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中国车联网步入发展快车道,德州仪器(TI)、高通、NI 专家深度揭秘!

发布日期:2020-04-16

GRCC自动驾驶测试验证技术创新论坛

2020-04-16 15:48:46


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实际上,中国车联网已经进入发展快车道,不过具体的落地还面临一些难题。日前,《国际电子商情》分析师与几位外企车联网专家,围绕四大议题做了深度交流。

四、五年前,中国兴起了自动驾驶、车联网概念,并诞生一批初创车企、系统厂商,相关投资项目也遍地开花。但未曾想到,中国车市会迅速迎来洗牌:2018年下半年,传统汽车销量开始下滑;2019年,新能源汽车首次出现负增长;2020年初,多家车企在新冠疫情期间发布降薪通知。

在这期间,车企亏损、欠薪、破产的新闻也屡屡见报,汽车产业亟待新鲜血液的注入。此背景下,自动驾驶、车联网技术的突破显得格外重要。实际上,中国车联网已经进入发展快车道,不过具体的落地还面临一些难题。日前,《国际电子商情》分析师与几位外企车联网专家,围绕四大议题做了深度交流。

议题一:DSRC与C-V2X,谁才是王道?

在前几年,大家讨论车联网的不同路径时,还会围绕DSRC(短距离通信)和C-V2X(蜂窝车联网)来展开,大家针对DSRC和C-V2X有不同的见解。

C-V2X更适合全球系统


 德州仪器全球汽车信息与娱乐系统部门总经理Hope Bovenzi

德州仪器(TI)全球汽车信息与娱乐系统部门总经理Hope Bovenzi认为,DSRC和C-V2X都有望成为V2X标准连接模式的无线电技术。她对比分析了两者的优劣势:“DSRC允许基础V2I(车-基础设施)和V2V(车-车)安全消息的低延迟(2-ms)通信;有近20年的发展历史,接受了广泛的应用检验;在高级驾驶辅助系统(ADAS)中可作为激光雷达和雷达的补充;与V2I、V2V系统具备互操作性。不过,它的延迟要高于C-V2X。”

说到C-V2X的优势,Hope进一步补充道,在无网络连接的情况下,C-V2X也有比DSRC更低的延迟,且通信范围约为后者的两倍(可超过1英里)。同时,C-V2X能够使用现有LTE网络中的所有功能,还连接任何东西(V2I、V2V、V2P等)。因此与DSRC相比,C-V2X更适合全球系统。

·两者之争或成过去式

值得注意的是,围绕DSRC与C-V2X争论有了更新的动态。2019年12月,FCC(美国联邦通信委员会)重新分配了5.9GHz频段的大部分频谱,明确建议将5905-5925MHz分配给C-V2X,并将进一步讨论把5895-5905MHz用于C-V2X或DSRC。目前,该提案正处于征求意见阶段。如果不出意外,美国将不再只专注DSRC,而会更加重视C-V2X的发展。这也意味着,两者之争或将落下帷幕。

    高通技术标准高级总监李俨

高通技术标准高级总监李俨博士表示,C-V2X在全球范围内取代DSRC的趋势不可逆转。“DSRC错过了先期部署的时间窗口,C-V2X利用蜂窝技术产业优势正快速走向成熟,现在产业界可将精力集中在C-V2X产品的开发和推广上。”他称。

·两者兼顾,但更看好C-V2X

高通固然是C-V2X的有力推动者,但它对于DSRC技术也并非完全不顾。在美国专注DSRC的阶段,为了不错过任何一项潜力技术,高通走的是双保险的路线,即:既支持C-V2X,又支持DSRC。

李俨博士说:“我们有能力两者兼顾,不过C-V2X具备诸多优势,可更好地满足未来智慧交通在安全性、可靠性、成本效益等方面的需求。具体优势体现在——一方面,C-V2X能更好地支持高速移动场景。比如,德国的高速公路不限速,车速可达200至250kM/h,两车双向行驶时的相对速度高达500kM/h,此时C-V2X依然能保持可靠的通信。在相同的场景中,当车速达到200kM/h时,DSRC会出现明显的信号衰减;另一方面,C-V2X通信的有效距离范围是DSRC的两倍以上。试验中我们发现,在弯道复杂、树木遮挡、车辆密度大的场景中,DSRC的性能会出现快速衰减,可靠通信范围骤降到100米以内。


                                                               NI亚太区汽车市场经理贾青超

NI(ni.com)致力于开发高性能的自动化测试和测量系统,旨在帮助用户解决当前和未来的工程挑战。据NI亚太区汽车市场经理贾青超介绍,该公司针对DSRC和C-V2X分别有推出不同的测试系统。“DSRC已经有近20年的发展历史,我们为其提供了完善的测试服务。此外,NI联合合作伙伴S.E.A.在去年9月推出了C-V2X开环测试系统,以4G无线蜂窝通信技术为基础,完成了V2V、V2I的开环测试,实现了高宽带、低延迟通信。”

在车联网测试中,C-V2X和DSRC也存在区别。贾青超举例说:“C-V2X可以看作是先‘听到’(即沟通)再“听懂”(即理解)。‘沟通’涉及物理层面,能够建立通信,‘理解’涉及应用层面。DSRC的通信协议基于802.11p,C-V2X的通信协议基于3GPP Rel.14、Rel.15以及即将发布的Rel.16。另外在测试方面,C-V2X需要GNSS同步,需配备GNSS模拟器,对DSRC而言GNSS只是一个可选项。”

议题二:车路协同还是单车智能?

在讨论车联网、自动驾驶时,难免不会提及车路协同和单车智能。

车路协同是采用无线通信和互联网技术,全方位实施车与车、车与路以及车与人动态实时信息交互,在全时空动态交通信息采集与融合的基础上,开展车辆协同安全和道路协同控制。可以说,车路协同是自动驾驶研发的**形态。不过,车路协同的前期投入巨大,道路两边的感知基站的部署也面临较大的挑战。

单车智能是当下主流的自动驾驶方案之一。通俗地说,单车智能强调单台汽车的智能化,这类汽车本身具备感知、决策和控制能力,对传感器、系统判断和决策能力的要求很高。当前搭载多种传感器(激光雷达/毫米波雷达、摄像头等)的车辆,多为单车智能自动驾驶。因传感器的成本居高不下,其整车造价也比较高。有业内人士估计,L4-L5级别单车智能汽车的造价约为20万美金。

·互为补充,协同发展

针对不同的自动驾驶方案,李俨博士评价说,它们是互为补充、协同发展的关系。自动驾驶需要“智能汽车+智能化道路+车路协同”才能实现,大家应该推动智能化、网联化协同发展,共同构建智慧交通的未来。

据了解,近年来高通为满足汽车智能化和网联化的需求,推出了多种产品和方案:针对车路协同,推出了Qualcomm 9150 C-V2X芯片组、5G双卡双通平台(符合Rel-15规范)和4G LTE-Advanced Pro层级平台产品组合、Qualcomm C-V2X参考平台等;针对单车智能,如对ADAS和自动驾驶的支持,推出了Qualcomm Snapdragon Ride平台,今年上半年将交付给车企和Tier 1厂商做前期开发,预计搭载该平台的汽车于2023年开始量产。

·适用于自动驾驶的不同阶段

贾青超认为两者的存在并不冲突,车路协同是单车智能的升级。

“单车智能自动驾驶在感知方面的局限性非常明显:第一,在极限工况情况下,如在盲区或障碍物遮挡场景中,单车智能的感知距离较短;第二,要实现高级别(L4-L5)的自动驾驶,单车智能的成本会很高。第三,单车智能对道路的利用率不高。当自动驾驶达到L4-L5级别时需引进V2X。可以把V2X看做是一个传感器,它能有效地增强感知能力,进一步支持决策。”贾青超补充说:“感知、决策也就是看、想和做,单车智能的感知基于自身传感器的反馈,存在盲区和死角。车路协同的感知与路侧的传感器协作,类似上帝视角,为汽车增强了感知能力。在决策方面,车路协同会更多考虑到别的车辆,单车智能更像是一个局部**,如果要考虑到更多车辆,可搭配全局来进行优化。所以,车路协同更像是单车智能的升级。”

议题三:布局车联网需要攻克的难点

由于连接水平的不断提高,车辆将能够接收、理解和传输车内及周围环境数据,从而帮助司机做出驾驶决策,为乘客提供方便,并提高车辆自主性。而据美国的测试数据显示,V2X能够有效降低大约80%的交通事故,但前提是V2X的渗透率要超过10%。在渗透率不足的情况下,布局车联网最大的难点是什么?

·政府要做什么?

李俨博士介绍说,V2X渗透率的增长需要一个过程。近年来,中国新车年销量约为3000万辆,要达到20%-30%的V2X渗透率还要花费几年的努力。而如何让主机厂增加V2V功能,让用户愿意为该功能买单?是如今最为迫切的问题。

围绕该问题,业界有不同的思路,有的国家和地区选择倾向于通过立法来强制安装。例如,2019年3月,欧盟通过一项新规——2022年5月起,欧洲销售的所有新车都要采用限速技术,包括安装限速器、自动紧急制动装置(AEB)等。欧盟的目标是在2050年前将道路交通死亡人数降低至零,未来该组织也可能会推出涉及V2X的法规。

中国更倾向于以V2I带动V2V,先在一些先发地区和实验地区进行交通信号灯和其他路侧基础设施的改造,以基础设施建设来带动车辆安装V2X。安装的车辆数量越多,渗透率就越高,V2V应用也会越早爆发。目前,江苏无锡、天津西青等地已经获批创建首批国家车联网先导区。不过,中国也没有放弃通过立法来推动。

“V2X技术相当于把车辆的示警灯系统数字化,通过无线信号广播出来,为周边车辆提供超视距的感知。法律规定现在所有车辆都需安装示警灯系统,未来我们也有理由相信,所有的车辆都需强制安装V2X技术,将刹车、转向、位置、速度和航向等信息广播出来,为周边车辆的安全提供保障。据悉,中国正在组织制订相关国家标准,预计2020年底前能完成国家标准的制订和发布。”李俨博士表示。

贾青超称,渗透率要从多个方面来提升。“首先是技术层面。对V2X的通信、安全和应用技术以及与之对应的测试技术的攻克。其次是从上至下大规模的政策推进,这涉及交通管理,要求汽车、交通主管部门联合发力。再次是涉及整个生态系统,一些商业模式的探讨。车企配合运营商、交通道路部门,共同探索出典型的可复制的商业模式,极大地推进V2X应用和创新。这三个层面是并行推进的。”

·企业做了什么?

据李俨博士透露,高通通过积极推动C-V2X的产品就绪和生态就绪,来加速C-V2X的普及。一方面,通过高度集成的解决方案,降低汽车制造商把C-V2X集成在汽车上的难度,以期加快C-V2X技术的部署和市场普及。另一方面,通过联合全球汽车制造商、道路运营者、基础设施提供商和技术公司加速C-V2X商用,包括在中、美、德、法、日、韩等国家和地区开展试验和演示。

贾青超表示,NI更多的是在技术层面做努力,尤其是在原型验证与仿真测试方面。客户有不同的测试、验证、大规模部署的需求,NI服务于整车厂、零部件供应商和研发认证单位,利用NI的软硬件平台来进行V2X的开发、验证和测试。

据悉,NI与中汽研共同建立了智能网联的联合实验室,一起进行ADAS、V2X的开发和联合展示,为推进仿真技术进步与产品市场推广而努力。此外,NI也与其他国际和本土厂商有较为紧密的合作。

Hope介绍说:“21世纪初,紧急呼叫(eCall)车载道路安全系统问世,为人们提供安全功能和应急援助。2018年4月1日,欧盟强制要求所有出厂新车安装eCall硬件。未来消费者追求更高级的集成,这也成为引入远程信息技术控制单元(TCU)的契机。为此,eCall由基础的电话和导航设备,集成到无线(OTA)升级系统中,成为可预测驾驶行为并与其他车辆通信的系统。”

她强调称,V2X网络的核心是TCU,它不仅可用于eCall碰撞通知,还用于控制车辆之间的无线跟踪/诊断和通信、电子收费和车辆跟踪等,是几乎所有外部世界与汽车无线通信的中心枢纽。

议题四:路测和仿真测试谁更优?

V2X技术的批量应用,要通过一个大量测试、验证的过程。美国智库兰德公司在2016年的一份报告指出,验证一辆自动驾驶汽车是否安全,需要积累110亿英里的测试数据。如此庞大的测试数据怎么来实现?这对车企和系统商提出坚持路测和仿真测试的要求。

·两种测试方式并重

业内有一种观点认为,理论上有更多社会车辆参与的开放路段是更理想的测试环境。对此,贾青超解释说,一般车企和系统商的测试,包括最前期的设计、验证,到量产之前的开放道路测试,再到真实路车测试等过程。开放道路测试仅是其中的一个环节,在这之前还会经过很多仿真环境的测试,即基于软件和模型的仿真测试。

传统汽车也许在开放道路测试的比重比较大,但对于智能网联汽车来说,在虚拟环境中进行仿真测试的重要性越来越高。只要在前期的软件测试,包括开环测试、闭环测试等环节做足充准备,就可大大减少在后期开放道路的测试。他认为,路测和仿真测试的定位不同,其实只是整个测试流程中不同环节的不同侧重点。

李俨博士表示,测试认证是C-V2X生态发展的重要环节之一。高通不仅要完成芯片的开发,而且还要与合作伙伴共同构建测试认证的环节。

2018年5月,高通与罗德施瓦茨完成了**基于GCF(Global Certification Forum)的认证环节。在这个认证环节中,高通按照自己对标准的理解去开发系统和提供设备,仪表侧按照对标准的理解去开发测试用例。这相当于为行业引入了一个“老师”的角色,只有当“老师”把“考卷”出好之后,厂商才能通过互联互通测试“答卷”。为确保大家对标准理解一致,只有先把测试环境建立起来,行业参与方才能更好地进行互联互通测试,从而推动整个产业的发展。

·中国C-V2X进入快车道

李俨博士还特别强调,在相关政策和产业环境的支持下,中国的C-V2X发展已经进入快车道。中国智能网联汽车的发展,不仅重视单车智能的提升,而且还更强调“网联化”是汽车智能化不可或缺的技术手段,也更侧重车车、车路协同对汽车智能化的促进和完善。

对于车路、车车协同及其赋能智能网络汽车,全国多地正积极开展C-V2X应用示范并逐步推广商用,已经覆盖了测试园区、开放道路、高速公路等多种环境。北京、无锡、上海、重庆、长沙等示范区已经建立C-V2X运营服务平台。

还有哪些重点汽车业务?

虽然目前正处于车市寒冬,但是大家相信只要熬过严冬,未来汽车市场的天空定会更广阔。秉持该信念,这些有车联网业务的企业围绕汽车也在积极展开业务。据李俨博士介绍,高通在汽车领域的布局集中车载信息处理/C-V2X、数字座舱、云侧终端管理、ADAS和自动驾驶四大领域。截至今年1月,高通在车载信息处理、信息影音和车内互联领域的订单总估值超过70亿美元,也赢得了全球19家汽车制造商的信息影音和数字座舱项目。同时还发布了Qualcomm Snapdragon Ride平台,车对云服务,面向骁龙数字座舱、骁龙汽车4G和5G平台的集成式安全网联汽车服务套件。贾青超称,NI的关注点集中在智能汽车测试方案方面。智能网联的发展需要更多数据,企业可以通过仿真测试和路测来获取数据。其中,ADAS、雷达传感器、GNSS、Record&Playback、传感器融合等将会是重点,在新能源汽车三电系统方面,将基于高压功率电子设备及FPGA处理器,实现MCU信号级、功率级、台架测试及电池Cell、Pack/Module、BMS等系统测试方案。

本文为《国际电子商情》2020年4月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击 这里 https://mbb.eet-china.com/subscription.php



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