淺析通信系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)及其對未來自動駕駛的真正意義

隨著整個世界向連接和數(shù)據(jù)共享發(fā)展，汽車行業(yè)也不例外。今天的汽車可以輕松地與其他車輛（V2V），設備（V2D）和基礎(chǔ)設施（V2I）等交換信息。

什么是連接車輛技術(shù)？

所謂V2X，與流行的B2B、B2C如出一轍，意為vehicle to everything，即車對外界的信息交換。車聯(lián)網(wǎng)通過整合全球定位系統(tǒng)（GPS）導航技術(shù)、車對車交流技術(shù)、無線通信及遠程感應技術(shù)奠定了新的汽車技術(shù)發(fā)展方向，實現(xiàn)了手動駕駛和自動駕駛的兼容。

簡單來說，搭配了該系統(tǒng)的車型，在自動駕駛模式下，能夠通過對實時交通信息的分析，自動選擇路況最佳的行駛路線，從而大大緩解交通堵塞。除此之外，通過使用車載傳感器和攝像系統(tǒng)，還可以感知周圍環(huán)境，做出迅速調(diào)整，從而實現(xiàn)“零交通事故”。例如，如果行人突然出現(xiàn)，可以自動減速至安全速度或停車。

領(lǐng)先的汽車制造商致力于實現(xiàn)汽車的連接未來。奧迪，寶馬，福特，沃爾沃，特斯拉和通用汽車都是一些積極開展聯(lián)網(wǎng)汽車開發(fā)的原始設備制造商。

Foley和Lardner的調(diào)查顯示，汽車制造商將聯(lián)網(wǎng)汽車視為其公司的重點。

資料來源： 2017年汽車與自動駕駛汽車調(diào)查

這個領(lǐng)域的術(shù)語還沒有穩(wěn)定下來，因此制造商經(jīng)常使用難以理解的名稱。但是，可以在數(shù)據(jù)共享渠道和目的上進行必要的拆分。所有汽車通信技術(shù)都通過安全的車載自組織網(wǎng)絡（VANET）發(fā)生。

汽車使用專用短程通信（DSRC），中程VANET或蜂窩技術(shù)或遠程VANET與其他物體交換信息。這些是WLAN IEEE 802.11，IEEE 802.3bw?-2015 100BASE-T1,3 / 4 / 5G LTE標準占主導地位的主要渠道，但車載通信系統(tǒng)之間的主要區(qū)別在于其代理和功能。

什么是V2？意味著什么？

今天，至少有六種主要類型的連接代理對于自動駕駛（AD）至關(guān)重要：

讓我們看看自動駕駛是如何期望利用這些技術(shù)以及社會和汽車行業(yè)未來的機遇。

V2V和V2N：車對車和車對網(wǎng)

V2V＆N通信技術(shù)將車輛連接到云服務和蜂窩基礎(chǔ)設施。通過使用V2N，汽車可以交換有關(guān)交通，路線和道路狀況的實時信息。V2V數(shù)據(jù)包可包含關(guān)于發(fā)送車輛的位置，方向，速度，制動狀態(tài)和方向盤位置的信息。這些全球和現(xiàn)場信息塊是AD做出適當駕駛決策的重要核心。

由于V2V技術(shù)使傳感器能夠與鄰近汽車聯(lián)系，因此它比任何車載環(huán)繞感應系統(tǒng)都更精確，更節(jié)能。如果我們進一步研究，我們會想出AD不是從A到B的自動車輛過渡的解決方案，而是一種優(yōu)化交通參數(shù)并允許所有通勤者快速安全地到達目的地的網(wǎng)絡協(xié)議。

無線升級是V2N啟用的另一個AD基本功能。由于AD是一種生命關(guān)鍵型應用程序，因此必須使它們處于最新狀態(tài)。

V2I：車輛到基礎(chǔ)設施

V2I技術(shù)允許車輛與道路基礎(chǔ)設施進行通信。V2I傳感器收集有關(guān)交通的信息，交通燈通信其狀態(tài)，雷達設備，攝像機和其他道路信號作為共享節(jié)點工作，以最大化基礎(chǔ)設施吞吐量。甚至對象列表車道標記或道路障礙有一天會變得“聰明”并成為V2I傳播者。對于AD，該信息是至關(guān)重要的，因為車輛可能依賴于專門針對某些道路事件的靜止物體數(shù)據(jù)。接近工作區(qū)的車輛可以通知并降低速度。停車場可以在前一位乘客離開現(xiàn)場的那一刻宣布他們的可用性。

除此之外，通過V2I，汽車可以收集交通流量數(shù)據(jù)并幫助司機選擇最佳路線。由于實時交通更新，車輛到基礎(chǔ)設施技術(shù)可以降低油耗。

通過V2I和AD的預過濾可以增加密度（汽車將彼此靠近并且留出更少的間隙），這將使當前的基礎(chǔ)設施容量翻兩番，將道路事故保持在零水平并提高交通速度。

V2P：車輛到行人

世界衛(wèi)生組織報告說，全球每年有近27萬名行人死于道路交通事故。車輛到行人技術(shù)可以更好地改變這種破壞性的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

通過智能手機和可穿戴設備中的V2P技術(shù)，行人可以與汽車共享數(shù)據(jù)。除了共享位置信息外，行人的設備還可以提醒駕駛員，例如，他們需要更多時間過馬路。這項技術(shù)將保護道路上一些最脆弱的人 - 老年人和兒童。

V2X：車到一切

車輛到一切通信允許汽車收集信息并與影響它的環(huán)境中的任何事物共享信息。值得注意的是，V2X技術(shù)結(jié)合了所有其他類型的車載通信。因此，車輛到一切通信技術(shù)顯示關(guān)于車輛周圍環(huán)境的最準確信息。通過V2X，ADAS可以獲知路上可能發(fā)生的任何事情。

美國運輸部表示，合并后，V2V和V2I通信有可能將非受損性碰撞減少80％。

與激光雷達相比，V2X傳感器具有更大的射程和全物體和環(huán)繞角度觀察功能。

V2X技術(shù)結(jié)合了聯(lián)網(wǎng)汽車的所有優(yōu)勢。它提高了道路安全性和移動性，改善了交通流量。最重要的是，V2X技術(shù)有助于管理能源，有利于環(huán)境。

自動駕駛汽車是聯(lián)網(wǎng)汽車

讓我們總結(jié)一下：連通性是使自動駕駛汽車成為可能的原因。目前的發(fā)展目標是自動駕駛車輛在沒有V2x的情況下工作，但這可以揭示ADAS的真正潛力：成為真正的社會，經(jīng)濟和交通中斷。

實時數(shù)據(jù)為自動駕駛車輛提供了很多好處。聯(lián)網(wǎng)汽車技術(shù)使汽車能夠消除人為錯誤。憑借完整的360度非視距感知，聯(lián)網(wǎng)汽車技術(shù)可以獲得比周圍環(huán)境更多的數(shù)據(jù)。換句話說，自動駕駛汽車更明智，更安全。

未來的車輛將成為通信單位而不是交通工具。我們將在家庭和辦公室之后使用我們的汽車作為第三名。互聯(lián)時代的出現(xiàn)將需要大量軟件來支持新的用例并支持目前難以想象的商業(yè)模式。然而，這種向軟件第一輛汽車的轉(zhuǎn)變將帶來必須解決的一系列新挑戰(zhàn)（如安全移動性 - 防止攻擊）。