歐洲互聯(lián)智能汽車關(guān)鍵技術(shù)綜述—12thITS EUROPEAN CONGRESS總結(jié)

1 前言

在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）發(fā)展的大背景下，智能交通是各國智慧城市發(fā)展中的重要發(fā)展戰(zhàn)略。2017年在法國斯特拉斯堡舉行的12屆歐洲智能交通大會(huì)上，各國專家討論了互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)下信息和通訊技術(shù)（ICT）、汽車互聯(lián)化與汽車自動(dòng)化、汽車智能化的關(guān)鍵技術(shù)、數(shù)據(jù)安全與數(shù)據(jù)隱私，討論了隨著數(shù)字化和互聯(lián)化的發(fā)展，互聯(lián)智能汽車面臨的挑戰(zhàn)，提出了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的技術(shù)措施。

2 互聯(lián)智能汽車測(cè)試能力整合

當(dāng)前互聯(lián)智能駕駛（Connected and Automated Driving,CAD）技術(shù)發(fā)展面臨著法律、互聯(lián)技術(shù)、測(cè)試與認(rèn)證技術(shù)、傳感器和感知技術(shù)、功能與控制、道路和基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)和人機(jī)界面技術(shù)（HMI）發(fā)展的挑戰(zhàn)。

關(guān)于測(cè)試技術(shù)，普遍采用V字型流程，即從顧客需求開始到最后的用戶驗(yàn)收試驗(yàn)，其中要不斷進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)的迭代過程（圖1）。

圖1 V字型驗(yàn)證與認(rèn)證流程[1]

歐盟互聯(lián)智能汽車的測(cè)試采用的是合作制，形成了試驗(yàn)、示范基地聯(lián)盟，其中歐盟試驗(yàn)基地（DRIVE 2X）包括,法蘭克福基地Sim TD,Autobrennero,Sisco?ga,SCORE-F,Helmond的System TS,Gothenburg的Test Site Sweden,Coop TS Finland。

COMPASS 4D聯(lián)盟包括在英國的Newcastle、瑞典的Copenhagen、荷蘭的Helmond、法國的 Bordeaux、Vi?go、意大利的Verona和Thessaloniki七大城市，Com?pass4D通過在七個(gè)歐洲城市實(shí)施和試行三項(xiàng)合作ITS（C-ITS）服務(wù)，實(shí)現(xiàn)公路運(yùn)輸?shù)牡缆钒踩湍茉葱省?/p>

歐盟支持的CO-GISTICS聯(lián)盟進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)交通效率、燃油經(jīng)濟(jì)性改善方面的示范運(yùn)行，主要在物流中心進(jìn)行示范項(xiàng)目，這些物流中心包括Frankfurt、Bordeaux、Vigo、Thessaloniki、Arad、Trieste和 Bilbao物流中心。

此外歐盟還支持SCOOP項(xiàng)目和C-ROADS項(xiàng)目，其中SCOOP是一個(gè)合作ITS試點(diǎn)部署項(xiàng)目，旨在將大約3000輛車與2000 km的道路連接起來。它由5個(gè)不同類型的道路組成：Ile-de-France、巴黎和...之間的“East Corridor”。而通過C-Roads平臺(tái)，政府和道路運(yùn)營商聯(lián)合起來協(xié)調(diào)整個(gè)歐洲的合作智能交通系統(tǒng)（CITS）的部署活動(dòng)，目標(biāo)是為道路使用者實(shí)現(xiàn)可互操作的跨境C-ITS服務(wù)的部署。

L3Pilot項(xiàng)目是由歐盟理事會(huì)支持的汽車研發(fā)Ho?rizon 2020項(xiàng)目支持的項(xiàng)目，該項(xiàng)目聚焦大規(guī)模SAE Level 3自動(dòng)駕駛功能測(cè)試，并額外測(cè)試一部分Level 4的功能。目前該項(xiàng)目有1000多個(gè)測(cè)試駕駛員，100輛車分布在11個(gè)歐盟國家，測(cè)試智能駕駛技術(shù)在安全和高效交通方面的可行性。

AutoPilot聯(lián)合項(xiàng)目：在西班牙的Vigo進(jìn)行城市駕駛、自動(dòng)代客泊車測(cè)試，在法國的Versailles,進(jìn)行自動(dòng)代客泊車、城市駕駛和編隊(duì)行駛，在荷蘭的Brainport進(jìn)行自動(dòng)代客泊車測(cè)試，高速路自動(dòng)駕駛和編隊(duì)測(cè)試，在芬蘭的Tampere進(jìn)行自動(dòng)代客泊車和城市自動(dòng)駕駛，在韓國進(jìn)行城市駕駛，在意大利的Livorno進(jìn)行城市駕駛和高速路自動(dòng)駕駛。

Drive Me項(xiàng)目，在瑞典Gothenburg公共道路上100個(gè)正常家庭將體驗(yàn)Volvo XC90s自動(dòng)駕駛。該項(xiàng)目是2013年啟動(dòng)的，2017年開始示范實(shí)施，在英國倫敦和中國北京也將實(shí)施類似的項(xiàng)目。

由CTAG管理的SISCOGA智能走廊與DGT和城市區(qū)域合作，與Vigo合作，在城市道路上集成了100多公里。這個(gè)在歐洲開創(chuàng)的永久性走廊的目標(biāo)是對(duì)汽車到汽車和汽車到基礎(chǔ)設(shè)施的通信系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試。

CONCORDA EATA項(xiàng)目，該項(xiàng)目第1階段（2017-2021）：

●使用案例主要聚焦提供服務(wù)，包括高速路代駕（L2/L3）和密集的卡車編隊(duì)行駛。

●在技術(shù)方面主要是：

·預(yù)開發(fā)：混合通訊：LTE,ITS G5+LTE V,移動(dòng)邊緣計(jì)算應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)切片；

LTE廣播：GNSS偏移，有害信息和高清地圖更新

·研究項(xiàng)目：商用模式、責(zé)任、安全概念、服務(wù)質(zhì)量、安全和數(shù)據(jù)保護(hù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)

●在德國、法國、荷蘭、西班牙和比利時(shí)20.4Km的測(cè)試車道。

CONCORDA EATA項(xiàng)目，該項(xiàng)目第2階段（2018-2022）：

使用案例在第1步的基礎(chǔ)上加入代客泊車，在技術(shù)應(yīng)用方面全面應(yīng)用第1階段的成果，形成跨境的公路網(wǎng)。

CONCORDA EATA項(xiàng)目，該項(xiàng)目第3階段（2019初-2023）：

使用案例增加智能駕駛，開發(fā)的成熟技術(shù)開始進(jìn)行工業(yè)化，在授權(quán)的路網(wǎng)上進(jìn)行商業(yè)化的智能駕駛。

SISCOGA智能走廊的主要技術(shù)參數(shù)：

●ITS智能走廊130 Km;

●ITS G5:80 RSUs（路邊單元）;

●Cellular:3G/4G和LTE/V2X,5G;

●與葡頭牙的ITS智能走廊互聯(lián)。

SISCOGA還建立了合作FOT和示范項(xiàng)目，2010-2011年進(jìn)行了C2ECOM研發(fā)，2011-2012進(jìn)行了實(shí)際道路試驗(yàn)研究項(xiàng)目（FOT）、2012-2013年進(jìn)行DRIVEC2X FOT,2013-2015年完成了COMPASS4D示范項(xiàng)目，2016-2017年完成了Project SCOOP智能走廊的部署工作。

圖2 SISCOGA測(cè)試項(xiàng)目的混合通訊構(gòu)架[1]

SISCOGA測(cè)試項(xiàng)目的混合通訊構(gòu)架見圖2，主要由DGT云、Concello de Vigo云、交通數(shù)據(jù)提供商的云、OEM云和作為基站的4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)組成，路邊單元為RSU,車載單元為OBU組成了車聯(lián)網(wǎng)，其中Apps de Movilidad作為核心與RSU、DGT和交通數(shù)據(jù)提供商云和Concello de Vigo云保持?jǐn)?shù)據(jù)交換。

試驗(yàn)樣車認(rèn)證

試驗(yàn)樣車的申請(qǐng)人必須提供符合要求系統(tǒng)認(rèn)證證書（由一系列的技術(shù)要求組成）。授權(quán)的認(rèn)證程序是快速和靈活的，并且這種認(rèn)證在不同的歐盟成員國是互認(rèn)的，未來的認(rèn)證將實(shí)施軟件認(rèn)證。

3 互聯(lián)技術(shù)促進(jìn)智能汽車發(fā)展

歐盟支持成立了EATA通訊聯(lián)盟，主要目標(biāo)[2]：

●促進(jìn)歐盟互聯(lián)智能駕駛技術(shù)的發(fā)展；

●清除發(fā)展道路上潛在的障礙，聚焦急需的技術(shù)和法規(guī)措施；

●識(shí)別促進(jìn)互聯(lián)和智能駕駛技術(shù)的商用模式；

●使歐盟在互聯(lián)智能駕駛技術(shù)領(lǐng)域在全球處于領(lǐng)先地位；

●在汽車行業(yè)和通訊行業(yè)之間搭建一個(gè)知識(shí)共享的平臺(tái)，開發(fā)“共同的語音”；

●改善道路安全和提升交通效率，造福社會(huì)；

●促進(jìn)歐盟的數(shù)字化經(jīng)濟(jì)。

EATA互聯(lián)智能汽車關(guān)注L3，L4的高速路代駕，高密度的卡車編隊(duì)和自動(dòng)待客泊車三項(xiàng)工作。

Luc JANSSEUNE提出了智能駕駛的新挑戰(zhàn)：車載傳感器和互聯(lián)數(shù)據(jù)[2]。

●作為額外的車輛傳感器互聯(lián)數(shù)據(jù)：

●新的信息并且賦予新的屬性；

●安全相關(guān)的應(yīng)用需要通過混合通訊的通道進(jìn)行監(jiān)管；

●在數(shù)據(jù)框架上采用安全規(guī)則；

●更精、確更安全的定位：校正GNSS

Concorda系統(tǒng)介紹(圖3)

圖3 Concorda系統(tǒng)圖[2]

GNSS校正因素廣播

目標(biāo)[2]：增加GNSS定位精確性

●衛(wèi)星狀態(tài)空間代表；

●廣播范圍20-70 Km;

●廣播頻率=1 sec

●包括MNO范圍

移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）作為協(xié)同接受消息（CAM）和非中心化環(huán)境通知信息（DENM）備用

提高短程通信可靠性/可用性的措施[2]：

●消息重復(fù):(已經(jīng)到位）

●冗余通信路徑：

●例如2個(gè)95%的可用性總共為99.75%

●LTE站天線位置高，因此可以更好地到達(dá)。

圖4 MEC系統(tǒng)構(gòu)架[2]

代客泊車（AVP）方案[2]

●與基礎(chǔ)設(shè)施的冗余通信：

●冗余技術(shù)：

●基礎(chǔ)設(shè)施將連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過AVP由汽車通過LTE備份通過短距離通信和嵌入式用戶權(quán)限管理進(jìn)行控制（見圖5）

圖5 AVP與代客泊車管理[2]

通訊片段：

●NB用于汽車喚醒和電池驅(qū)動(dòng)的停車傳感器

●uRLLC用于MEC應(yīng)用和遠(yuǎn)程駕駛

MAP和精準(zhǔn)定位:

●高精3D相對(duì)位置地圖優(yōu)化

●GNSS校正位置

●基于停車傳感器的精準(zhǔn)定位

泊車通訊：

●通過datex II

代客泊車（Automated Valet Parking-AVP）實(shí)時(shí)模型見圖6，服務(wù)內(nèi)容如下：

●車輛Check in/out；

●通過智能手機(jī)APP與用戶界面；

●給進(jìn)入的車輛發(fā)生3D高精停車地圖；

●整合數(shù)據(jù)：基于群體的停車場(chǎng)檢測(cè)（使用汽車傳感器），登記離開汽車，歷史模式，P-slot傳感器和相機(jī)；

●屬性放置并將路徑發(fā)送到屬性位置；

●管理額外的服務(wù)：洗車、加油、in-car-delivery,EV充電等；

●通過無線連接管理停車場(chǎng)訪問權(quán)限，并通過汽車中的令牌作為離線備份來管理；

●交通管理：例如緩沖區(qū)的自動(dòng)駕駛汽車優(yōu)先考慮手動(dòng)汽車行駛；

●事故管理+安全（避撞，如行人避撞）。

圖6 AVP實(shí)時(shí)模型[2]

4 智能駕駛車載核心技術(shù)

德國博世公司描繪了3個(gè)智能駕駛場(chǎng)景，即高速路自動(dòng)駕駛（2020年）、自動(dòng)泊車（2018）和城市自動(dòng)駕駛（2020以后）。

作為顛覆式技術(shù)的全球智能駕駛技術(shù)的經(jīng)歷著快速的演變，目前駕駛輔助技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)成熟，已經(jīng)匹配了批量生產(chǎn)產(chǎn)品，大規(guī)模、安全和低成本的技術(shù)增長(zhǎng)促進(jìn)自動(dòng)駕駛成為可能，同時(shí)又不失駕駛樂趣。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，智能駕駛技術(shù)會(huì)在內(nèi)燃機(jī)和電驅(qū)動(dòng)共存的基礎(chǔ)上快速發(fā)展，這得益于不斷改進(jìn)的先進(jìn)汽車電子技術(shù)和大批量應(yīng)用。

互聯(lián)技術(shù)、移動(dòng)出行、移動(dòng)數(shù)據(jù)、加速性、可獲得性、可維修性和互操作性等是共享汽車商業(yè)發(fā)展的獨(dú)特賣點(diǎn)，而IT和軟件是其核心競(jìng)爭(zhēng)力，未來電驅(qū)動(dòng)和高端CE和模塊化是智能共享汽車（SAEC）的動(dòng)力總成和電子發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。

Dr.Eckard Steiger提出智能駕駛的核心活動(dòng)和核心技術(shù)包括感知、思考和行動(dòng)。AI車載計(jì)算機(jī)的概念見圖7，博世公司與NVIDIA公司合作，采用了NVIDIA公司的Xavier技術(shù)，打造了車載計(jì)算機(jī)，結(jié)合車載傳感器的大量環(huán)境數(shù)據(jù)和云數(shù)據(jù)和占用網(wǎng)格，汽車變得越來越聰明。通過AI深度學(xué)習(xí)，汽車可以檢測(cè)了解周圍環(huán)境、可以按感知繪制局部地圖，可以規(guī)劃沿著繪制的路徑駕駛、可以根據(jù)當(dāng)前車輛駕駛狀態(tài)優(yōu)化駕駛動(dòng)態(tài)特性。

圖7 車載計(jì)算機(jī)[3]

智能駕駛的另一核心技術(shù)是精準(zhǔn)定位，博世公司提出了博世道路簽名云的精準(zhǔn)地圖概念（圖8）。博世道路簽名系統(tǒng)與高精地圖集成，通過OEM云、地圖合作伙伴云、博世道路簽名云，視頻道路簽名數(shù)據(jù)與雷達(dá)道路簽名數(shù)據(jù)共同在博世道路簽名云進(jìn)行匹配來進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

圖8 道路簽名系統(tǒng)與精準(zhǔn)定位[3]

互聯(lián)技術(shù)認(rèn)證

博世公司提出了汽車互聯(lián)技術(shù)認(rèn)證流程，包括事件觸發(fā)、記錄事件、上傳事件、在Bosch IoT云數(shù)據(jù)庫上匯總雷達(dá)、視頻數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Bosch IoT云由數(shù)據(jù)分析人員、車隊(duì)管理人員和基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)人員管理。通過使用事件觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄降低數(shù)據(jù)復(fù)雜性，由于即時(shí)數(shù)據(jù)分析而導(dǎo)致的開發(fā)迭代時(shí)間很短（圖9）。

Francisco Sanchez在12屆歐洲智能交通大會(huì)上介紹了SISCOGA 4CAD未來實(shí)施計(jì)劃、Autopilot、CMOBILE、C-ROADS項(xiàng)目（西班牙）[4]。

Project SCOOP:2016.1-2018年

功能：選擇Day 1協(xié)同服務(wù)；

車隊(duì)：10臺(tái)互聯(lián)智能汽車；

地點(diǎn)：SISCOGA4CAD城間和葡頭牙智能走廊

圖9 互聯(lián)汽車認(rèn)證[3]

Autopilot:2017.7-2020.6

功能：自動(dòng)代客泊車；

城市自動(dòng)駕駛；

車隊(duì)：4臺(tái)智能駕駛車輛

地點(diǎn)：Vigo市

C-MOBILE項(xiàng)目2017.6–2020.11

功能：

●提升交通效率（綠色優(yōu)先權(quán)、GLOSA,動(dòng)態(tài)限速、嘗試車輛數(shù)據(jù)）

●基礎(chǔ)設(shè)施到車輛安全（RWW、RHW、EVW、違反信號(hào)警告、行人警告系統(tǒng)）

●車與車安全（城市ACC、緊急制動(dòng)燈、SVW、VRUs警告）

車隊(duì)：20臺(tái)卡車、10臺(tái)公交車、30輛轎車、10輛緊急車輛和10臺(tái)摩托車

地點(diǎn)：Vigo城市與城間

C-ROADS項(xiàng)目（西班牙）：2017.7-2020.6

功能：Day 1,Day 1.5協(xié)同服務(wù)；

●城市自動(dòng)駕駛；

●自動(dòng)代客停車；

●高速路代客駕駛；

●最后一英里自動(dòng)駕駛接駁客車服務(wù)。

車隊(duì)：30臺(tái)私人車輛，15臺(tái)出租車，30臺(tái)公交車，5臺(tái)緊急車輛，5臺(tái)自動(dòng)駕駛車輛

地點(diǎn)：葡頭牙智能走廊

卓越的系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)-應(yīng)對(duì)自動(dòng)駕駛挑戰(zhàn)的關(guān)鍵

信息與通訊技術(shù)（ICT）在實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中扮演重要角色，見圖10。

圖10 信息與通訊技術(shù)（ICT）框架[5]

5 結(jié)束語

當(dāng)前互聯(lián)智能駕駛（Connected and Automated Driving,CAD）技術(shù)發(fā)展需要測(cè)試與認(rèn)證技術(shù)整合，包括傳感器和感知技術(shù)、功能與控制、道路和基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)和人機(jī)界面技術(shù)（HMI）發(fā)展。

通訊技術(shù)公司與主機(jī)廠聯(lián)盟，為智能汽車技術(shù)發(fā)展提供互聯(lián)技術(shù)支撐。

Volker Fricke提出標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)隱私與安全是成功部署互聯(lián)移動(dòng)（Internet of Mobility）的重要元素[5]：

●標(biāo)準(zhǔn)在當(dāng)今國際標(biāo)準(zhǔn)中至關(guān)重要，在當(dāng)今國際標(biāo)準(zhǔn)中必不可少，互聯(lián)世界確保互聯(lián)互通性和互操作性;

●聯(lián)網(wǎng)車輛和C-ITS領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇和推廣具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)橛袝r(shí)在同一領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng);

●需要采用端到端安全方法來應(yīng)對(duì)實(shí)際和未來的威脅，并滿足所有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的合規(guī)要求;

●黑客的威脅將隨著時(shí)間增加而增加，并通過聯(lián)網(wǎng)車輛的進(jìn)一步數(shù)字化威脅將進(jìn)一步增加;

●端到端安全審查是處理這些威脅的關(guān)鍵；

●這將對(duì)當(dāng)前車輛構(gòu)架產(chǎn)生影響；

●汽車制造商和供應(yīng)商應(yīng)面對(duì)這樣的新挑戰(zhàn)。

Dr.Eckard Steiger提出了全球主機(jī)廠高度關(guān)注智能駕駛核心技術(shù)[3]，包括：

●環(huán)境感知：所有場(chǎng)景高度可靠；

●認(rèn)證和發(fā)布流程：智能駕駛車輛和系統(tǒng)保障；

●系統(tǒng)智能化：解釋形式、規(guī)劃、決策和執(zhí)行；

●定位：實(shí)時(shí)更新高精地圖；

●法律：全球標(biāo)準(zhǔn)和清晰的職責(zé)；

●系統(tǒng)構(gòu)架：感知、ECU和執(zhí)行機(jī)構(gòu)冗余；

●可靠和安全：技術(shù)失效的保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)攻擊的保護(hù)。