车与路的变革时代

2022-09-09 23:31
电脑报 2022年34期
关键词:车路协同自动

当前,汽车产业正在经历100多年来最深刻的一场变革,其影响的范围之广、程度之深,可以称之为汽车革命。而这场最深刻的汽车革命并非孤立进行,与之并行的是能源革命與信息革命——支撑汽车革命的是新能源和信息技术的快速进步,倒逼汽车革命的是拯救地球、减少碳排放和保护环境的紧迫性。

进入2022年,在汽车电动化已成为全球共识后,智能化接力成为行业下一个圣杯。

电脑报近年一直在关注汽车行业电动化趋势,包括锂电池新旧材料和动力电池一二线企业,以及传统车企、新旧造车势力和充换电领域。但不可否认,在电动化已经蔚然成风的背景下,以智能驾驶和智能座舱为两大发展主线的智能化赛道已经吸引了各路玩家,成为汽车行业最热的风口。

另一方面,在汽车电动化的过程中,汽车产业链上下游的参与单位变得更加多元化,相互之间的关系也由以主机厂为核心的金字塔型向复杂的网状型产业关系延伸,更多软硬件企业得以凭借优势参与其中,争夺蛋糕。

作为西部第一个、全国第四个国家级车联网先导区和智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展第二批试点城市之一,重庆正在加速智能网联产业聚集,其中成果更是汇聚于本届智博会。

当处于拥挤的停车场地,车主提前录入声纹并确认周边环境安全后,只需站在车外说一句“把车开出来”,车辆即可自动向前驶出一米;当购物归来,只需一句“打开背门”,后备箱即可自动开启……这个AI黑科技正是科大讯飞与长安欧尚联合推出的车外语音交互系统。

复杂环境下的噪声以及远距离识别问题,让实现稳定高效的车外语音交互成为难题,科大讯飞汽车业务市场负责人赵瑞介绍,在科大讯飞神经网络降噪算法和“冷启动”系统两项独创技术的支持下,这款车外语音交互系统已经可以真正做到360度语音降噪和无死角的识别覆盖,不仅能实现车外语音唤醒和识别,还能实现车内外语音的联动功能。

行业的共识是,当我们的视觉通道被占用时,听觉通道更适合接收紧急和重要的通知,尤其是当我们开车时,双手需握着方向盘,眼睛需要时刻看着前方道路,保持高度的专注以确保驾驶安全,但有时我们想播放音乐或者开启导航,这时候视觉通道处于运行中,很难分心去做别的事,那么自然而然听觉是最优选。也正是基于此,语音交互开始引入到汽车中。

主攻语音、语言领域人工智能技术的科大讯飞,其实在汽车业务方面布局已久。从2011年量产第一代智能语音车载产品为始,科大讯飞就一直以一级供应商的身份,与汽车行业深度交融,面向汽车厂商推出飞鱼智能助理、飞鱼OS等产品及解决方案。据其2021年年报显示,累计交付车型1200余款,汽车前装累计搭载量逾3900万套。

除了车外语音交互系统,此次智博会科大讯飞还展出了其智能汽车飞鱼系列的最新产品——飞鱼车载智能音频管理系统。

“飞鱼车载智能音频管理系统是我们智能汽车板块的拳头产品。”赵瑞介绍,这一系统从硬件到软件、声学和算法都是由内部多个技术团队参与设计,采用了科大讯飞核心的AI智能化技术作为底层运行逻辑,打通硬件系统,构建了软硬一体的汽车智能音频管理系统。

科大讯飞入局智能座舱

作为主机厂的一级供应商,飞鱼系统还需要满足车企的不同需求。这是一个复杂的过程,“因为音响的安装会关涉到汽车的架构、车身等设计,需要平衡两者设计布置间的冲突,然后再进行合理优化的方案架构。”赵瑞解释道。

系统方案架构会根据车型和其主要服务的对象,来设计音响分布和重要点位。例如轿跑车型会更关注前排座位的听觉体验,所以会在前排配置更优的方案和喇叭数量。而商务车则会更注重后排音响系统的配置。还有汽车本身的能源类型、电池系统等条件,也是方案架构师在做定制化方案时需要参考的指标。当前,飞鱼车载智能音频管理系统已在智己L7、广汽传祺M8等车型上搭载。

问界M7搭载鸿蒙OS智能座舱技术

“小艺小艺,请开启车窗”,对应的车窗“秒开”……搭载着鸿蒙系统的汽车,不仅可以准确识别出不同位置乘客发出的指令并完美执行,还能做到一次唤醒,连续60秒无压力对话。2022智博会上,赛力斯汽车携行业领先的核心三电产品,以及两款高端智慧电动汽车问界M5和问界M7集体亮相。

Harmony OS车载桌面上,卡片式Smart Dock能自由收纳服务信息,一点即可触达高频功能,让人可以更加专注驾驶;屏幕上可见即可说,还支持连续对话,随时插话也能对答如流;汽车电量告急时,会推送附近充电站的信息,下班回家提醒取快递。

相较于主要竞品理想One,问界M7的核心看点是手机-车机的闭环鸿蒙生态。据赛力斯现场工作人员介绍,问界M7搭载鸿蒙OS智能座舱技术,所有华为手机应用均可以在车机屏幕上操作,控制汽车硬件并远程遥控智能家居,实现了“智能手机-智能汽车-智能家居”的鸿蒙生态闭环,对华为深度用户具有强大的吸引力。

在业内人士看来,作为国内造车势力的第二梯队,问界品牌强势表现得益于华为加持。8月1日,问界宣布7月销量为7228辆,该品牌首款车型M5自3月交付以来累计销量为26348辆。7月4日,新车型M7上市,计划8月交付。

要知道仅仅一年前,华为手机渠道才开始卖车,销售的是赛力斯旧车型SF5,实际销量没有太大起色;直到华为凭借智能化优势全面深度介入,在2021年12月推出新品牌和新车型,售车渠道才开始趋于成熟。

也正是因此,问界品牌将华为鸿蒙系统作为主要卖点。现场展区华为工作人员私下评价,市场上有多款车型使用华为鸿蒙系统,但华为包办了问界的用户交互和体验界面设计,因此消费者体验存在差异。

“智能汽车可以理解为四个轮子的手机,智能座舱或者车机系统组成汽车与用户交互界面,类似智能手机屏幕和操作系统,背后需要强大软硬件能力和生态支持,汽车企业并不擅长。”该工作人员认为智能汽车既有可能复制智能手机价值链,又有可能发展出完全不同的生态,“汽车比手机大得多,上下游链条也更长。”

不过问界品牌还没有搭载华为自动驾驶辅助系统,而自动驾驶和软件能力正在成为汽车行业“新宝藏”。

特斯拉已经完成了自动驾驶系统收费的市场前期教育,而高达数万元的自动驾驶系统还只是未来汽车生态的冰山一角——当车主精力不必完全集中在驾驶上,汽车会变成一个新的智能空间。

伴随着车联网速率的提升,汽车拥有了更多智能化的功能和表现,同时也带来了诸多生态性的问题,其中接轨互联网所带来的安全问题就是未来汽车发展需要面对的一大焦点。

欧盟网络安全机构(ENISA)在今年发布报告称,目前自动驾驶车辆非常容易受到各种攻击,包括传感器攻击、误导目标检测系统、数据中心后端恶意攻击,以及在训练数据或物理世界中呈现的对抗性机器学习攻击,从而危害乘客、行人和其他车辆。

若是PC遭受网络攻击,用户所面临的可能也只是财产相关的损失;而若是智能汽车受到攻击,那么所造成的后果就有可能是生命安全、公共安全上的破坏。因此,智能汽车领域所面临的安全问题远比传统互联网领域要严峻许多。

比如,当车辆遭遇恶意攻击,方向盘、油门刹车失控的紧急情况下,应该如何应急处理?这是不少智能汽车车主都关心的问题。

奇安信車联网安全防护

在本届智博会上,奇安信集团带来的车联网仿真平台及防护系统,充分还原测试场景、现实运行场景和攻击防护场景。

在展会上,奇安信集团展示的搭载了车联网安全防护系统的车联网仿真平台,实现了从路况、车辆、故障、攻击到防护的全流程模拟还原,弥补了在车联网安全测试场景下没有专业仿真产品的技术空白。

在大会的现场模拟展示中,车辆在被攻击后失去控制,方向盘、油门刹车均已失控,方向盘明明向左转弯但车却向右转。

“当车辆遭遇攻击,方向盘、油门刹车失控的紧急情况下,车联网仿真平台可及时收到告警信息,各级安全人员发现异常,进行应急处理。”奇安信现场车联网安全专家解释,该平台实现了“隔空”对智能网联汽车的操控,包括开车门、前进、停车等。

同时,该攻击行为会被记录到车联网安全防护系统中,该设备会被标记为被阻断设备,其后续的其他攻击行为都会被阻断。

目前,重庆奇安信与工业互联网标识解析国家顶级节点(重庆)运营中心达成了战略合作,与中国信通院联合发布了市场唯一一款工业互联网标识解析安全网关产品,与北京理工大学重庆创新中心及重庆移动联合成立了5G+车联网安全联合实验室,与广域铭岛达成战略合作并成立了联合实验室,还与京东方达成了深度业务合作。

在自动驾驶领域,与仅仅实现单车智能不同,我国政府与企业更偏好的技术路线是要通过车与车、车与道路等基础设施联网实现自动驾驶,即车路协同。

车路协同,指通过在路侧部署感知模块增强无人车的能力,让车辆在有限度提高感知和决策能力的同时全面精准掌握道路状况,以解决自动驾驶中的长尾场景,这也是自动驾驶行业的共识。

曾有车载雷达初创公司人士举例称,当遭遇前方大货车挡住路口红绿灯时,路灯也能把信号传给车端帮助决策。车路协同就是为了保证车端能接收到稳定的数据流,使得一些场景下车辆的远程操控成为可能。

不同于一些专注单车智能自动驾驶企业的发展路径,车路协同更加侧重路端、云端与车辆的交互,是包括车端感应、路端感应、通信技术与云控技术的整体解决方案。

因此,车路协同可以被定义为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,以实现安全、高效、环保的智慧交通发展路径。

如果说智能交通解决了路的问题,自动驾驶解决了人的问题,那么车路协同则是解决了车企的研发成本过高的问题。

要知道单车智能整套系统十分昂贵,一个激光雷达早期价格动辄上万美元,但也仅仅是扫描周边环境,并不能了解100米外的情况。于是就有了车路协同系统成为另一个选择,通过通信基站,在一些道路布置专网通信,车与人、车与车、车与路通信。

车路协同下的自动驾驶将车辆内部昂贵的感知系统放到了道路两侧,让车辆可以更加充分地接收环境信息,的确使自动驾驶实现的难度降低。

在本届智博会上,希迪智驾研发的主动式公交优先系统和封闭道路远程驾驶应用,正是车路协同的公开应用场景之一。

在重庆两江协同创新区,一辆可以自动进站出站,自动识别红绿灯,甚至能完成变道超车、避让车辆行人等“高难度动作”的公交车正在路上奔行。

这辆公交车可谓“全副武装”。在车顶部分,安装了定位装置GPS组合惯导系统,用于实时高精度定位;车头上方配备由若干摄像头、激光雷达、毫米波雷达组成的感知矩阵,这就相当于人的眼睛,可以即时“看到”车辆前方道路信息,包括前方行人、机动车、交通标识、红绿灯等。

“相比激光雷达,毫米波雷达的精度抗噪能力强,在恶劣环境如雨雪、雾、烟、灰尘条件下,都有比较好的探测能力,具有全天候全天时的特点,为车辆保驾护航。”希迪智驾重庆子公司新驱动团队项目总监岳红举介绍。

而这辆公交之所以能自动驾驶,离不开车路协同的配合,“它不仅仅是一种技术的应用,更是对城市交通的高级解决方案”。

希迪智驾内场演示中心

通过智能化的改造,在公交线路的沿途站台和交叉路口等配置智能红绿灯、加载路侧智能网联设备,在公交车内加载车载智能设备,就可以让车与路具备通信的能力,实现主动式公交优先功能,以此来提升公交的通行效率与准点率。

岳红举表示,这套正在打造完善的主动式公交优先系统,可让公交准点率提升50%、通行率提升10%。同时,两江新区车联网云控平台,已陆续连接智能网联公交车、微循环小巴、出租车、配送车、环卫车、安防巡逻车等各类型车辆,初步构造起云边协同的感知决策架构。

车和车、车和人、车和路之间的数据流量,远远大于人和人通信的流量。想要实现安全的自动驾驶,车载无线通信模组必须要保障车与车、车与路间实时传输的信息管道,通过低延时、高可靠、快速接入的网络环境,保障车端与路侧端的信息实时交互。

本次智博会,专注于C-V2X车联网技术创新的高新技术企业——大唐高鸿智联,充分展示了我国拥有核心知识产权的C-V2X技术,是如何助力人民群众智慧出行的美好愿望,一步步从理想照进现实。

内场展示中,大唐高鸿智联首次模拟重庆G5021石渝高速涪丰段真实地貌,展示了车路协同高速仿真场景。

重庆有8万多平方公里的面积, 多山、多桥、多立交、多隧道, 近4000公里的高速公路、16万公里的各级公路, 使得重庆路网系统复杂程度在全球范围内独一无二。

“重庆曾经是导航的梦魇, 如今却是智能网联汽车最佳示范区。”大唐高鸿志联现场工作人员姚景斌说道。涪丰路段便是重庆独特地形地貌的典型代表。其桥隧比高达47%,隧道紧邻出入口、急弯叠加陡坡,加上高温、多雨、高湿等气候因素,使得各类交通风险更为集中。

通过模拟实际路况,直观展现在高速行驶,遇到如隧道停车碰撞、前车紧急制动、匝道口违规倒车等高速痛点问题时,C-V2X技术如何通过精细化的多源融合感知系统、低时延高可靠的通信技术以及云边端协同,从而实现辅助驾驶,提升主动安全防护能力。

在车联网领域,一直存在两大流派:一为C-V2X标准,即基于5G或者4G LTE的车路协同标准,中国主推;一为DSRC标准,即专用短程通信技术,从美国主导的WiFi 802.11p标准演变过来,欧美主推。

C-V2X尤其是5G V2X标准优点在于速度快、低时延、双向传输,但其投资大、回收周期长,还有广覆盖的问题;DSRC标准速率不及5G V2X,可靠性和稳定性也相对较弱,但DSRC标准有其应用,比如高速公路上的ETC大部分都用DSRC标准。随着美国联邦通讯委员会将5.9GHz频段划拨给WiFi和C-V2X使用,业界普遍认为5G V2X目前已经成为全球主流。

中国电信科创部5G专家王刚表示,对于车路协同来说,C-V2X更代表未来。作为后起之秀, C-V2X起步相对较晩,但其基于蜂窝通信技术,可移动性、可靠性强,最为重要的一點是C-V2X具有前向兼容性的5G演进路线,未来可支持自动驾驶。尤其是在引入5G蜂窝网络之后,C-V2X和DSRC之间的技术差距也将会进一步拉大。

因此,目前多家通讯运营商都在积极参与车路协同,根据自身长处,针对通信芯片、通信模组、通信基站等领域展开了布局。

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