北斗與5G相互賦能 對(duì)自動(dòng)駕駛和車路協(xié)同將有什么影響？

6 月 23 日 9 時(shí) 43 分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星，隨著最后一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功，中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)完成全面部署。

目前在民用領(lǐng)域中,美國全球定位系統(tǒng)（GPS）所打造的產(chǎn)品約占到市場(chǎng)90%左右份額，汽車領(lǐng)域尤為明顯，絕大部分都采用了其技術(shù)。隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智慧公路概念逐漸發(fā)展， 未來北斗全面完成調(diào)試后，將為用戶提供全天候、高精度的全球定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)、星基增強(qiáng)、交通規(guī)劃、精密單點(diǎn)定位等。

北斗在導(dǎo)航領(lǐng)域必將逐步占領(lǐng)國內(nèi)汽車應(yīng)用市場(chǎng)。

北斗破局自動(dòng)駕駛

2018 年工信部發(fā)布的《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，計(jì)劃指出智能網(wǎng)聯(lián)汽車將作為中國建設(shè)世界汽車強(qiáng)國過程中的三大方向之一，同時(shí)也要將汽車與電子等行業(yè)進(jìn)行深度整合成新型汽車產(chǎn)業(yè)形態(tài)，突破關(guān)鍵技術(shù)，共同推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

隨著汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)興起，自動(dòng)駕駛成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必不可少的一環(huán)。

作為每個(gè)車企爭(zhēng)相研發(fā)的汽車關(guān)鍵功能，按照自動(dòng)駕駛等級(jí)劃分，共分為：L0、L1、L2、L3、L4、L5 這六個(gè)等級(jí)，如今的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域技術(shù)研究成果顯示，大多數(shù)車企都停留在L2階段，而L3還處于實(shí)驗(yàn)階段，未全面投入消費(fèi)市場(chǎng)。

自動(dòng)駕駛對(duì)芯片算力要求極高，要求自動(dòng)駕駛處理器在每秒能夠處理數(shù)百萬次計(jì)算；同時(shí)對(duì)路面情況實(shí)時(shí)性要求極高，以一輛普通汽車按60公里時(shí)速計(jì)算，每分鐘一公里，就是1000米，每秒鐘行駛16.666米，任何一點(diǎn)延時(shí)，都可能讓車輛陷入危險(xiǎn)境地。

在可視距離感知范圍中，激光雷達(dá)最遠(yuǎn)探測(cè)200米，毫米波雷達(dá)最遠(yuǎn)探測(cè)250米左右，攝像頭最遠(yuǎn)探測(cè)150米，目前雷達(dá)的檢測(cè)噪音較多，容易引起誤判，所以雷達(dá)和攝像頭的組合，自動(dòng)駕駛感知硬件通常是以攝像頭為主，雷達(dá)為輔。但攝像頭容易受天氣影響和視線遮擋，解決汽車自動(dòng)駕駛狀態(tài)下在嚴(yán)寒酷暑、刮風(fēng)下雨情況下安全行駛成為重點(diǎn)、難點(diǎn)。

盡管如今許多車型配備的感知雷達(dá)、攝像頭、車載芯片都已達(dá)到L4級(jí)別，如無厘米級(jí)導(dǎo)航定位能力和遠(yuǎn)距離態(tài)勢(shì)感知能力，全速段自動(dòng)駕駛也難以落地。

因此，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛需要突破：厘米級(jí)導(dǎo)航定位、環(huán)境感知、決策控制、路徑規(guī)劃，這四點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)需要借助于北斗技術(shù)。

由于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星具備：精密定位、厘米級(jí)導(dǎo)航、授時(shí)、地基增強(qiáng)等多種功能于一體，同時(shí)也不受環(huán)境和天氣影響，對(duì)未來從L3級(jí)高度自動(dòng)駕駛突破、L4級(jí)超高度自動(dòng)駕駛、L5級(jí)全自動(dòng)駕駛延時(shí)和精確定位起到?jīng)Q定性作用。

同時(shí)北斗高精度定位技術(shù)，能夠基于北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)提供的高精度定位服務(wù)，并結(jié)合慣導(dǎo)等技術(shù)，為自動(dòng)駕駛汽車提供位置與姿態(tài)的感知信息，當(dāng)車輛前方路段出現(xiàn)狀況時(shí)，北斗衛(wèi)星能夠提前預(yù)判并向車輛輸送信息，結(jié)合車輛自身運(yùn)算能力，共同保障導(dǎo)航信息的高精度與可靠性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的智能操控。

毫無疑問在北斗的高精度技術(shù)成熟后，將其運(yùn)用至智能駕駛產(chǎn)業(yè)，可以加速推動(dòng) L3、L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛快速落地，廣義上也能推進(jìn)L5級(jí)全自動(dòng)駕駛破局和落地。

北斗+5G 共塑車路協(xié)同

5G 技術(shù)作為政策大力發(fā)展和支持的新興產(chǎn)業(yè)之一，5G 傳輸速度理論上可以達(dá)到 4G 速度的數(shù)百倍之多（數(shù)10 Gbps）。

早在 2016 年中國就已經(jīng)發(fā)布未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展路線圖，線路圖將其分為三個(gè)階段，這三個(gè)階段都與車路協(xié)同有關(guān)。

目前我們發(fā)布的 5G 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)主要還是在做寬帶，如何提高傳輸速率，現(xiàn)階段北斗和5G還處于相互獨(dú)立，各自為戰(zhàn)局面。未來北斗+5G強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同賦能車路協(xié)同也將成為下一階段國內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。

盡管理論上憑借5G基站數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，通過部署在路側(cè)或道路信息感知的 5G 系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)車與路之間信息互通，同時(shí)把道路進(jìn)行分級(jí)，以此實(shí)現(xiàn)更豐富更全面的具有感知信息能力的智能網(wǎng)聯(lián)道路，實(shí)現(xiàn)全面通訊網(wǎng)聯(lián)覆蓋道路，甚至依靠5G可以在某些特定場(chǎng)景下通過道路信息讓車輛本身來做決策。但5G基站建設(shè)的高成本，面對(duì)國內(nèi)公路現(xiàn)有情況，實(shí)現(xiàn)全面車路協(xié)同成本上尚且還無法控制。

在車路協(xié)同領(lǐng)域,環(huán)境的數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同、改善出行體驗(yàn)的重要方式，然而目前車路協(xié)同當(dāng)中的人、車、路、網(wǎng)各部分仍存在較多尚未突破的問題，依照現(xiàn)有的5G技術(shù)所集成的汽車系統(tǒng)和模組方案還遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)5G+北斗的雙融合，更別說直接用于車路協(xié)同。尤其在一些特定的場(chǎng)景下，例如智慧交通、智能汽車，包括智慧城市里行駛的無人駕駛的方案，需要的是集成度更高的北斗+5G的一體化終端。

實(shí)現(xiàn)一體化終端最重要是需要一個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)，當(dāng)智能汽車接收天上衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)候，還需要接受地基增強(qiáng)系統(tǒng)給到的誤差信息，通過這兩個(gè)系統(tǒng)的融合才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位，也可以實(shí)現(xiàn)全國大部分地區(qū)包括全部的高速公路實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，通過“星地一體化”服務(wù)能力，確保車路在任何地點(diǎn)都能接受可靠、穩(wěn)定的高精準(zhǔn)定位服務(wù)。

但在一些場(chǎng)景，例如：地下車庫、隧道等一些智能駕駛車輛衛(wèi)星信號(hào)被嚴(yán)重遮擋的地區(qū)，要想實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，光有高精度衛(wèi)星定位還不夠，所以利用5G技術(shù)可以將車輛和路面感知情況快速上傳輸給北斗衛(wèi)星，通過北斗厘米級(jí)精準(zhǔn)定位來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)室外一體化的坐標(biāo)連續(xù)和定位，并把這樣的一些信息通過V2X的方式傳遞給智能駕駛的車輛，并保持智能駕駛感知的范圍和距離。

某些特定車路協(xié)同路段會(huì)受限于5G基站數(shù)量和衛(wèi)星干擾，面對(duì)這些情況，最好做法就是保證冗余以及抗干擾能力，當(dāng)然做好這些，肯定需要做大量車路協(xié)同仿真測(cè)試為前提。

北斗系統(tǒng)作為國內(nèi)新建成的重要時(shí)空導(dǎo)航設(shè)施，5G 又是目前智能化時(shí)代必須重點(diǎn)發(fā)展的傳輸技術(shù)，二者均是自動(dòng)駕駛、車路協(xié)同等應(yīng)用不可或缺的基礎(chǔ)支撐。北斗+5G在汽車領(lǐng)域商用普及后，憑借極低時(shí)延、極高速率、高傳輸、高精度導(dǎo)航等特征，兩者將在智能網(wǎng)聯(lián)汽車和車路協(xié)同之間相互融合和相互賦能，并獲得前方預(yù)警信息，提前為智能車輛采取避險(xiǎn)措施，極大降低汽車交通事故風(fēng)險(xiǎn)。

總結(jié)

北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星完成部署，通過與5G之間協(xié)作，汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)時(shí)代已經(jīng)來臨，智能網(wǎng)聯(lián)汽車和城市智慧交通網(wǎng)絡(luò)也將加速完成，二者之間的協(xié)作顯然對(duì)汽車領(lǐng)域具有顛覆性影響。

北斗高精度定位是智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知與高精地圖采集的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。北斗將與汽車產(chǎn)業(yè)緊密融合，支持我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。5G與北斗雙結(jié)合，也會(huì)給大眾生活及出行帶來更多便利和可能，同時(shí)撬動(dòng)萬億車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。

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