徐海宁

摘   要：本文提出的5G自动驾驶系统基于车载传感设备、路测传感设备，建立“汽车行驶空间”，并为决策系统提供趋势预判，形成终端、通信、计算深度融合的人工智能平台能力（城市大脑）原型。按照应用、平台、数据、网络、感知五个层次构建从前端采集、传输至中心存储、分析、应用、监管的5G自动驾驶产业环境，提供统一化管理、差异化服务的整体综合解决方案，对推广5G自动驾驶产业建设具有一定的指导意义。

关键词：自动驾驶  人工智能  趋势预判

中图分类号：U463                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0129-02

随着5G技术和车联网的发展，传统的自动驾驶技术在5G车联网的助推下，未来的发展前景非常值得期待[1]。对于自动驾驶而言，车辆除了需要具备观察周围环境的感知系统，还需要与一切影响车辆的实体进行信息交互，以减少事故的发生。5G通信技术具有低时延、高速率和高安全性的特点，解决了当前车载互联网面临的诸多问题和挑战，使得自动驾驶方面100%安全的决策成为可能。随着5G通信技术发展和普及，自动驾驶发展迎来了历史性的机遇[2]。这将意味着给自动驾驶、车联网技术带来更多加速和突破，甚至给整个产业打开更多想象的空间[3]。

本方案部署在某市智慧岛，作为5G自动驾驶产业基地试点，从上至下按照应用、平台、数据、网络、感知五个层次构建从前端采集、传输至中心存储、分析、应用、监管的5G自动驾驶产业环境。专用设备、专用网络、专用机房，所有数据均在基地范围内流转、存储，安全、可靠。本方案在智慧岛上拟选路线，长度约2km;在开放道路区域内计划增加并改造基础设施，如：视频采集前端、网联式交通信号控制设备、高精度差分基站、通信网链路等。在智慧岛上建设5G自动驾驶中心，作为指挥调度中心、安全监管中心、技术前沿研究中心，对5G自动驾驶的建设以及快速发展有一定的指导性意义。

1  系统设计

本文提出的5G自动驾驶解决方案在安全、标准、统一运维的体系下，从上至下按照应用、平台、数据、网络、感知五个层次构建从前端采集、传输至中心存储、分析、应用、监管的智能化网联汽车测试场。

感知层：由视频采集前端、差分基站、交通信号控制、网联汽车、终端等系统构成，实现前端数据的直接采集;

网络层：通过光纤链路、5G专网，实现数据与前端感知层之间的上下行传输;

数据层：前端感知层所形成的数据大致根据智慧岛智能网联汽车开放道路测试场后期数据运营情况，可划分为视频大数据、车辆大数据、交通大数据等有价值数据;

平台层：智慧岛智能网联汽车开放道路测试场构建便于计算、高精度定位、五维时空、视频分析应用等平台支撑体系;

应用层：最终实现在自动驾驶、车辆远程诊断、车队管理、交通管理和优化等顶层应用。

2  关键技术

本文提出的5G自动驾驶解决方案运用了边缘计算平台、分级决策系统、五维时空模型、自动驾驶协同机制构建和测试验证应用原型等关键技术。其中自动驾驶边缘计算平台关键技术包括点计算、雾计算和云计算，重点进行了自动驾驶业务连续方案研究、计算量感知及优化方案研究、计费策略及方案研究、本地分流策略研究等。自动驾驶分级决策系统设计关键技术充分利用网络能力及边缘计算能力，建立分级自动驾驶控制和决策流程，定义不同层级的决策功能划分。自动驾驶五维时空模型构建关键技术是基于车载传感设备、路测传感设备，建立“汽车行驶空间”，为决策系统提供趋势预判，形成终端、通信、计算深度融合的人工智能平台能力（城市大脑）原型。自动驾驶构建了由传感器、控车模块、5G网络、边缘计算、切片控制、五维时空等各单元的协同机制，并定义行业接口、规范、技术标准。最后，搭建网联自动驾驶原型验证环境，对分级决策和控制流程、边缘计算平台和感知融合算法的性能进行评估验证。

3  建设方案

（1）智能采集系统的实施方案。

视频采集系统建设遵循《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技術要求》（GB/T 28181）标准，每隔100m建设一处采集点位。按照GB/T 28181相关数据标准与接口要求，构建统一的道路视频资源的实时浏览、回放和集成。

视频监控系统路面设备由杆件、监控设备、网络传输设备、电源、防雷和机柜组成。视频监控图像保存周期约为30d。

（2）智能交通控制信号系统实施方案。

在交通交汇路口，新建并改造交通信号控制系统，使其具备网络协调的功能。

交通信号机采用最先进的交通信号控制系统，并在系统实际运行过程中，紧密结合自动驾驶交通管理实际情况，采用先进的优化控制系统。

系统不但支持线圈、地磁、微波、视频检查等多种交通流检测方式，还易于实现公交信号优先、特勤任务等实用功能。此外，交通信号系统易于与车载终端无缝对接，实现多系统的联动。

（3）高精度定位系统实施方案。

区域内建设高精度差分基站，结合了现有的卫星定位技术、载波相位差分技术（RTK）和惯性测量技术，力求提高定位精度的准确性和连续性，使定位精度上升到厘米级，为自动驾驶提供精确的定位服务。

在区域部署一套高精度定位系统，卫星基准站部署在移动通信基站上（25m高）;惯导及高精度定位车载终端部署在自动驾驶车辆上。

（4）五维时空系统实施方案。

在智慧岛部署五维时空应用平台，针对自动驾驶的视觉感知模块，提出相应的解决方案，计划研发出一套能够让汽车精准感知周围环境并构建驾驶环境的五维时空地图自主演化系统，该平台包含三个层面的信息：我在哪儿（三维坐标）、当前时刻、周围环境。综合考虑感知效果和成本因素，该平台采用摄像头、超声波雷达、毫米波雷达的多传感器融合方案，发挥各传感器的优势实时采集各类环境信息，检测出周围车辆和距离、行人、交通标识符、车道线、障碍物等信息，再将各路信息做深度融合，从而实时构建出包含安全行驶区域、周围障碍物信息、道路行驶条件等多维度信息的五维时空驾驶模型。

（5）边缘计算系统实施方案。

在智慧岛部署移动边缘计算平台，平台的基本思想是把云计算平台迁移到移动接入网的边缘，试图将传统电信蜂窝网络与互联网业务进行深度融合，减少移动业务交付的端到端时延。

（6）指挥中心实施方案。

在智慧島部署2*3 60寸DLP显示屏，通过大屏幕显示系统，可以轻松实现直观、实时、全方位地集中显示各个系统的信息，各系统信息在大屏幕上可根据需要以任意大小、任意位置和任意组合进行显示，并且对显示信息进行智能化管理，以便于增强了自动驾驶相关信息显示的直观性和可操作性。

4  结语

2019年被视为全球“5G元年”，中国5G发展也进入冲刺阶段。作为新一代移动通信技术，5G将成为支撑未来创新的统一连接架构，赋予经济增长新动能，自动驾驶则是在5G技术之上发展起来的新兴产业。本文提出的5G自动驾驶方案从上至下按照应用、平台、数据、网络、感知五个层次构建从前端采集、传输至中心存储、分析、应用、监管的5G自动驾驶产业环境。采用专用设备、专用网络、专用机房，所有数据均在基地范围内流转、存储，安全、可靠，对5G自动驾驶的建设以及快速发展有一定的指导性意义。

参考文献

[1] 许彩霞.5G车联网对自动驾驶技术发展的影响[J].信息通信，2018（6）：46-47.

[2] 孙宇，崔娜.5G让自动驾驶成为现实[J].信息与电脑：理论版，2019（2）：183-184.

[3] 李俨.一场“交通进化”将至：5G带给车联网与自动驾驶新动能[J].大数据时代，2019（4）：6-15.