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V2V 和 V2X 汽车和基础设施的推出

u-blox_V2X

随着 GM 在其车辆中部署车辆到车辆 (V2V) 系统,高级自动驾驶车辆的必要元素开始推广,同时车辆到一切 (V2X) 测试台从坦帕、纽约和怀俄明州开始。

终于开始了:汽车巨头 GM 已开始 V2V 部署,在其 2017 款凯迪拉克 CTS 型号中推出了专用短程通信无线电 (DSRC)。车辆将能够以每秒 10 条消息的速率(即每 100 毫秒一条消息),在最远 1000 英尺的距离内传输和接收有关位置、方向和速度的简单消息。

根据 V2V 的原始意图,凯迪拉克系统使车辆可提醒其他车辆驾驶员注意前方潜在的危险情况,使他们有更多的时间作出反应。提示警报的常见危险情况包括紧急制动、湿滑路况和不能行驶的车辆。驾驶员还可以自定义警报以显示在仪表盘和可用的平视显示中。

此外,多台配备 V2V 的车辆可创建临时无线网络,允许传输信息,而无需仅依赖视线、良好天气条件或蜂窝网络覆盖范围(图 2)。

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图 1:GM 的凯迪拉克部门正在其 CTS 系列中部署 V2V 系统,该系统能够在 300 米范围内通信。(图像来源:GM)

在基础设施方面,凯迪拉克公司明确其意图后不久,坦帕怀俄明州互联汽车 (CV) 试点部署计划网站上线,加入纽约市的计划。美国交通部选择了这三个地点,并提供 4500 万美元的资金,为其 CV 计划启动设计/构建/测试阶段。该计划的前提是,互联车辆可以挽救生命,提高生产力,减少车辆对环境的影响,以及改善公共机构的运营。

这三个站点中的每一个站点都已花费 12 个月(计划为期 50 个月)来准备快速推出的部署概念(图 2)。现在,该计划已进入第 2 阶段,包括设计、构建和测试集成无线车载、移动设备和相应道路救援技术的复杂部署。这项工作于 9 月开始,并规定了 20 个月的时限。余下的几个月(即第三阶段)将用于维持和运行试点计划。

DoT CV Pilots Deployment Program

图 2.DoT 的 CV 试点部署计划选择坦帕、纽约和怀俄明州作为试点站点。所有站点均已完成第 1 阶段概念开发活动,并已进入第 2 阶段 - 设计/部署/测试。(图像来源:ITS.DOT.gov)

计划参与者已经在 5.9 GHz 频段中拥有 75 MHz 频谱的优势。1999 年,FCC 明确地将其搁置,以用于智能运输系统 (ITS)。但是,每个区域的频谱分配不同。例如,在日本,它们以 720 MHz 频段运行 DSRC。该频谱的使用方式由技术人员和监管机构决定。

为了帮助利用频谱并支持 ITS 应用的开发,对 802.11 标准实施了 IEEE 802.11p 修正,以便适合在车辆环境 (WAVE) 中进行无线访问。此外,它还定义了高速车辆之间以及车辆与基础设施 (V2I) 之间的数据交换。

这种通信的关键方面包括延迟和信号处理时间,尤其是在设计人员和汽车工程师考虑迁移到 4 级并最终迁移到 5 级自主时。让我们用一个示例来展示响应时间的重要性。

以 65 英里/小时的速度行驶的车辆在 1 秒内覆盖了 95.33 英尺(29 米)。对于 GM 凯迪拉克 CTS,它的无线通信范围几乎为 1000 英尺(305 米),因此它有一个 10 秒的响应窗口。如果这种响应意味着尽快停止,则从 65 英里/小时开始可能需要 400 英尺(122 米)的距离才能实现。减去 400 英尺后,车辆只剩下 6 秒时间来传达即将发生的事故的性质,以便及时停止。考虑到非视距问题、应用层可能存在的射频干扰和延迟,尽量减少延迟的重要性变得显而易见。 

目前,2017 凯迪拉克 CTS 是市场上唯一内置 V2V 的车辆,因此它只能与其他凯迪拉克 CTS 通信。这当然限制了该功能的用途,因此凯迪拉克现在不会收费。但是,随着更多车辆的部署、基础设施的开发和扩展超越了坦帕、纽约和怀俄明州,V2X 功能将变得更加有用,更有价值。与任何通信网络一样,它将遵循梅特卡夫法则,并在添加节点数时变得更有价值。

同时,凯迪拉克渴望与任何公司或国家/地区合作,希望推出 DSRC。克莱斯勒和福特公司已经表示他们打算推出 V2X 技术,因此不久它也可能会有 V2V 同伴。大众最近还宣布,它将于 2019 年在新车辆上部署 DSRC 技术

有关 V2X 和自动驾驶的更多信息,请阅读我们之前的博客文章:V2X 如何让我们的汽车更智能、街道更安全自动驾驶车辆的乐高积木成形

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