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车联网技术在汽车自动驾驶技术上的应用研究

2020-07-20袁朋瞿伟凯王晓晨

袁朋 瞿伟凯 王晓晨

摘 要:车联网是汽车领域实现自动驾驶的关键技术,也是自动驾驶产业发展的必要系统。汽车自动驾驶技术经过多年发展,已经将部分性能逐渐完善。而在网络通信技术不断革新的情况下,汽车智能化程度也有所提升,自动驾驶技术更是获得了更好的发展环境。本文将根据汽车自动驾驶技术的原理,分析车联网核心技术的具体应用。

关键词:车联网技术;自动驾驶技术;V2X无线通信

世界经济发展速度加快促成了网络信息技术发展,而5G通信技术的出现促使汽车产业受到明显影响。依据国际电信部门要求,5G通信技术将会首要应用到汽车产业当中,促使传统汽车和新能源汽车都向着网联化方向发展。在该种情况下,汽车自动驾驶技术受到推动,其发展速度加快且向着商业模式前进。本文将就汽车自动驾驶技术对于车联网技术的应用展开详细分析。

1 车联网核心技术概述

车联网是指汽车通过车载无线通讯设备,对车联网云平台中的所有车辆动态信息进行有效利用,在车辆运行中提供不同的功能服务。其目前已经进入非常成熟的发展阶段,在车联网技术的作用下,汽车能够突破单一信息孤岛的局面,通过车联网平台与专属控车APP、在线导航、在线电台、在线音乐、智慧交通等生态产生信息连接,在信息共享与用户体验上突破瓶颈。在如今,随着V2X技术已经越来越成熟,车联网将从现有的车-云-人架构逐渐向车-云-路-设施-人演进。V2X技术具备两种路线选择,一种属于专用的短程无线通信技术,该种技术搭载了IEEE802.11p。而另外一种则搭载了LTE,也是无线通信技术的一种,是我国主推的技术类型。如今,美国、日本等国家主要采用第一种短程无线通信的方式来进行场外试验,其中美国交通部门表示期望能够在V2X技术的辅助下增加美国汽车的DSRC功能。

2 汽车自动驾驶技术原理

当前自动驾驶技术主要单车自动驾驶,主要依靠人工智能、视觉计算、毫米波雷达、监控装置和GPS系统等协同合作,让车载自动驾驶控制器在无人干预的情况下,自动安全地操作汽车。在驾驶过程中,该自动驾驶控制器在实时采集车辆周边的环境信息,并根据决策系统对车辆发出控制指令,车辆根据控制指令进行行车姿态控制,实现自动驾驶。

汽车自动驾驶技术当中,自动驾驶决策系统占据非常重要的地位,其关系到是否能够对汽车发出正确的自动驾驶指令,关系到信息分析是否准确,能不能保障汽车自动驾驶的安全和稳定。通常情况下,汽车自动驾驶系统会采用Freescale MC9S12DG128B单片机来作为系统的核心部件,该单片机能够使整个主控制器的处理器性能更高。在汽车处于自动驾驶状态时,其接收的数据信息众多,需要开展的信息分析工作量庞大,需要单片机处理器具备非常强悍的运算能力。而Freescale MC9S12DG128B单片机满足这一需求,其能够实时中断指令并控制汽车指令复位,促使汽车自动驾驶系统处于稳定可靠的运行状态。

3 车联网技术在汽车自动驾驶技术上的应用

3.1 车联网技术在汽车自动驾驶系统中的平台嵌入应用

对于汽车自动驾驶技术来讲,将车联网技术运用到汽车自动驾驶系统以后,其能够为自动驾驶决策系统提供自动驾驶雷达、摄像头不能感知的距离之外的路况信息,辅助驾驶系统进行决策。如果自动驾驶车辆出现碰撞等安全事故,汽车也可以通过车联网向管理平台发出预警,管理平台将自动通知急救部门、道路安全部门、保险公司等相关部门进行应急处理,最大限度保证车乘人员的人身财产安全。随着时代的发展,未来将以汽车为载体实现车联网+V2X+智能驾驶技术相互融合的高级自动驾驶技术。在未来的汽车上,通过V2X设备接收到道路以及交通设施的实时信息,通过车载设备获得车辆信息、在通过车联网设备上传到管理平台,管理平台利用强大信息处理能力为车辆自动驾驶控制系统提供云端控制决策,自动驾驶系统根据单车控制系统获取的实时信息,结合云端控制决策,提供更加强大、更加安全的自动驾驶能力。

3.2 车联网在汽车自动驾驶系统中的路线设计应用

未来的自动驾驶决策体系将由现在的车端单一采集数据决策体系演进为由车端设施、路端设施、云端设施多端信息多源信息决策体系。汽车需要在原有的车端采集设备与云端联网设备的基础上,增加与路端设备数据通讯的V2X通讯设备,路端设备也需要增加道路参与者采集能力与联网能力。V2X通讯设备的主流方案为通过5G技术与路端的交通设施进行数据交互,以列阵的方式来将交通设施所传递的信号发送到V2X,交通设施的信号包含道路参与者(行人、机动车、非机动车等)的位置信息与速度信息。与此同时车联网云端平台也同时收到车端采集的数据与路端设备上传的信息。云端系统利用强大的计算能力,使用经过充分训练的自动驾驶云端决策模型,对当前交通环境下所有汽车、道路设备以及其他交通参与者提供的大量数据进行计算,获得当前车辆的自动驾驶决策指令,并发送到车端自动驾驶决策系统。车端自动驾驶决策系统将根据车端获取道路数据与感知数据与云端决策指令进行协同决策,最终生成汽车自动驾驶的控制指令,汽车根据指令进行执行。执行结束后,车端自动驾驶决策系统会通过车联网将执行效果反馈给云端平台用于建立自动驾驶场景库,并优化云端决策算法,形成业务闭环。

4 结束语

车联网领域中所采用的V2X技术帮助汽车自动驾驶功能搭建了无线通信系统,且其能够实现汽车信息云同步,为自动驾驶技术提供3D动态地图,突破自动驾驶技术的盲区,实现车间协同。在车联网技術的辅助下,自动驾驶技术能够加快智能化进程,并且为行车安全提供保障。为此,在5G时代带来的背景下,需要进一步优化车联网的关键技术,并将其与自动驾驶技术融合在一起,从而对自动驾驶功能进一步升级和改造。

参考文献:

[1]范鹏飞.基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术[J].电子技术与软件工程,2019(16).

[2]李华,杨燕玲.基于LTE-V2X的车联网关键技术研究[J].广东通信技术,2019.

[3]孙羽.汽车自动驾驶技术路线分析[J].中国战略新兴产业,2019,000(026):134.