网络结构，从而使万物互联成为可能，支持车辆间交互满足毫秒级要求。
5G 时代，一个崭新的汽车物联网时代呼之欲出，促进了汽车物联网的蓬勃发展，汽车的共享化、数据化、智能化、电动化。
为自动驾驶，无人驾驶、V2X 、AR 、VR 等技术提供支持，使未来生活的方方面面更加美好和便捷,5G 是不可阻挡的发展趋势。
2V2X 车路协同车路协同系统(Cooperative Vehicle Infrastructure System ，简称CVIS)是以道路车辆自身传感器的智能感知与道路交通路侧装置的信息交互数据智能为理念，其基本思想是运用多学科交叉融合的方法与无线网络先进技术。
V2X技术在智慧交通中的应用拓展
V2X技术在智慧交通中的应用拓展随着5G技术的普及和物联网的崛起，智慧交通成为了未来交通发展的趋势。
V2X技术作为智慧交通的重要组成部分，正在逐步被广泛应用于车联网、智慧公路、城市智能交通等领域。
本文将就V2X技术在智慧交通中的应用拓展进行探讨。
一、V2X技术的概念与发展V2X技术全称为车辆到一切通信技术（Vehicle-to-Everything），是指车辆与周边的一切通信的技术体系。
它是传统车联网技术的升级版，能够实现车辆之间的信息共享及与路边基础设施的互联互通。
V2X技术的发展经历了三个阶段。
第一阶段是车辆对车辆通信（V2V），主要应用于车联网，实现车辆之间的信息共享，提升行驶安全。
第二阶段是车辆对基础设施通信（V2I），主要应用于智慧公路领域，实现车辆与路边基础设施的互联互通，提升道路流量和安全。
第三阶段是车辆与所有物联系通信（V2X），主要应用于城市智能交通领域，实现车辆与城市所有物体的互联互通，提升城市交通安全和效率。
二、V2X技术在智能交通中的应用1. 智能交通信号控制V2X技术可以与路边设备连接，实现智能信号控制，优化交通灯改变周期，并且提供实时路况信息，解决交通拥堵的问题。
同时，通过V2X技术，车辆能够更加精准地折线，在减少等待时间的同时，减少了汽车尾气排放量。
2. 主动安全控制系统V2X技术可以使车辆之间进行信息共享，主动安全控制系统可以通过交互的方式实现车辆的协作，包括自动紧急制动、避让转向、目标检测等。
当车辆在行驶过程中遇到危险情况时，主动安全控制系统能够及时响应，提高交通安全性。
3. 非机动车保护在现代城市中，非机动车辆成为了交通事故的主要肇事者，V2X技术能够通过给非机动车辆、行人和机动车辆安装设备，并将它们互相连接，实现交通管制和安全控制。
V2X技术可以实时监测非机动车辆及行人的行踪和位置，避免潜在的危险，提高行车安全。
4. 自主自动驾驶V2X技术为未来自主自动驾驶提供了很好的基础。
5G车联网C-V2X概述
5G车联⽹C-V2X概述C-V2X到底是什么？l 按照中国汽车⼯业协会对搭载V2X功能汽车的定义来看，它是搭载先进的车载传感器、控制器、执⾏器等装置，并融合现代通信与⽹络技术，实现车与X（⼈、车、路、后台等）智能信息的交换共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执⾏等功能，可实现安全、舒适、节能、⾼效⾏驶，并最终可替代⼈来操作的新⼀代汽车。
l 与⾃动驾驶技术中常⽤的摄像头或激光雷达相⽐，V2X拥有更⼴的使⽤范围，它具有突破视觉死⾓和跨越遮挡物的信息获取能⼒，同时可以和其他车辆及设施共享实时驾驶状态信息，还可以通过研判算法产⽣预测信息。
另外，V2X是唯⼀不受天⽓状况影响的车⽤传感技术，⽆论⾬、雾或强光照射都不会影响其正常⼯作。
l 此外，在传统智能汽车信息交换共享和环境感知的功能之外，V2X还强调了“智能决策”、“协同控制和执⾏”功能，以强⼤的后台数据分析、决策、调度服务系统为基础。
⽽且要实现⾃动驾驶，车辆必须具备有感知系统，像⼈⼀样能够观察周围的环境，所以除了传感器，V2X技术也属于⾃动驾驶的⼀个感知⼿段。
C-V2X，应⽤场景V2X的主要应⽤场景包括四⼤类：l 信息服务。
其中信息服务实际上是⽬前应⽤最⼴泛也是⽐较成熟的⼀类。
l 交通安全。
l 交通效率。
l ⾃动驾驶或者⽆⼈驾驶。
V2X中的X代表不同的通信⽬标，⾄少包括：l V2V（车间通讯， Vehicle to Vehicle ）。
l V2I（车辆与路侧设施、基础建设之间通讯，Vehicle-to-Infrastructure ）。
l V2N（车对⽹络， Vehicle-to-Network ）。
l V2P（车对⾏⼈， Vehicle-to-Pedestrian ）。
l 对于电动车还有，V2L(电动车作为移动电源，Vehicle to Load)、V2H/B(电动车与住宅/商业楼电能互动，Vehicle to Home/Buildings)车⽤⽆线通信技术C-V2X是指基于3G/4G/5G等蜂窝⽹通信技术演进形成的车⽤⽆线通信技术。
5G通信技术下的汽车无人驾驶技术之研究
5G通信技术下的汽车无人驾驶技术之研究首先，无人驾驶技术的需求对5G通信技术提出了更高的要求。
无人驾驶车辆需要实时获取和处理大量的传感器数据，如摄像头、激光雷达、雷达等等。
这些数据需要通过信号传输给车辆的中央处理器，然后进行实时分析和决策。
5G通信技术能够提供更快的传输速度和更低的延迟，使得无人驾驶车辆能够更快速地接收和处理传感器数据，从而提高系统的实时性和安全性。
其次，5G通信技术的特点与无人驾驶技术的要求相契合。
相比于4G 网络，5G网络提供了更大的带宽和更低的延迟，能够更好地满足无人驾驶技术对数据传输的需求。
另外，5G网络还具有更高的连接密度和更好的可靠性，能够支持大规模的无人驾驶车辆同时连接和通信，从而为实时更新和协同决策提供强有力的支持。
最后，5G通信技术与无人驾驶技术的结合将对未来的交通系统产生深远影响。
借助5G通信技术，无人驾驶车辆能够实现车辆之间的实时协作和信息交流，从而提高交通效率和安全性。
例如，无人驾驶车辆可以通过5G网络实时分享自身的位置、速度等信息，以避免碰撞和交通堵塞。
此外，5G通信技术还能够支持无人驾驶车辆与道路设施的互联互通，实现智能交通系统的全面应用。
总之，5G通信技术对于汽车无人驾驶技术的研究具有重要的意义。
它为无人驾驶技术的实时性、安全性和可靠性提供了关键的支持，同时也为未来交通系统的智能化发展提供了新的机遇。
然而，还需要进一步的研究和探索，解决5G通信技术在无人驾驶技术中的具体应用问题，促进两者的深度融合，助力无人驾驶技术的发展。
C-V2X车路协同的价值：从智能网联到自动驾驶
C-V2X车路协同的价值：从智能网联到自动驾驶 ()近期智能交通领域比较有影响力的事件应该是《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》的出台并将于今年8月1日正式实施，该条例中对智能网联汽车的定义是，指可以由自动驾驶系统替代人的操作在道路上安全行驶的汽车，包括有条件自动驾驶、高度自动驾驶和完全自动驾驶三种类型。
为什么不直接称为自动驾驶汽车管理条例，笔者猜测其进一步的意思应该是指基于蜂窝车联网（C-V2X）车路协同自动驾驶汽车管理条例，但毕竟这种说法既过于学术化，又读起来拗口，直接用智能网联汽车显得通俗易懂，确实条例在第五章专章对车路协同基础设施的建设进行了规定。
如果硬说有不足的话，那么就是条例中对自动驾驶至关重要的时空底座只字未提，只说了通信设施、感知设施、计算设施，没有提及高精度时空底座设施。
所以笔者在后面提到的智能网联和自动驾驶都是默认在高精度时空底座支持下的，即动态厘米级的定位。
01 车联网是智能网联的基础在数字化背景下，我们说交通运输的趋势是数字化、网联化和智能化，汽车发展的趋势是电动化、网联化、智能化，在移动化的网联汽车应用的场景下，我们很容易直观地想象得到沿着交通线网布设的光纤网络和基站移动接入网络固移结合的一张通信网络，但实际上应该比这个复杂的多，这张网称之为车联网。
从广义上说，车联网包括车内网、车际网和车云网。
狭义上说车联网专指车际网，即我们熟知的C-V2X 和IEEE 802.11p。
车内网是指汽车内部的通信网络，包括控制局域网（CAN）和车载以太网（Automotive Ethernet）；车际网是实现车路、车车通信的通信网络和技术，在无线通信上对通信延时和可靠性有严苛的要求，即高带宽、低延时和高可靠的网络要求；车云网就是车载移动互联网，通过4G/5G移动网络连接到互联网，获取娱乐信息服务和远程信息服务以及OTA（Over-the-Air Technology）汽车软件下载升级等服务。
5G 推动车联网与自动驾驶腾飞
5G推动车联网与自动驾驶腾飞5G 是车联网和自动驾驶的完美搭配。
5G 网络具有高传输速率、低时延、高可靠性等特点，是车联网和自动驾驶的完美搭配。
车联网领域，高传输速率使得车内AR/VR、超高清流媒体等业务有望得到应用；智能驾驶领域，低时延高可靠的连接是智能汽车实现L4/5 自动驾驶的关键。
5G 的持续推进，有望推动车联网与自动驾驶腾飞。
车联网C-V2X 有望后来居上，2025 年市场规模近万亿。
车联网主要有DSRC 和C-V2X 两种技术，DSRC 发展较早，但C-V2X 有望凭借更多应用场景、更低延迟时间、更远通信距离等优势后来居上，成为未来主流技术标准。
车联网领域，中国联通预计2020 年国内市场规模将突破2000亿元，2025 年将突破9000 亿元，终端设备OBU、RSU 市场空间分别高达280 亿、1430 亿元。
辅助驾驶加速渗透，2030 年自动驾驶规模超万亿。
智能驾驶领域，IHS预计2020 年L1/2 渗透率有望达到40%，2025 年L3、L4/5 渗透率分别有望达到15%、5%。
短期市场以ADAS 为主，2020 年国内市场空间约878 亿元，长期看5G 推动L4/5 自动驾驶逐步落地，2030 年国内自动驾驶出行服务收入规模有望突破万亿。
5G 商用箭在弦上，产业链蓄势待发。
国内5G 牌照已经发放，C-V2X 进展顺利，第一阶段LTE-V2X 有望于2019-2020 年开始商用部署，为车联网发展奠定良好基础。
产业链通信芯片及模组、终端设备、整车企业、基础设施、运营服务等各环节蓄势待发，未来有望大幅受益于车联网及智能驾驶爆发。
5G 时代来临，推动车联网与智能驾驶发展5G 具有大流量、低时延、高可靠性等优点5G（5th-Generation），即第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，是4G 之后的延伸。
根据IMT-2020（5G）推进组，5G 概念可由“标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。
华为5G C-V2X车联网解决方案
【平台直播】华为5G+C-V2X车联网解决方案缪军海华为C-V2X与车路协同领域总经理Security Level:华为是谁：全球领先的ICT基础设施和智能终端提供商华为致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，构建万物互联的智能世界我们在通信网络、IT 、智能终端和云服务等领域为客户提供有竞争力、安全可信赖的产品、解决方案与服务，与生态伙伴开放合作，持续为客户创造价值，释放个人潜能，丰富家庭生活，激发组织创新。
华为坚持围绕客户需求持续创新，加大基础研究投入，厚积薄发，推动世界进步。
研发员工8万世界500强排名61国家和地区170+品牌排名68员工19万万物互联、万物智能、万物感知重构人们的出行体验车智能网联成为趋势马车汽车智能网联汽车路从无标识走向智能网联没有标识物理标识数字标识我们早已走过了第一阶段，正在第二阶段的结尾，推开第三阶段的大门出行的驱动，交通进入数字化转型爆发期数字化水平高低起步期爆发期引领期医疗交通OTT媒资银行零售农牧业建筑油气电力汽车机械食品饮料矿业与钢铁通信教育车联网是使能汽车交通行业的数字化转型的基础实现车路协同实现道路基础设施数字化化工智慧出行20%80%30%事故降低碳排放减少效率提升工信部2025目标交通领域是数字化程度比较低的领域，即将面临大规模的产业变革，公路交通需要紧跟汽车智能化节奏车侧驱动：新四化引领汽车新时代，智能网联成就未来出行A utonomous基于大数据的AI ，最终实现自动驾驶C onnected车、路、网、人、环境全连接S hared车辆将成为社会化出行服务工具E lectric绿色环保出行网联化电动化自动化共享化智能交通未来出行由单车信息服务逐步向V2X 、ITS 业务演进，将车、路、网及周边环境数据的紧密结合，提高交通资源利用效率，提供更安全、更经济、更便利的出行服务。
聪明的车呼唤智慧的路，共同营造未来智慧大交通自动驾驶技术的发展要求道路进行智能网联数字化转型2015199520252020高无自动驾驶•辅助驾驶•ADAS•部分自动驾驶（人工为主）•自适应巡航、车道保持•特定道路/条件下的自动驾驶、自动停车自动驾驶分级（NHTSA)Level 0Level 1Level 2Level 320052030•全天候、全道路的自动驾驶Level 4NHTSA: National Highway Traffic Safety Administration车路现在物理标识即将数字化网联标识未来智能、感知、网联路道路数字化转型路侧驱动：道路基础设施亟需数字化，构建车-路联网协同桥梁位移路面龟裂护栏损毁边坡塌方速度监控See through(I2V)前方弯道前方施工前方降雨前方限速立交桥位置十字路口自动驾驶车路协同卡车车路协同自动检测智慧的路+聪明的车，是智慧交通和自动驾驶的终极方向智能网联汽车发展路线图C-V2X产业化路径及时间表研究（2019）支持自动驾驶的智慧道路分级（高速公路+全封闭一级道路）网联决策控制网联协同感知辅助信息交互5G+C-V2X车联网包含移动网络和V2X路网，两个管道互补支持车路协同5G网络智能天线RSU摄像头雷达第一层：车载信息娱乐网主要承载：5G网络/4G网络第二层：交通基础设施数字化、智能化主要承载：V2X网络与4G/5G均可第三层：车路协同通信网主要承载：V2X网络V2N: 车到宏网4G/5G V2V: 车到车通信V2I: 车到基础设施（V2X路网）V2V: 车到人通信从车厂和用户视角看车联网对5G 和C-V2X 的需求5G 车联网/5G V2X = 5G eMBB+C-V2X5G 智能座舱交通信息车路交互V2X 协同感知，面向安全和便利的ADAS+V2X 协同控制和增值业务AVP 泊车，ToD ，绿波巡航OTA 系统升级高清地图下载和升级服务C-V2X 智能网联车载AR （导航，自驾分享）远程监控，远程驾驶车载高清视频eMBB+C-V2XBalong5000/5010 T-BoXC-V2X 车联网+ ADAS 驾驶相辅相成，极大提升交通安全+ADAS•长距雷达•中短距雷达•激光雷达•摄像头•超声波雷达C-V2XV2NV2IV2VV2PC-V2X 的优势•恶劣天气•信号灯识别•非视距通信•互联网96%事故预防45%15%36%自动驾驶需要单车智能+车路协同瞬时动态(红绿灯，事件)高度动态(人车实时状态)SL V2X自动驾驶车辆认证和高精地图下发服务是V2X 的重要承载受国家管制的静态高精地图的下发基于感知信息及时捕捉道路状态变化，为基础地图更新提供数据服务基于动态感知信息路侧实时生成T4数据，为安全辅助/自动驾驶提供第三方感知基于车辆签约服务提供差异化图层信息服务基于证书对自动驾驶车辆合法性认证并提供服务Map serverV2X 感知传感器感知高精地图切片半静态更新信息T2~T4基础信息C-V2X 网络的主要作用•下发高精地图：国家管理部门对V2X 运营商授权，下发区域高精地图•道路信息收集：基于V2X 及道路感知及时获取道路环境的变化信息，弥补基础信息更新不足问题；•动态数据生成：基于路侧计算能力提取关键信息，降低对车端处理能力的消耗；•动态信息播报：为道路车辆按需提供分级信息，弥补单车感知不足持续静态(基础地图)瞬时静态(交通标志路标)MBB构建车路协同全方位融合感知，使能自动驾驶三大典型场景智能车辆感知预测决策控制定位& 地图GPS+惯导Camera Radar LiDAR全时路侧感知交管信息实时分片高精地图融合高精定位全工况、无盲区的感知、地图信息实时的交管信息高可靠高精度的定位服务单车智能城市道路高速公路封闭园区C-V2X5G+V2X加速车路协同智能出行典型应用场景自动编队协同自动驾驶远程驾驶利用5G大带宽、低时延，保证现场高清视频实时传送利用5G大带宽、低时延，保证实时传送多传感器获取的大量数据在自动驾驶时代，利用5G大带宽、低时延，保证实时传送不同车辆多传感器获取的大量数据中国产业政策积极推动5G 和C-V2X ，凸显国家意志工信部交通部•未来5年交通数字化投资约1千亿•13个省市区（河北雄安新区、辽宁省、江苏省、浙江省、深圳市等）开展第一批建设试点工作，打造一批先行先试典型样板，并在全国范围内有序推广。
蜂窝车联网(C-V2X)技术与产业发展态势
蜂窝车联网（C-V2X）技术与产业发展态势01 概述随着汽车保有量的增加，道路安全、城市拥堵等问题日益严重，政府管理部门、交通行业、汽车行业一直在探索解决之道。
车联网技术融合了信息通信技术、人工智能技术、车辆控制技术，是多学科交叉的产物。
美、欧、亚等国家和地区高度重视车联网产业发展，均将车联网产业作为战略制高点，通过制定国家政策或通过立法推动产业发展。
车联网（V2X）是实现车辆与周围的车、人、交通基础设施和网络等全方位连接和通信的新一代信息通信技术。
涵盖了车与车之间（V2V）、车与路之间（V2I）、车与人之间（V2P）、车与网络之间（V2N）等的通信，具有低延时、高可靠的特点。
通过V2X将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起，一方面能够获取更为丰富的感知信息，促进自动驾驶技术发展；另一方面通过构建智慧交通系统，提升交通效率、提高驾驶安全、降低事故发生率、改善交通、减少污染等。
目前我国已将车联网产业上升到国家战略高度，产业政策持续利好。
车联网技术标准体系已经从国家标准层面完成顶层设计。
我国车联网产业化进程逐步加快，围绕LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、测试认证、高精度定位及地图服务等较为完整的产业链生态。
为推动C-V2X产业尽快落地，包括工业和信息化部、交通运输部、公安部等积极与地方政府合作，在全国各地先后支持建设16个智能网联汽车测试示范区。
C-V2X应用可分为近期和中远期两大阶段。
近期通过车车协同、车路协同实现辅助驾驶，提高驾驶安全，提升交通效率；以及特定场景的中低速无人驾驶，提高生产效率，降低成本。
中长期将结合人工智能、大数据等新技术，融合雷达、视频感知等技术，通过车联网实现从单车智能到网联智能，最终实现完全自动驾驶。
02 全球车联网发展态势美国政府高度重视智能交通和智能网联汽车产业发展，目前已明确将汽车智能化、网联化作为两大核心战略。
美国目前有将近50个DSRC车联网示范项目，各个示范项目的道路长度从几英里到几百英里不等，主要选取典型的V2V、V2I、V2P用例进行示范应用。
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5G 环境下的无人驾驶V2X 车联网技术助力手动驾
驶和自动驾驶两者兼容
自动驾驶是目前汽车产业乃至整个科技行业中话题最多的技术之一，不出意外，自动驾驶技术将会在不久的将来出现在我们的生活中，但美好的前景下也依然有着现实的困难。
V2X 车联网技术通过整合全球定位系统（GPS）
导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。
V2X 技术和无人驾驶
V2X（vehicle to everything），即车对外界的信息交换。
是未来智能交通运
输系统的关键技术。
它使得车与车、车与基站、基站与基站之间能够通信。
从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，从而提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。
V2X 最早的应用是在2006 年，由通用汽车在一辆凯迪拉克上做了展示。
从那之后，其他的汽车制造商和汽车配套产品供应商都纷纷开始研究这项技术。