LabsIntroduction本文提出5G车路协同自动驾驶解决方案，主要依托5G移动通信、高精度定位技术、五维时空融合技术、边缘计算和边缘计算。云协同等技术实现边缘平台算力部署，构建“设备-边缘-云”分层架构，建立智能可靠的车联网通信、车辆实时高精度定位、交通态势感知、交通管控等技术体系，实现5G车路协同，全面提升车辆感知、决策和控制能力。目前，该方案已在武汉经济开发区智能网联汽车与智能道路自动驾驶示范区落地。一、引言随着5G技术的不断成熟和广泛应用，所有依赖5G的行业和应用都迎来了新的活力。5G+B（北斗）+AICDE技术组合服务于工业互联网、智能电网等14个垂直行业，实现了100多个应用场景和100多个标杆示范应用。5G时代将是各种高新技术百花齐放、各显神通的时代；5G建设必然带来资源共享、合作共赢的新生态。自动驾驶需要解决四个问题：看（定位、避障）、听（决策、控制、执行）、说（路径规划、驾驶模式）、有脑（边缘计算）。5G车路协同自动驾驶就是充分利用5G（高带宽、低时延、高可靠、海量互联）、北斗（高精度定位、精细导航、精准授时）、V2X（人、车、路、网络集成）等领域，携手共进，互惠互利。早期的车路协同存在一定的局限性，如过分强调车辆的能力，忽视交通领域的融合，导致车路协同进展缓慢。在车联网领域，网络智能化是未来车路协同的趋势，尤其是在5G技术融合之后，5G车路协同成为新的方向。本文聚焦5G车路协同下的自动驾驶研究，提出了5G车路协同自动驾驶应用解决方案，已成功应用于中国智能网联汽车和智慧道路自动驾驶示范区。武汉经济开发区。二、5G车路协同自动驾驶总体方案武汉经济技术开发区示范区是我国最大的开放道路示范区项目，建设内容见表1。表1：总体建设武汉经济技术开发区示范区项目内容武汉经济技术开发区示范区项目不仅示范道路长、场景多，而且国庆礼物多多，为武汉军运会保驾护航，带动区域经济，发展汽车。使命。项目总体架构如图1所示。示范区建设主要包括3个部分：5G移动通信网络、5G智慧道路、多领域融合的软件平台。图1：武汉经济开发区示范区项目总体架构图3.5G智慧道路3.1智能全球感知道路智能全球感知道路是集全球感知、信息交互、规划决策为一体的高科技道路综合体——使功能：（1）在感知层面，通过道路基础设施的更新，在路边部署智能设备，将路标、红绿灯、可变信息交通标志、道路交通事故、道路建设等道路信息与天气和环境信息，以及车辆信息。将姿态信息、行人信息等数字化连接，获得连续时空的人-车-路-环境全局感知信息，为自动驾驶提供丰富全面的信息和决策依据。（2）在信息交互方面，通过V2X通信技术和网络协议等多种通信技术，实现传感器网络、车联网、光纤网络和各种无线网络之间的互联互通，保证各类信息的有效传输，同时满足网络稳定性和信息安全的极端条件。通过车内通信网、车际通信网和广域通信网的融合互通，可以更有效地获取人-车-路-环境信息数据，为数据整合和分析提供丰富的渠道。（3）在规划决策方面，利用边缘计算、人工智能、大数据等技术，实现人-车-路-环境数据的存储、信息挖掘和决策支持，感知、提前提醒、规划车辆行驶路径和路权等级，实现车流在时间和空间上的引导和分流，避免道路拥堵，实现道路交通安全态势的前瞻诊断、事故预警和主动干预，从而提高道路通行能力和管理效率。3.2智能路侧设备图2：智能路侧设备示意图智能路侧设备包括C-V2XRSU设备、路侧传感设备、路侧边缘计算设备、路侧气象设备、路侧道路环境监测设备。A.C-V2XRSU设备RSU（RoadSideUnit）是C-V2X技术的路侧单元。它是车路协同系统的重要组成部分，是突破车路协同技术的关键。其主要功能是采集当前路况、路况等信息，通过通信网络传输至指挥中心或路边处理单元进行处理，并对相关信息进行判断，并以相应的信息请求传输至车载终端通过网络，避免或减少交通事故，提高交通质量。交通效率。车载单元（OBU）是指安装在车载终端上，用于拓宽驾驶员视野，增加驾驶员对驾驶环境和车辆运行状态的感知，增强行车安全的单元。主要技术包括信息采集、信息交互、事故隐患提醒等。从各种传感器和车联网获取原始信息，计算出典型车路协同应用所需的底层信息，通过信息交互传输给路侧单元.其功能包括车辆运动状态采集、驾驶环境信息感知、车辆定位信息采集、信息交互、信息处理与管理、安全报警与预警等。B.路侧感知设备路侧感知设备包括路侧视频设备、路侧激光雷达、路边毫米波雷达等，具体说明如下：（1）路边视频设备：包括高清摄像机、枪式摄像机、全景摄像机、视频雷达一体机等。其中。其中，高清摄像头可以完成目标检测功能，完成检测数据打包发送功能，主要由智能摄像头、终端服务器、现场工业交换机、光纤收发器、开关电源、防雷装置和其他设备；枪式摄像机广泛应用于城市道路监控，实现属性记录混合车道场景中所有目标的认知和捕捉；全景摄像机可同时提供全景和特写图像，兼顾全景和细节，实现区域入侵、越界等行为检测功能；视频雷达一体机可实现车辆和行人数据的动态跟踪和采集。(2)路边毫米波雷达：对道路上的车辆、行人、动物、洒落物等进行实时跟踪定位检测，及时分析汇总感知到的路况信息、交通状况信息，实时掌握路况信息。车辆信息通过车路协同通信设备与道路上的车辆、自动驾驶车辆或无人驾驶车辆进行交互，满足车辆的定位需求，实现全速智能驾驶。(3)路侧激光雷达：通过路侧激光雷达对道路的全扫描，可以获得基于点云数据的道路动态环境的4D重建，道路信息，包括车辆、行人、非机动车等物体，都包含在V2X数据网络中，再通过RSU广播给周围或更远的接近车辆，为解决智能网联汽车的超远距离、非视距信息感知提供有力支持.C.路侧边缘计算（MEC）设备MEC需要具备多设备连接能力，接入RSU、OBU、智能交通控制设施（红绿灯、标志、标线、护栏等）、摄像头、毫米波雷达，以及激光雷达，各种环境传感设备信息，同时上联云平台；MEC需要具备多传感器融合处理能力，如摄像头+激光雷达+毫米波雷达融合分析算法；MEC还需要具备ITS相关的协议处理能力，比如交叉路口的防撞预警服务。当车辆通过路口时，MEC通过分析判断车辆的位置、速度、轨迹，分析出可能发生的碰撞风险，并通过RSU传输给车辆OBU，起到预警作用。D、路边气象设备微气象监测系统是集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守气象采集系统。气象监测系统由气象传感器、气象数据采集器和计算机气象软件三部分组成，可同时监测大气温度、大气湿度、风速、风向、气压、降雨量、能见度等气象要素。E、路侧道路环境监测设备道路环境监测系统是集数据采集、存储、传输、管理于一体的无人值守监测系统。它由路面状况传感器、环境数据采集器和通信模块组成。可实时监控路况；包括道路温度、湿度、水厚度、冰厚度、雪厚度等。4.车联网与智慧道路示范区软件平台武汉经济开发区示范区项目软件平台如下：(1)5G边云协同管理平台包括边缘侧的边缘计算平台和云管理平台上的边云协同两部分。其中，边缘计算平台包括基础设施建设与应用开发、边缘PaaS平台开发、边缘应用；云端边云协同管理平台包括边云协同基础设施管理、边云协同PAAS管理、边云协同大数据平台和边云协同智能管理平台。图3：基于5G的边云协同平台架构图（2）五维时空信息服务管理平台获取感知范围内的环境数据，助力车路协同，为5G网络提供可靠的引导信息-互联智能驾驶，为智慧城市、智慧交通、智慧出行等智慧生活圈提供高效、低功耗的目标感知、事件预警等信息服务。五维时空平台可以作为智慧城市建设的基础层，可以促进整个网联智能驾驶系统的发展和提升。通过使用路侧传感设备和边缘云设备，可以扩大联网汽车的传感范围半径，实时获取大量实时数据。路况信息大大提升了自行车的感知能力和车路协同能力。整体感知能力的增强提供了车辆周围环境的信息，为车辆的行车安全增加了一层保障。（3）基于5G+北斗的高精度定位平台，基于边云协同、边缘节点RTK计算和多维置信度模型的整体架构，实现可扩展、分布式、高可用、高准性能、跨平台和容器化的GNSS定位平台。该平台以北斗卫星导航系统为主，GPS等系统为辅。依托完善的运营服务机制和可靠的信息安全体系，提供全天候、全天候、高精度的定位、导航和授时服务，可提供实时米级、亚米级精确定位服务，提供实时厘米级和后处理毫米级高精度服务，为车路协同自动驾驶提供实时厘米级高精度定位服务。图4：高精度定位平台系统架构图（4）车辆监控调度管理平台通过与联网车辆的交互实现对联网车辆的管控，支持联网车辆的自动驾驶。车辆监控调度管理平台为用户提供车辆管理、信息查询、车辆调度、监控管理、系统设置等功能，并根据用户权限展示可操作菜单项，实现车辆信息查询、车辆调度、和监控。（5）智能交通运营管理平台结合地方交通管理部门提出的各种业务需求和自身数据、业务、计算能力，融合移动互联网信息和地方交通管理部门自身数据信息，处理海量移动互联网数据。交通数据，完成对城市交通实时和历史状态的评估和诊断，发现交通问题，并根据实时和历史数据输出对未来道路交通状况的预测。（6）V2XServer平台连接RSU和车载终端（车载后视镜，OBU）/手机APP，聚合路侧终端和车载终端数据，为用户提供V2X基础数据服务，并支持车载终端/手机APP应用上的V2X；同时，还支持与交警平台、厂商TSP平台、图商平台等平台对接，实现信息公开共享。图5：V2XServer平台整体架构图（7）设备管理平台主要对设备进行实时监控，实现智能监管，对接各种硬件接口或网管平台，对接口进行脱敏、封装、存储数据。实现对路侧设备的分析、处理、显示、查询、标记和定位。它有助于对所有路边设备进行全面管理，并提供安全可靠的信息。（8）危险车辆管理平台主要通过事前行政审批、事中管控、事后闭环管理、大数据展示，实现对城市道路危险运输车辆的智能管控。(9)运营平台，满足不同的V2X应用场景。各种应用场景相互交互，形成闭环生态。辅助车辆与所有可能影响它的实体实现信息交互，真正实现无人驾驶。同时，运营平台可以基于数据采集和数据汇总进行深度挖掘，展示车辆应用过程中的各种问题，为车辆技术优化提供相应的技术支持解决方案，为车辆提供商业模式手术。应用演示。五、结语5G车路协同自动驾驶依托信息通信技术，通过车内、车与车、车与路、车与人、车与人的全方位连接和数据交互，提供全方位的信息服务。服务平台，形成汽车电子、信息通信、道路交通等产业深度融合的新产业形态，有利于推进智能交通，促进自动驾驶技术的创新与应用，提高交通效率，减少污染，促进信息化消费，我国实施创新驱动发展。推进供给侧结构性改革，建设制造强国、网络强国、交通强国具有重要意义。未来5G车路协同自动驾驶示范区将推动智能网联汽车、智能交通、智慧城市融合发展，形成涵盖下一代汽车研发设计、智能终端制造、智能交通、和智慧城市应用。填补智能网联汽车发展的技术空白，谱写智能网联汽车发展的新篇章。【本文为专栏作家《移动实验室》原创稿件，转载请联系原作者】点此阅读更多本作者好文
