5G网络下汽车无人驾驶技术现状与发展前景分析

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　　【摘  要】在新一轮科技创新的浪潮下，AI人工智能、5G网络、无人驾驶等高科技先后涌现，给传统的制造装备行业带来巨大冲击。随着一些互联网公司对云计算，图像传输、机器学习等前沿科技研究的不断深入，特别是5G网络的助力，加快了汽车无人驾驶技术的落地实施。本文在对这一技术进行介绍的同时，还针对汽车无人驾驶技术领域存在的问题和发展前景作出阐述。
　　【关键词】无人驾驶;5G网络;发展前景
　　引言
　　在互联网技术大发展的背景下，物联网技术在全球掀起了新一轮的信息技术革命，作为未来三十年的科技发展趋势，特别是在AI技术的驱动下，未来智能制造、智能汽车将迎来重大发展。从万物互联到人工智能技术，再到5G网络和微型传感器普及，将给汽车工业带来巨大变革。随着汽车工业的自我革新和进化，非智能汽车时代即将结束，无人驾驶技术发挥作用的智能汽车也应运而生。
　　1、汽车无人驾驶技术的概念与优势
　　1.1、汽车无人驾驶技术的概念
　　汽车无人驾驶技术是指汽车利用自身的硬件设备感知道路情况，经过信息处理系统对采集的道路状况数据进行精确计算后控制车辆作出反应的技术。汽车无人驾驶技术的最终目的是实现真正的车辆无人化操作。汽车通过电子传感器和大数据云计算来对道路状况作出准确预判，然后利用控制程序命令实现对车辆的精准控制，进而实现无人化操作。相比于传统由人操纵的汽车，无人驾驶汽车将极大地降低交通事故率，并且将对汽车空间的扩大和个性化设计提供可行性方案。
　　1.2、汽车无人驾驶技术的优势
　　汽车无人驾驶技术的推广和普及，在未来将极大地减少交通事故发生率。目前所发生的绝大部分的交通意外事故，都是由于驾驶员的操作不当造成的，而非汽车本身硬件设施的问题。由于许多司机的驾驶水平不高，加上在紧急情况发生时无法采取有效的措施避免意外，造成交通事故频发。配备无人驾驶系统的汽车将不会出现类似问题。因为智能车辆的反应能力比人要快的多，所以汽车无人驾驶技术将具备更强的规避风险的能力。
　　汽车无人驾驶技术的另一大优势在于解放人的驾驶操作。驾驶车辆是一个需要驾驶人集中注意力、小心行驶的过程。在长时间的驾驶行驶之后，会使驾驶员精神疲惫劳累。并且在停泊车辆时需要驾驶人谨慎操作，避免剐蹭。汽车无人驾驶技术将直接把人送到目的地，自动泊车，把人从疲劳的驾驶操作中解放出来。
　　2、5G网络建设背景下汽车无人驾驶技术发展
　　2.1、5G网络发展现状
　　5G网络是第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每8秒1GB，比4G网络的传输速度快数百倍。根據专家的分析，5G的网速比起4G的网速提高了将近20倍。举例来说，当你用4G网速下载一部电影，可能会用到几秒钟或几分钟的时间。而用5G网速来下载同一部电影的话，可能只会用到1秒钟的时间，可以用“秒速”来形容。美国在今年4月份发布了支持智能手机的商用5G网络，但存在着5G信号不好找，缺少5G手机的情况。韩国也于4月份发布5G网络套餐并解决了5G手机缺乏的问题，但是遇到了网络套餐资费居高不下的困境。据悉，据悉中国移动已经在上海建立了超过200个5G基站，上海有望成为全第一个开通5G网络的城市，并且开通的日期将会在今年的9月份。根据专业人士的分析，等到2020年时在国内有望正式全面开通5G的商用业务。
　　2.2、5G网络加速汽车无人驾驶技术的正式应用
　　无人驾驶汽车在不断增加的传感器阵列驱动下，每天将会产生4000G的数据，而4G LTE的速度约为12Mbps，延迟为50ms，对无人驾驶的连接、安全的自治系统需求难以满足。在实现5G无线网络技术后，其速度可以达到10Gbps和1MS的延迟，能够支持智能汽车的发展进程，提升汽车之间以及汽车和周围环境之间可靠沟通的水平，5G技术是无人驾驶车辆互联的关键促成器。
　　2018年11月15日，天津联通联合中国汽车技术研究中心、华为共同打造了我国首个5G+V2X融合网络无人驾驶业务试点，实现了车辆在5G网络下的L4级别无人驾驶的应用。5G技术使得车与车、车与交通、车与人通过无线通讯的方式以超高速率进行互通连接，提高无线网络容量和数据速度，促进无人驾驶技术的进一步成熟应用。
　　3、汽车无人驾驶技术的发展前景
　　3.1、当前汽车无人驾驶技术应用实例
　　目前，积极探索转型的车企和互联网公司联合开发的无人驾驶汽车自动驾驶等级有：L3级有条件自动驾驶、L4级高度自动驾驶和L5级完全自动驾驶。无人驾驶讲的主要是L4和L5级自动驾驶。2018年7月，依托于百度在AI人工智能、智能云计算、图像采集处理方面的优势，金龙客车与百度公司合作开发了L4级别的无人驾驶客车“阿波龙”。该车没有配备方向盘和驾驶座椅，续航里程达到100公里。此外，2019年5月17日上午，全球首条在开放道路上试运行的5G无人驾驶公交线路在郑州正式启动。在中国移动5G技术的助力与支持下，宇通自动驾驶巴士在郑州郑东新区智慧岛开启自动驾驶。在公交站台，宇通自动驾驶巴士能够准确地停靠在站台旁边;当路上有行人横穿马路时，也能及时做出反应;当车上的温度过高时，通过语音操控就可以调低车内的空调温度;甚至还能智能调度车辆，当检测到站台等待的乘客比较多时，就会自动加派车辆。
　　3.2、汽车无人驾驶技术发展存在的问题
　　汽车无人驾驶技术不断的发展创新，也带动相关科技产业加入发展无人驾驶技术的行列。有一部分无人驾驶汽车先后被设计和生产出来，并且收到了令人较为满意的测试结果。但是汽车无人驾驶技术仍面临着诸如安全性问题、成本问题和技术问题。在车辆的行驶过程中，需要使用机器学习和神经网络等技术用于车辆的视觉系统，进行图像的采集和处理。但是这些技术仍处于初级阶段，未达到可以商业化的技术层面。一旦出现有障碍物（突然出现的人或动物）未被激光扫描仪探测到，可能会导致严重后果。而且还要对路标，行人，道路拥堵情况作出准确判断。在成本方面，要实现雷达传感器的量产化和对应图像信息处理系统软件的开发，不论对于传统的汽车制造公司或是互联网公司都需要投入庞大的资金研发，且要生产出廉价的激光雷达传感器，这些都是汽车无人驾驶技术开发面临的困难。关于无人驾驶技术中的网络安全问题也不容忽略，一旦驾驶系统被外来黑客入侵将对汽车和用户的安全带来巨大威胁。
　　3.3、汽车无人驾驶技术前景展望
　　在未来5G网络即将大规模商用的时代背景下，随着科技工作者对AI人工智能领域探索的不断深入，未来汽车的驾驶发展趋势必然是无人化和智能化。并且伴随着目前百度、宇通等公司开发的无人驾驶巴士相继面世，在不久的将来会有技术条件更高，安全性能更好的无人驾驶产品展现在世人面前。在机器学习不断深入，传感器生产逐渐低廉化的科技进步背景下，最终的汽车生产也将是无人驾驶技术居于市场主导地位。
　　结束语
　　本文对汽车无人驾驶技术的概念和优势，以及汽车无人驾驶技术在未来发展中面对的机缘和挑战进行了简要概括。站在5G网络在未来全面覆盖的时代背景下，阐述了5G网络对汽车无人驾驶技术的重要影响。对汽车无人驾驶的现状和发展前景作出预判。我们有理由相信汽车无人驾驶技术将为未来人类生活带来高效和便利。
　　参考文献：
　　[1] 汪榆程.无人驾驶技术综述[J].科技传播，2019（06）：147-148.
　　[2] 宋飞扬.无人驾驶汽车及其发展[J].中国高新科技，2019（05）.
　　[3] 无人驾驶车辆何时才能“遍布街头”[J].今日科技，2019（01）：22.
　　[4] 智能网联汽车网络安全问题综述[J].汽车文摘，2019（02）：34-38.
　　（作者单位：华北理工大学机械工程学院）
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