浅谈5G远程驾驶技术的场景应用

齐利敏 徐静

5G网络的低时延、大带宽是实现远程高精度控制和高可靠性驾驶的重要保障，远程驾驶可以应用在一些特殊场景，还可以实现远程精准作业

目前，我国5G网络技术正在稳定地、快速地向前发展。2019年6月，网络运营商中国电信、中国联通和中国移动分别取得了工信部发放的5G商用牌照。到2020年，通过5G+边缘计算，自动驾驶面临实现的可能性大大增加。未来几年，伴随人工智能、大数据、云计算等技术的综合应用，汽车智能程度得到提升，5G网络逐步普及车路协同设备技术进一步成熟，远程驾驶、自动驾驶等也将逐步走向成熟。未来，汽车的发展方向必然向着无人驾驶，或者辅助驾驶系统的方向发展。

5G远程驾驶技术的目标及意义

基于5G通信技术的远程驾驶技术是通过模拟驾驶舱对数十甚至上百公里外的自动驾驶汽车进行远程操控。坐在驾驶舱的真实驾驶员，在操作方向盘、刹车、油门时，数据信号便会被实时传递到被操控车上，并完成直行、转弯、掉头以及定点靠边停车等操作。目前，市场上的一些5G远程驾驶网关已经能够为汽车驾驶提供网络、采集环境画面、控车等方面的功能体验，进一步实现远程驾驶的各项技术需求。

所以，5G远程驾驶也是自动驾驶实现商业化运营的模式之一，可在矿山或者港口等艰苦场景、抢险救灾等危险场景、共享出行车辆调度管理等应用场景中发挥巨大作用。

5G远程驾驶中的部分关键技术

市场上常见的5G远程驾驶网关主要业务较多，主要包括提供网络、采集环境画面、控车等。为完成这些业务，需要提供的技术点主要有软件的初始化程序、5G模块、网络共享、摄像头初始化、视频采集编码、叠加轨迹线、流媒体传输、控车及台架交互等。

首先，远程驾驶依赖5G网络，当5G模块被识别后，会自动进行拨号联网，5G模块正常联网后就可以启动网络共享程序。当然，流媒体要想传输成功，必须依靠网络进行图像数据的传输，所以在开机时就可以执行摄像头初始化、视频采集编码;当网络通路建立后，可以直接进行流媒体数据的传输。其次，由于控制指令是通过远程台架下发的，控车程序也需要在网络通路建立后启动。

多路视频图像采集。多路摄像头可以同时采集视频图像，并进行H.265编码输出。其中，VI模块的存在是为了获取原始图像，并对原始图像的加工后，输出多路不同分辨率的图像。VPSS模块是在接收到上个VI模块发送的图像数据后，进行一系列的处理，例如加强、锐化等，处理后输出多路不同分辨率的图像用于拍照、查看预览等。VENC模块在接收到VI模块和VPSS模块处理后的图像数据之后，按不同的协议进行编码，并输出相应编码后的码流数据。

流媒体传输服务。车载端需实现RTSP（实时流传输协议）和H.265 RTP（实时传输协议）并作为服务器来接受台架端的连接然后进行流媒体传输。另一种拉流方式是台架端私有协议，车载端也是作为服务器来接受台架端连接，通过TCP协议直接传输H.265裸流到台架端。以帧为单位来解码H.265媒体数据，每一帧又包含多个包，流媒体数据在网络上传输时需要解析成NALU（Network Abstract Layer Unit）作为单位来进行传输。因此，一次数据的发送需要对原始数据进行三次解析和封装。其中，Nalu解析是在视频数据流中找到前缀码并根据NALU的语法元素进行FU分包处理，加上第一层nalu header;RTP封装是指将NALU单元封装为RTP包;TCP/UDP封装是指可现实协议的中拉流方式并进行传输。

控车模块。该模块通过接收远程控车指令，将指令转换成可以控制车辆行为的CAN信号发送给汽车，将实时获取车辆信息发送到远程驾驶平台，实现远程驾驶功能。该模块能实现车辆台架之间的交互协议，完成控车协议和物联网网络服务器协议，总体流程图如图2所示。其中，台架交互协议定义了5G模块与台架之间通信的数据格式和传输方式。通过实现台架交互协议，5G模块可以接收台架控车指令，台架也可以实时获取汽车信息。根据协议制定好数据格式和发送方式，通过实现CAN协议，可以将台架发送过来的控车指令转换成正确的CAN控车信号，实现远程控车。MQTT是物联网传输协议，通过发布和订阅的方式，实现台架与5G网关之间的数据传输。

5G远程驾驶技术的应用场景

5G远程驾驶技术的应用场景有很多种，尤其是5G网络普及以后，各种商用的远程驾驶技术将会持续不断出现和发展壮大。目前，市场上常见的应用场景有以下三种。

园区观光车。随着现代人的对精神层面生活质量要求提升，催生出了旅游业的大热，人们已不再满足于游览自然人文景区的体验感，于是各地开始纷纷打造特色游乐园，尤其是在缺乏自然资源的城市，多个旅游资源区协同发展，形成大的主题游乐园，在此之下分为各大园区，如何做到各个园区之间的紧密连接，园区观光车就成为必不可少的工具。另外，随着工业化进程的发展越来越快，现代化的工业园区也越来越大，园区的参观或者园区之间的工作协助都需要用到一些园区的观光车。传统的观光车，一辆车对应一个驾驶员，当车辆分开停放时，驾驶员要么一直守在车上，比较浪费人力，或者停车距离比较远，浪费时间。无人驾驶的园区观光车的出现可以解决园区以上的困扰。在园区使用远程无人驾驶观光车有以下优势：一是无人驾驶可以减少人力物力，节约园区的人力资源;二是远程驾驶可以让园区的车辆随时随地到位，只在中控台操作就可以远距离调度车辆，就近使用车辆，尤其是在恶劣的天气情况下，既省时又省力，降低了时间成本，提高了工作效率;三是可以彰显园区的科技实力，无人驾驶技术属于当前比较前沿的科技技术，一旦应用到园区，能迅速提升整个园区形象，是园区科技硬实力的代表。

港口码头集装箱大卡。改革开放以来，港口的贸易呈现了快速持续的增长。据海关统计数据显示，2017年我国货物贸易进出口总值27.79万亿元人民币，比2016年增长14.2%，扭转了此前连续两年下降的局面。其中，出口15.33万亿元，增长10.8%;进口12.46万亿元，增长18.7%;贸易顺差2.87万亿元。这些数据表明，集装箱运输已经成为国际货物运输的主要方式之一。而今年上半年在商用车制造业最为火热的话题便是自动驾驶，而且很多适用背景都是集装箱运输中的港口运输。在港口码头的集装箱运输中使用无人驾驶技术，可以突破传统的驾驶操控模式，普通大卡，转弯、掉头等都比较不易操控，而且驾驶员视线盲区的存在，还有安全隐患。远程无人驾驶，加入了一些特殊驾驶操作模式，如原地掉头、斜行、大角度转弯、摆头、摆尾等，都可以在远程台架上看着车外环视视角，既减少了安全隐患，又能快速完成准确完成运输业务。

矿区作业车。我们国家幅员辽阔，矿业资源丰富，经过多年的开采和挖掘，我国许多矿山逐步由浅层开采转向深部开采。但是，地下矿山资源的开采有着很多难以解决的难题，比如矿产资源的动态性和不确定性、工作场所的分散性、矿业从业人员的流动性、开采场地的危险性、开采装备的老化等，都会导致矿山开采的效率低下，发生很多危险事故。在这种状态下，采用新技术的智能开采应用就显得非常的重要。尤其是多风、严寒、危险，恶劣的矿区环境，不仅严重摧残着矿区在职司机，也使年轻人望而却步。但随着自动驾驶技术的发展，矿区运输走到了一个拐点——其车辆驾驶主体即将由人类变为机器，这将节省大量人力资源，提高运输效率，减少安全事故。伴随着“无人运输”的到来，司机的双手双脚即被解放，矿区运输将迎来新出路。

总之，随着5G网络的迅速发展，5G远程驾驶将成为无人自动驾驶实现商业化运营的模式之一，不但可在旅游景区，工业园区、矿山、港口等宽阔地带，特殊调度、艰苦场景、抢险救灾等场景加深应用，还可以在诸如共享出行车辆、警用地铁巡逻车、特用拖拉机、严寒地区除冰车、清洁扫地车、物流行业多功能快递车等方面发挥巨大的作用。无人驾驶技术一直是人类的一个美好愿景，如今在5G网络的推动下，这项技术离我们越来越近，无疑这项技术将会是汽车行业的一项划时代革新技术，针对这项技術的发展，我们将拭目以待。

（作者单位：宁波集联软件科技有限公司）