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C-V2X:ADAS 和自动驾驶汽车的第六感

美光科技 | 2021 年 8 月

汽车高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶技术通常依靠摄像头、雷达和激光雷达等传感器来检测车辆周围的情况。来自传感器的数据被发送到车载系统,车载系统对数据进行处理,并立即做出响应。通过这种方式,车辆可以检测到前方或后方的障碍物,甚至可以自动触发响应(例如加速或制动),响应速度远超人类驾驶员。

尽管传统的感知传感器可以提供车辆周围环境的 360 度视图,但仍然存在局限性。例如,它们无法看到拐角之后或城镇另一端的情况,也无法在遇到危险之前提醒驾驶员注意路况或提前减速。此外,这些系统依靠人工智能 (AI) 来解释接收到的视觉数据,在某些边界情况下,AI 可能会错误识别物体。

蜂窝车联网 (C-V2X) 通信避免了感知传感器系统的缺点,为汽车赋予了“第六感”,这是一种能够了解汽车周围环境并实现前方道路导航的重要新技术。

超视距能力

按照知名 C-V2X 连接解决方​​案供应商 Autotalks 的说法,利用 C-V2X 技术,汽车能够使用专用无线频谱相互通信,并能与周围环境中任何支持 C-V2X 的物体(包括交通信号灯或行人)通信。与模拟人类视觉的传统传感器不同,C‑V2X 可以绕过障碍物“看到”拐角之后和半径一英里内的物体。

AutoTalks 研发副总裁 Amos Freund 表示:“C-V2X 是一种类似于激光雷达、雷达、摄像头和超声波的传感器。但与这些传感器不同的是,在‘另一边’还有一个同样支持 C-V2X 的物体,双方之间可以通信。这些物体包括:V2V(车辆)或 V2I(基础设施)。C-V2X 还是唯一具有超视距能力的传感器,可以看到障碍物后面的情况。此外,它可以在任何天气或照明条件下工作,例如雾天、夜晚以及阳光直射的情况下。” 从本质上讲,可以说 C-V2X 为车辆赋予了“第六感”。

Autotalks 称,C-V2X 系统必须具备关键任务所要求的性能和可靠性,具有高度灵敏的接收器以及满足大范围计算的带宽,以便处理更多消息。如果丢失了从另一辆车上发送的消息,无论双方距离远近,都是不可接受的。

Autotalks 称,双向 C-V2X 交互能够比视觉 AI 系统更准确地识别物体。在下一代 C-V2X 系统中,一辆车上的感知传感器检测到物体后,车载处理引擎将对该物体进行分类,并将结果传送到 C-V2X 系统,系统随后会广播给其他车辆。该系统通过硬件和软件的组合来完成上述过程,包括处理子系统、硬件加速器、内部和外部存储器子系统,以及提供“智能”的软件堆栈。

据 Autotalks 称,C-V2X 技术可显著提高道路安全性——通过与其他车辆和交通基础设施之间的高效通信,该技术可帮助驾驶员避免碰撞和其他危险情况。借助这些通信过程,驾驶员辅助系统和自动驾驶系统将收到警报,提前采取更改路线或其他干预措施,以避免道路事故。据美国国家公路交通安全管理局估计,全面实施 C-V2X 系统后,每年可减少大约 450 万起碰撞事故1。Autotalks 称,这项技术可帮助车辆选择合适的绕行路线以减少和消除交通拥堵,预计将在短期内直接提高道路的通行能力。

汽车车顶

随着 C-V2X 连接数量增长,需要相应扩大高性能内存容量

这项新技术要求稳定可靠的数据流以及持续的通信能力。要确保持续通信,内存解决方案不仅需要满足小型天线的体积限制,还需要承受严苛的工作环境。

美光的内存解决方案恰好可满足这些要求。美光的车规级 DRAM 具备出众的性能、耐用性和可靠性,可用于类似 C-V2X 之类的关键任务应用。

Freund 指出:“到 2026 年,C-V2X 通信将不仅限于车辆之间,还包括行人和自行车。支持 C-V2X 的设备可能包括智能手机、可穿戴设备或背包上的标签。这是一个完全动态的视觉网络,不断更新,为所有用户(不仅仅是驾驶员)提供安全保障。”

一些预测认为,到 2022 年底,V2X 节点数量将达到 580 万个,是 2021 年底估计节点数量的三倍。随着来自其他汽车和交通基础设施的数据不断增加,V2X 网络所需带宽也急剧增加。当前的 C-V2X 网络带宽为 20 MHz。而这些未来的使用场景将需要至少 40 MHz 的额外带宽,以及用于支持高级别自动化驾驶的特定 5G 功能。这只是网络方面的需求。随着网络上的新应用和新功能增加,还会出现内存方面的需求。

Freund 继续说道:“随着网络和系统变得越来越复杂,需要更高性能的内存来运行应用。此外,我们还需要低功耗内存,不仅为了延长设备续航时间,也为了控制设备的发热。如果你在高温炙烤下的死亡谷驾车行驶,对设备发热的要求明显与你在明尼苏达州驾车不同。因此,C-V2X 设备的功耗必须足够低。最后,所有零部件都必须非常紧凑,以便能安装在车顶的金属板和车顶内衬之间,这里能够提供的空间非常有限。”紧凑型内存对于 Autotalks 至关重要,因为鲨鱼鳍天线内包含了整个网络接入设备:调制解调器、处理器和 C-V2X 功能所需的内存。

C-V2X 系统的另一个关键特性是安全。未经授权的数据注入(即黑客攻击)可能会使 C-V2X 动态网络完全失去作用。因此,通过网络传输的每位信息都必须经过身份验证。当汽车制造商推出新系统时,必须为这些系统分配安全凭证,以确保安全。Autotalks 承诺将持续提供硬件和软件安全模块,以确保 C-V2X 网络的安全。

为当今和未来的计算密集型车辆提供支持

Autotalks 预测,C-V2X 有望大幅提升道路安全,缓解交通拥堵。C-V2X 有望通过创新方法,为人们带来更安全、拥堵更少的道路。鉴于内存在 C-V2X 系统中的重要性,Autotalks 选择美光作为合作伙伴,依托美光高度可靠的前沿内存解决方案来推动其创新。Autotalks 相信,美光车规级 DRAM 的功能和可靠性能够满足 C-V2X 等任务关键型应用的需求。

美光正在与 Autotalks 合作,使当今和未来的车辆能够以全新的方式互相通信,为车辆带来“第六感”。不久之后,这些车辆将组成一个完全互连的动态网络,并以近乎实时的方式共享数据。基于 C-V2X 技术的应用将为所有用户带来高效、安全的移动体验。

30 年来,美光持续提供前沿汽车内存和存储解决方案,鼎力支持类似 C-V2X 之类的变革性技术。美光持续投资汽车行业解决方案,提供全面的汽车内存和存储解决方案组合。未来 30 年,美光作为汽车行业全球生态系统值得信赖的顾问,必将发挥更重要的作用。 

如需了解有关 Autotalks 前沿 C-V2X 解决方案的更多信息,请访问 auto-talks.com

如需深入了解美光的前沿内存解决方案,以及美光 30 年来对汽车市场的坚定承诺,请访问 micron.com/automotive

1 资料来源:美国国家公路交通安全管理局,“车辆对车辆通信:V2V 技术的应用成熟度”(Vehicle-to-Vehicle Communications: Readiness of V2V Technology for Application),2014 年 8 月。