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V2X是什么?V2X有什么用呢?

FPGA之家 ? 來源:FPGA之家 ? 作者:FPGA之家 ? 2022-07-13 09:37 ? 次閱讀

?有朋友留言讓我寫寫V2X,我遲遲未動筆,一個重要的原因是,我覺得自己沒法寫的很專業,畢竟討論這個話題的通常都是各行業大佬。作為一個在這個領域僅工作幾年的年輕人,我自己對V2X沒理解清楚的地方還有很多,所以不太敢寫。

不過本著科普大眾的目的,我今天試著從行業、產品、市場、芯片、企業等多方面對V2X做個簡單的介紹,希望對大家有所幫助。

特此申明:本篇文章不代表任何公司立場,純屬個人觀點。另外受個人認知的局限,肯定有說的不對和不全面的地方,也歡迎大家指正交流。

1、V2X是什么?

英文全稱為Vehicle to Everything,就是車輛和萬物互聯,包括V2V(車車通信)、V2I(車和路邊基礎設施通信)、V2P(車和行人通信)、V2N(車和網通信)等。一個聽起來有點高大上的名詞,但是如果說車聯網,大家都聽的明白,只不過車聯網這個詞已經被用爛了,傳統意義上的車聯網通常單指V2N這一部分。現在還有所謂的車路協同、智能網聯等時髦詞匯,其實說的都差不多是同一個東西。

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上圖中的V2V、V2I、V2P用的是設備到設備的直連通信方式,V2N是設備連接基站,走的蜂窩網形式。

V2X有什么用呢?在我看來最重要的一個用處是「安全」,當車能夠實時的和周邊其他車輛或者路側設備交互信息時,就可以大大的提高安全性。比如在下面的這個場景,

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山區盤山公路拐角處,司機是看不到對面有沒有來車的,如果對向車不提前按喇叭,在拐角處還是比較危險的。我有一次坐大巴車出去玩,中途就幾次差一點在這種路口發生碰撞事故。

如果有了V2X,司機就可以提前知道對向有沒有車過來,提前做好防范措施。具體又可以有兩種實現方式,一種是V2V,對向的車輛裝有車載通信設備,它會高頻率的廣播自己的位置、速度、航向等信息,自車接收后會判斷是否和自己有碰撞風險,做出預警。另外一種方式是V2I,對向車輛如果沒有通信設備,可借助道路側的傳感器(雷達、攝像頭)來檢測,然后將識別后的信息通過路邊的通信設備發給車端,車輛再做判斷預警。

還有一次出門,車輛行駛在高速公路上,大霧、能見度非常低,突然遇到一輛側翻在路中央的貨車,差一點沒反應過來就撞上了,那時我就想如果有V2X,就可以提前幾百米發出預警,減少事故發生可能性。還有類似高速上臨時施工區的提醒,對行車安全也非常有意義。

除了剛才說的兩種場景,還有很多安全相關的應用場景:

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看到這里可能有朋友會問:車上裝上傳感器(攝像頭、毫米波雷達、激光雷達),不就能識別出危險狀況了嗎?能這么問說明你已經深入思考了一步,但是你如果仔細看上述場景的話,這些傳感器都沒法比V2X更遠距離、更提前的檢測到潛在的沖突,因為會受到遮擋、天氣、自身檢測誤差等影響,而V2X恰好可以對這些問題做到補充。

有種說法,V2X也是起源于21世紀初發生在美國的一起特大交通事故,該交通事故是一輛卡車和一輛校車在十字路口相撞,導致車內的學生全部死亡。事故發生后美國國家運輸安全委員會(National Transportation Safety Board)對事故進行了調查并提交了一份報告給美國公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration,簡稱NHTSA)。報告中描述了事故發生經過,認為如果事故發生時車輛上有能與其他汽車進行通信的系統,那么該事故就能夠被避免,并建議NHTSA開始進行V2V的授權工作,并希望汽車制造商們能夠在所有新車上安裝此系統。

還有種說法是如果把無人駕駛汽車比喻為一個人的話,攝像頭和雷達是眼睛,而V2X就是嘴巴和耳朵,不僅可以說(不斷說出自己的位置、速度、航向等信息)還可以聽(接收其他車輛的信息),這個說法我覺得還是很有道理的。人開車雖然主要靠眼睛,但是也會通過喇叭或者車燈來和其他車輛交互,從這個角度來說我覺得V2X還是很有用的。

除了安全,V2X還有兩大作用:「通行效率」和「信息服務」。效率類應用包括車速引導、車內標牌等場景,信息服務包括汽車近場支付等。這兩個有用嗎?有用,但是我覺得都不如安全的重要性大。

標準里定義了17個典型的V2X應用,

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來源于:CSAE 53-2020 合作式智能運輸系統 車用通信系統 應用層及應用數據交互標準(第一階段)(團隊/技術標準 (caicv.org.cn))

2、行業發展

V2X和「汽車」、「交通」、「通信」三大行業密切相關,可以看作是一個新興的交叉領域,國內最近幾年呈現蓬勃發展的勢頭,一大原因和5G有關,5G是民族驕傲,但是迫切需要為它找到應用落腳點,而5G的三大應用場景eMBB(enhanced Mobile Broadband,增強型移動寬帶)、mMTC(massive Machine Type Communications,海量機器類通信)、URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications,超可靠、低時延通信),其中的mMTC和URLLC都是為物聯網服務的,而車聯網是個超級大的、可以集中統管的垂直應用領域。

什么?不是在說V2X嗎,怎么扯上5G了?這又得嘮叨一會,經常有人鬧不明白。

最初國外V2X用的是一種叫做802.11p的技術,它是在802.11a也就是WIFI基礎上改進的一種技術,通信方面的具體差異咱就不說了,因為我沒法說的很清楚,但是比較容易理解的是,WIFI顯然是沒法直接用在車車通信上的,因為連接的過程需要花費很長時間,這對車輛安全應用顯然是無法接受的,因為WIFI還沒連接上,車輛搞不好就撞到一起了。所以802.11p主要是減少了通信時間、提高了通信準確率。

國外有802.11p,通常也叫DSRC,國內出了一個LTE-V,此標準是以大唐電信和華為為代表提出來的,對應在3GPP標準組織下。

LTE-V里包含兩種通信方式,一種是直連通信,不依賴于基站,一般叫PC5(ProSe Communication 5)接口,一種是蜂窩通信,需要基站參與,一般叫Uu(U表示用戶網絡接口:User to Network interface,u表示通用:Universal)口。

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國內V2X走的是C-V2X(Celluar V2X)這條路線,LTE-V也在不斷演進,后面會升級到5G-V2X或者NR-V2X,變化是速率很快、延遲更低。再加上5G的蜂窩通信,這時V2X就和5G有關聯了。

V2X在國內目前依舊處于示范階段,只不過規模越來越大,從早先幾年的封閉測試區、示范開放道路,到現在的城市先導區建設。

最近也有部分車企在新發布的車型里前裝了V2X,包括上汽通用2021款別克GL8 Avenir艾維亞(可選裝V2X智能交通技術,售價10,000元),紅旗品牌全尺寸智慧純電SUV紅旗E-HS9(搭載了移遠的C-V2X模組AG15和LTE模組AG35)等。車企前裝V2X對這個行業是個好事情。

當然還有相當多的問題在探討中,包括路側設備由誰來建設、誰來運營、如何盈利?普通消費者是否有意愿后裝車載設備(真正能帶來哪些價值)?等等。.

3、芯片、模組、設備、企業

現有芯片包括只支持LTE-V的,同時支持LTE-V和4G 蜂窩通信的,以及同時支持LTE-V和5G蜂窩通信的這三種,模組也是同樣的情況。

注意雖然5G芯片、模組及手機早就有了,但是5G-V2X芯片目前還沒有。

目前能做LTE-V芯片的企業不多,就華為、高通、大唐、Autotalks這幾家。同時做LTE-V+蜂窩通信二合一芯片的目前只有華為和高通。

模組方面,華為和大唐是自己做,高通的模組商比較多,有移遠、高新興、SIMCOM等,用的最多的是移遠,Autotalks模組商有村田等。

國內做OBU、RSU設備的企業主要有4大類,第一類是傳統的通信行業企業,華為和大唐,他們是既做芯片、又做模組、還做設備的公司;第二類是傳統的交通行業企業,包括華錄易云、金溢、萬集、千方、高新興等公司;第三類是傳統的汽車行業企業,包括均勝、東軟等公司;第四類是創業公司,包括星云互聯、華勵智行、CIDI等公司。國外有Codha Wireless、Savari公司。

各公司營收目前主要還都是靠拿示范項目,誰能在未來商用時代占領市場還得需要時間驗證。

看起來這么有前景的行業,自然少不了BAT的參與,這里面發力最猛的當屬百度,阿里和騰訊也有不同程度的參與。

產品方面,RSU(Road Side Unit)用在戶外,24h不間斷工作,在我看來設備的穩定可靠工作是關鍵。

RSU通常掛在路桿上,和OBU之間的通訊距離在空曠情況下可以達到1km以上。

OBU(On Board Unit)用在車內,是否達到車規級要求和低成本是關鍵,另外前裝和后裝考慮的點也有所不同。現在各家做的基本上都長這樣:

兩者的內部架構通常如下:

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主控處理器絕大部分用的都是NXP的I.MX系列,其中LTE-V模塊和4G模塊是分立的兩個模塊或者一個模塊。

除了OBU、RSU本身,和V2X相關的還包括車端應用提醒(聲音、畫面)、路端的邊緣計算、感知,云端的云控平臺等。

在我看來只有V2X能真正的為用戶帶去價值,得到用戶的真正認可,才能夠真正的落地,這個價值還需要不斷的探索。

由于篇幅所限,各個方面寫的都不是很深入,后續再深入展開,感興趣的可以保持關注。

審核編輯 :李倩

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原文標題:聊一聊V2X,我眼中的V2X

文章出處:【微信號:zhuyandz,微信公眾號:FPGA之家】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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