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驶向无人驾驶的未来

来源:线束世界作者:线束世界-Jimmy2022-02-11 09:04

毫无疑问,未来的汽车与我们今天道路上的汽车截然不同。几乎可以肯定,在大多数情况下(如果不是全部的话),自动驾驶到现在一切都说了又做了。事实上,汽车工程师协会 ( www.sae.org ) 已经发布了一份定义明确的路线图,其中概述了发展的六个阶段,最终实现了Level 5全自动驾驶汽车。



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但实现所承诺的最终游戏的障碍是什么?为了实现无人驾驶的未来,在车辆设计的各个方面都需要克服许多技术挑战。例如,无人驾驶汽车的控制系统挑战,围绕安全、安保和标准等问题展开。但与开发这些系统时出现的伦理和道德问题相比,技术试验相形见绌。当车辆遇到不可避免的事故时,它会怎么做?这只是类似难题领域的一个恰当例子——经典电车悖论的现代版本。





挑战

为了实现完全无人驾驶,未来的车辆将包含数百个传感器,所有传感器都会产生需要处理、解释和采取行动的数据。根据NHTSA 的一项研究,如果能够做好这件事,那么毫无疑问,道路安全将得到不可估量的改善,因为 90% 以上的事故都是由车辆驾驶员造成的。





传感器

由于传感器将成为车辆环境的主要接口,因此安全可靠的操作以及快速准确的解释至关重要。在阳光明媚的日子沿着高速公路行驶的挑战相对较少,但在晚上在曲折的道路上,确定数据是显示水坑还是充满水的深坑更具挑战性。多变的天气将是最大的挑战之一,一些传感技术会受到大雨的影响,而另一些则难以识别大雪中的道路标记。


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 图 1:现代车辆包含数十个将连接到 V2X 系统的传感设备




通讯

通信将是未来车辆的一个关键特征;与基础设施的连接 (V2I) 将使他们能够找到空置的停车位或电动汽车充电点,而车对车 (V2V) 通信将允许附近的车辆相互发送意图并交换有关道路状况的信息。移动设备的集成和车辆相互通信 (V2V) 的能力是“汽车的未来”。

 

这些 V2V 网络将显着提高无人驾驶车辆的态势感知能力。然而,为了在不同品牌的车辆之间实现完美的执行,必须就互换的各个方面的标准达成一致并遵守。在定义这些标准时,必须考虑共享多少(和什么)数据以及共享过多或过少信息的利弊。




安全

随着车辆“联网”,它们也将容易受到恶意代码和可能的外部攻击。这在 2015 年得到了说明,当时一辆吉普车被黑客入侵,这是作为演示如何远程利用漏洞的一部分。在那个例子中,信息娱乐系统和空调受到攻击,发动机被切断。想象一个类似的场景,油门、刹车和转向变成“线性飞行”。潜在的远程接管可能会产生灾难性后果,使安全成为汽车系统设计人员面临的关键挑战。




标准

与早期技术的情况一样,不同的制造商采用不同的 V2V 通信标准。5GAA 和 IEEE 等组织正在研究蜂窝 (5G) 和 Wi-Fi IEEE 802.11P / DSRC 标准,以实现 V2X 通信。这两种技术都将在车载无线通信和 AV 应用中发挥作用。对于科技公司而言,重要的是在标准制定和立法过程中发挥作用,以确定哪些技术将为安全驾驶创造最佳基础设施。




专注于沟通挑战

在车辆内实施 V2X 通信时存在三个主要挑战,包括及时提供足够的信息以使车辆系统知道该做什么,同时又不会让系统淹没在无用或不相关的信息中。这意味着有必要确定在任何给定场景中哪些数据是重要的,以及需要多快。 

 

未来几年,当车辆(几乎)全部配备 V2X 技术时,该系统将显示出巨大的成功潜力和更安全的道路。然而,与此同时,没有 V2X 功能且通信覆盖范围有限的旧车将阻碍 V2X 的完全实现价值——直到随着时间的推移它们被具有 V2X 功能的车辆所取代。

 

虽然联网车辆带来了许多好处,但它们现在无线连接到外部世界这一事实意味着它们很容易受到恶意攻击。随着技术集成的发展,危险也在增加。随着 5G 手机和 OTA 车辆操作通信与车辆的连接性增加,潜在的攻击点数量增加。网络安全进步会保持领先一步吗?

 

毕竟,虽然业内一些人认为联网车辆太危险,尤其是在安全性受到威胁的情况下,但大多数人认为 V2X 的好处远远超过风险,并且可以实现足够的安全性。




考虑现有的解决方案

除此之外,硬件安全,包括专用硬件安全模块 (HSM) 可以部署在关键车辆系统元素中,从而增强安全性。




用技术应对 V2X 挑战

开发 V2X 系统,无论是 Wi-Fi 还是基于蜂窝网络的系统,都需要多个系统元素协同工作。因此,必须将系统视为一个整体——包括硬件模块、电缆、互连和天线。凭借其广泛的产品和功能。


 

还有一个系统元素是布线和连接性,这需要不断提高的性能来应对与 ADAS 系统相关的高数据速率和现代车辆的狭窄空间。

 

全自动驾驶汽车是未来。从 V2X 到包括传感器、模块、天线、连接器和电缆在内的整体系统设计的技术进步使这一实现成为可能,从而改善所有人的道路安全和安保。安全互连是安全可靠的无人驾驶车辆的关键要素。



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