浅析通信系统拓扑结构及其对未来自动驾驶的真正意义

随着整个世界向连接和数据共享发展，汽车行业也不例外。今天的汽车可以轻松地与其他车辆（V2V），设备（V2D）和基础设施（V2I）等交换信息。

什么是连接车辆技术？

所谓V2X，与流行的B2B、B2C如出一辙，意为vehicle to everything，即车对外界的信息交换。车联网通过整合全球定位系统（GPS）导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。

简单来说，搭配了该系统的车型，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。除此之外，通过使用车载传感器和摄像系统，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”。例如，如果行人突然出现，可以自动减速至安全速度或停车。

领先的汽车制造商致力于实现汽车的连接未来。奥迪，宝马，福特，沃尔沃，特斯拉和通用汽车都是一些积极开展联网汽车开发的原始设备制造商。

Foley和Lardner的调查显示，汽车制造商将联网汽车视为其公司的重点。

资料来源： 2017年汽车与自动驾驶汽车调查

这个领域的术语还没有稳定下来，因此制造商经常使用难以理解的名称。但是，可以在数据共享渠道和目的上进行必要的拆分。所有汽车通信技术都通过安全的车载自组织网络（VANET）发生。

汽车使用专用短程通信（DSRC），中程VANET或蜂窝技术或远程VANET与其他物体交换信息。这些是WLAN IEEE 802.11，IEEE 802.3bw™-2015 100BASE-T1,3 / 4 / 5G LTE标准占主导地位的主要渠道，但车载通信系统之间的主要区别在于其代理和功能。

什么是V2？意味着什么？

今天，至少有六种主要类型的连接代理对于自动驾驶（AD）至关重要：

让我们看看自动驾驶是如何期望利用这些技术以及社会和汽车行业未来的机遇。

V2V和V2N：车对车和车对网

V2V＆N通信技术将车辆连接到云服务和蜂窝基础设施。通过使用V2N，汽车可以交换有关交通，路线和道路状况的实时信息。V2V数据包可包含关于发送车辆的位置，方向，速度，制动状态和方向盘位置的信息。这些全球和现场信息块是AD做出适当驾驶决策的重要核心。

由于V2V技术使传感器能够与邻近汽车联系，因此它比任何车载环绕感应系统都更精确，更节能。如果我们进一步研究，我们会想出AD不是从A到B的自动车辆过渡的解决方案，而是一种优化交通参数并允许所有通勤者快速安全地到达目的地的网络协议。

无线升级是V2N启用的另一个AD基本功能。由于AD是一种生命关键型应用程序，因此必须使它们处于最新状态。

V2I：车辆到基础设施

V2I技术允许车辆与道路基础设施进行通信。V2I传感器收集有关交通的信息，交通灯通信其状态，雷达设备，摄像机和其他道路信号作为共享节点工作，以最大化基础设施吞吐量。甚至对象列表车道标记或道路障碍有一天会变得“聪明”并成为V2I传播者。对于AD，该信息是至关重要的，因为车辆可能依赖于专门针对某些道路事件的静止物体数据。接近工作区的车辆可以通知并降低速度。停车场可以在前一位乘客离开现场的那一刻宣布他们的可用性。

除此之外，通过V2I，汽车可以收集交通流量数据并帮助司机选择最佳路线。由于实时交通更新，车辆到基础设施技术可以降低油耗。

通过V2I和AD的预过滤可以增加密度（汽车将彼此靠近并且留出更少的间隙），这将使当前的基础设施容量翻两番，将道路事故保持在零水平并提高交通速度。

V2P：车辆到行人

世界卫生组织报告说，全球每年有近27万名行人死于道路交通事故。车辆到行人技术可以更好地改变这种破坏性的统计数据。

通过智能手机和可穿戴设备中的V2P技术，行人可以与汽车共享数据。除了共享位置信息外，行人的设备还可以提醒驾驶员，例如，他们需要更多时间过马路。这项技术将保护道路上一些最脆弱的人 - 老年人和儿童。

V2X：车到一切

车辆到一切通信允许汽车收集信息并与影响它的环境中的任何事物共享信息。值得注意的是，V2X技术结合了所有其他类型的车载通信。因此，车辆到一切通信技术显示关于车辆周围环境的最准确信息。通过V2X，ADAS可以获知路上可能发生的任何事情。

美国运输部表示，合并后，V2V和V2I通信有可能将非受损性碰撞减少80％。

与激光雷达相比，V2X传感器具有更大的射程和全物体和环绕角度观察功能。

V2X技术结合了联网汽车的所有优势。它提高了道路安全性和移动性，改善了交通流量。最重要的是，V2X技术有助于管理能源，有利于环境。

自动驾驶汽车是联网汽车

让我们总结一下：连通性是使自动驾驶汽车成为可能的原因。目前的发展目标是自动驾驶车辆在没有V2x的情况下工作，但这可以揭示ADAS的真正潜力：成为真正的社会，经济和交通中断。

实时数据为自动驾驶车辆提供了很多好处。联网汽车技术使汽车能够消除人为错误。凭借完整的360度非视距感知，联网汽车技术可以获得比周围环境更多的数据。换句话说，自动驾驶汽车更明智，更安全。

未来的车辆将成为通信单位而不是交通工具。我们将在家庭和办公室之后使用我们的汽车作为第三名。互联时代的出现将需要大量软件来支持新的用例并支持目前难以想象的商业模式。然而，这种向软件第一辆汽车的转变将带来必须解决的一系列新挑战（如安全移动性 - 防止攻击）。