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姜国凯:人车路云一体化测评

最终构建新的智慧城市、智能交通

1 人车路云一体化

首先是人车路云一体化。中国在发展单车智能和网联赋能的中国方案,也正领跑全球智能网联汽车产业发展,未来会构建人车路云一体化的融合生态。其中,汽车作为一个重要的载体,通过人车路云的一体化生态,来最终构建新的智慧城市、智能交通。

车联网在汽车领域已经有一些发展。如汽车环保、公安交通都需要可靠的通信和定位信息,新能源车都需要接入远程交互平台,所有的新能源车都是具备联网功能。除此以外,车辆出口到欧洲,需要做强标的紧急呼叫的测试要求,还有营运车辆、两客一危,有联网联控监控的要求。所以现在大部分的汽车都是具备了联网的能力。

随着网联化的深度发展,信息娱乐也逐渐成为了汽车的新的卖点,未来的汽车不光要考虑整体的交通优化,另一方面也要注重驾乘在车里的用户体验。所以现在很多汽车将4S店开到了商场里。

随着网联化的发展,车联网已经进入了规模化的量产时代。我们调研了近几年的爆款汽车在通信、网联相关的功能应用。可以看到,像无钥匙进入、OTA软件升级、远程的车控、语音交互、精准导航,已成为了标配。紧急呼叫、遥控驾驶,因为涉及到安全,所以也会受到越来越多的社会关注。关于近距召唤、快递倒车、远程代驾等这种新的黑科技功能也逐渐成为了一些差异化的卖点。这些功能都是基于了无线通信来实现的。

简单讲,我理解的人车路云一体化融合生态。首先,它充分发挥了我国的北斗定位,5G通信,还有C-V2X通信的战略优势。这里面主要包含了车和人、车和车、车和路、车和云的交互。

车和人的交互:一是人坐在车里面和语音交互,对语音娱乐等智能座舱的要求。第二是人在车外面,对数字钥匙、快递倒车等功能的要求。

车和车的交互:比如交叉路口、异常车辆的一些提醒。

车和路的交互:现在有车载支付,也有交通信号。很多车上的地图已经有了红绿灯倒计时。如果车辆信任红绿灯的倒计时时间,根据倒计时算出一个推荐的绿波通行的速度,将速度作为自适应巡航的车载速度,车辆是很容易实现绿波通行控制的。最主要的关键问题就是如何保证路侧给车的信息是准确可信的,只要这个问题解决了,车和路那是很容易实现的。

车和云的交互:OTA软件升级、紧急呼叫、未来的遥控驾驶,远程安全员等,这些主要借助了的北斗定位、5G通信,还有C-V2X直连通信等国内优势的通信能力。

2 车联网标准与测价

第二部分简单介绍一下目前的标准情况。关于车联网,人车路云标准有很多,我们团队在积极支撑汽标委相关的标准支持工作。目前牵头1项ISO的国际标准,11项中国的标准,还有工信部的规范。人和车交互的标准,目前主要是车载事故紧急呼叫系统、免费通话和语音交互的性能要求及实验方法、数字钥匙等。车车通信主要是基于LET-V2X的相关的标准,LET-V2X目前进入审查阶段了。还有车和路的卫星定位的标准、车和云的,还有基础性的要求,也就是人车路云。这些标准都需要通信。那么整车的通信如何测试,如何评价?这就需要道路、车辆、汽车天线性能要求和实验方法标准,来给予指导。

下面是车联网的整体测评体系。

主要包含:

第一,数字交互的测试技术,实际上就是基于通信的所有的和智能座舱相关的功能性的测试和评价;

第二,基于无线通信的车辆以及与驾驶相关的协同驾驶测试技术。其中,最基本的是互联互通和数据一致性测试。有了车和车的数据一致性,有了车和远程监控平台的数据一致性,未来包括云控、驾驶车和路的数据一致性可能也需要大家去共同研究。这些功能的实现首先都是基于通信。

第三,网联通信的测试。网联通讯的测试主要有:①整车通讯能力的测试,主要就是整车天线的方向图、空口射频性能测试。②网络以及其他信号的干扰,也会影响整车的通信。所以我认为这里属于车辆的性能的一个测试方法。③除此以外,联网过程中会存在传播路径遮挡,比如说楼房的遮挡、隧道的影响、树木的遮挡、城市的峡谷等,这些都会影响信信号的通信传输。所以从测试角度,需要做零部件和整车的测试。一般称为MIMO OTA测试,也就是进行信道仿真衰落的适应性的测试。④除了传播路径以外,还有网络。网络是固定的,基站都是已建设好的,当车辆出口到国外,它的网络配置和能力可能和国内有很大差异。所以网络能直接影响功能无法实现,比如说车的导航功能、语音交互功能,国内是可以使用的,但一出口到国外就无法使用了,这很可能是受当地网络的影响。所以在车辆研发的阶段就得考虑做一些特殊的算法的处理,进行网络的测试。

3 人车交互测试技术

针对上边提到的数字交互测试技术、协同驾驶测试技术、网联通信测试技术这三个板块,向大家汇报一下整体的思考。

首先是人车交互,主要就是紧急呼叫。它相应的标准是车载事故紧急呼叫,要求车辆碰撞以后,它的功能能够自动触发。他需要做什么呢?

第一个,是通过无线通信来给平台拨打电话。要求拨打电话的声音是正常的,不能出现回响、声音延时、不清晰等问题,是对通话质量的要求;

第二个,是车辆。①车载事故紧急呼叫系统,会将车辆的卫星定位信息会发送到平台上。也就是说,即使电话没有打通,或人员受到较大危害无法说话的情况下,平台也能够快速接到车辆的位置信息。这些通话、位置信息的发送,都是通过了蜂窝通信进行传输的,所以对无线通信的终端有要求的。整个车载事故紧急呼叫系统计划除了强标外,计划去引用其他的三个标准。我们团队最早开始做俄罗斯的格洛纳斯的出口认证,以及现在欧盟依靠的出口认证,目前统计已完成一百余辆车,有丰富的经验,也可以帮助客户快速定位和排查问题。②免提通话和语音交互标准,主要是要在半消音室内进行通话质量、语音交互的测试。因为车在实际工况下是有噪声的,所以要进行噪声的回放,同时还要有方言库、语料库。③车载无线通讯终端和定位终端。这和之前新能源终端有很大的不同。现在要求在车规的实验中进行通信、定位的性能功能的监控,更加符合实际要求,尽量帮助消费者去排除用车实际情况下存在故障。④接下来几个特色测试,首先就是车载语音标准的方言库。也就是说在语音交互的时候,很多人都会有方言和口音。基于这个情况,目前也在做车载语音的方言标准库来指导大家降低因为方言和口音导致的语音识别的问题;⑤另外就是标准噪声库,专门研究了噪声模型的提取和拟合,并针对其进行实验室的回放。目前发布了车载语音助手的认证,下一步继续征集车辆进行噪声库的录制。噪声库录制的目的是为了降低企业研发和检测的成本和负担。例如,真正的测试需要车辆实际工作状态下的噪声,要实车到场地上去采集,再在实验室里面再进行回放。但如果提前做好了噪声的录制,有这种标准的模型库,企业也可以选标准的模型库作为测实验条件进行测试,减轻了大家的负担。

4 车路协同测试技术

第四部分是车路协同测试技术。面向车路协同测试技术,我们具备了全项综合测试能力。包含无线通信测试、北斗定位测试、车规环境测试、零部件V2X仿真测试、V2X道路功能测试、整车V2X仿真测试(国内首个可以实现转鼓和卫星定位信号联动)、整车信息交互测试、整车定位测试。

基于仿真测试,现在已具备一千多条测试用例库。需要说明的是,用例库不在多而在精,这些用例库是根据实际的开放道路的测试研究出来的,专门针对一些容易出故障、容易出问题的场景进行了仿真。

第二个是整车在环的测试能力。同时基于这一能力,支撑了一个ISO国际标准的相应标准验证。

再有就是C-NCAP。我们针对C-NCAP进行了测试场景的研究,并进行了相应装备的开发。在欧洲,很早就提到了要把V2X加入到E-NCAP路线图中,但最终没有提出具体的实验场景测试方法和测试装备。国内首次在2024版C-NCAP里允许使用了C-V2X技术,所以这些场景实际上都是基于了CIDAS安全事故数据库进行的分析。通过分析了解哪些场景容易出现安全事故,并最终提炼出了3个典型的场景。因为单纯的单车智能来实现这3个场景比较有难度,所以允许了C-V2X的这种智能化和网联化融合的技术来实现。所以从C-NCAP本身来说,是不选择技术路线的。只要保证车辆在场景中能够安全通过就可以,并不强制使用哪一种技术路线。

5

  车载无线测试技术

第五个是车载无线通信。从前面三个方法可以知道,网联化增强了驾驶的安全、协同用户体验、智能座舱等。但其中有一个问题,如果通讯中断了,所有这些功能就都不能实现了。因此首先要保证通信互联互通,不能中断。其中,天线OTA性能的测试至关重要。

OTA实际上指的是“over the air”,就是“空口”意思,我个人理解的就是无线通信的方式。所以OTA软件升级指的就是通过无线通信的方式进行远程的软件升级。天线OTA性能指的是天线的无线通信的性能测试。

在通信行业,天线增益是作为一个研发的要求,SISO OTA也就是天线OTA的性能,是作为通信行业内的强制要求,如果我们在百度上去搜“天线门”,就能搜出来手握苹果4的时候,信号可能很快就会中断了。而对于紧急呼叫这种救命的电话来说是绝对不可以的。同时对于未来的远程监控、遥控驾驶,一旦通讯中断,会造成很大的影响,尤其是车辆在没有驾驶员的自动驾驶情况下,通信的必要性就显得尤为重要,所以我们在重点针对此开展研究。

在这一领域行业目前是缺乏评价指标的,存在多种测试方法共存的情况,也没有统一的国际标准,我们团队一直在牵头研究,目前已在国内建立了首个整车天线的进场的测试实验室,于2019年建成,并基于该实验室积累了大量的测试数据,未来计划研究汽车紧缩场的测试能力。通过进场测试能力、晶圆厂变换的实验方法以及汽车紧缩场实验方法,这两个方法共同研究、协同研究,最终得到符合适用于汽车整车通讯能力的实验方法和评价指标。

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