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V2X技术为什么对汽车行业至关重要?

时间:2020-10-09 作者:Ulrich Möhlmann, Molex 阅读:
正如我们所知,V2X是一个热门话题,但为什么它对行业至关重要呢?
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正如我们所知,V2X是一个热门话题,但为什么它对行业至关重要呢?

这里的关键因素是,汽车行业正在经历一场重大转型,从互联驾驶转向自动驾驶。在未来的交通工具中,通信是必不可少的。数据必须在车内外快速、可靠地传输。车辆与其他道路使用者和基础设施之间的通信,即车辆到一切(V2X),在下一代汽车的开发和研究中发挥着重要作用。

该技术旨在扩展车辆的感知能力,为驾驶员提供无法预测甚至无法被摄像机或激光雷达系统捕捉到的信息。这项技术已经实现,在这些用例中,司机会被警告危险的情况,初次以外,在未来的应用将会涉及更多功能。除了安全之外,从长期看,V2X还需要对提高交通流量效率做出贡献。

例如,允许车辆与交通灯通信并影响它们的转换可以对环境相关方面产生积极的影响,例如减少污染。

目前实现V2X的主要挑战是什么?

我们预见到两大挑战:确保数据安全的网络安全要求规范尚不完善,以及在世界哪个地区应该使用何种技术的法律也尚在模糊阶段。这些挑战对制造商构成了极大的风险,因为它们为最先进的技术监管何时到位留下了一个不确定的时间表。关键是要解决技术监管差距,以确保市场与行业保持一致。这种规格的缺乏给市场带来了不确定性。

对于制造商来说,有几种情况,每一种都有一定的风险。一种情况是等待,冒着在技术上落后的风险。另一种情况是,汽车制造商冒着选择错误技术的风险,决定实施一种特定的技术。最后一种选择是同时选择两种V2X技术,但于此同时成本会增加。所有这些挑战都有望在不久的将来得到解决,因为解决方案是可以预见的。关键是汽车制造商要尽早将V2X技术集成到汽车整体系统中。

什么样的技术是V2X集成的基础,OEM可能没有考虑?

目前,V2X范围内存在两种相互竞争的无线电技术。美国的专用短程通信(DSRC)和欧洲的ITS-G5基于802.11p WIFI标准和蜂窝V2X,而这些是基于4G和5G蜂窝标准的。当涉及到V2X解决方案的实际集成时,制造商可以采用几种方法。一种方法是将V2X安装为远程信息系统的一部分。另一种方法是隔离V2X,并将其作为独立的控制单元中的独立解决方案实现。汽车制造商选择的解决方案很大程度上取决于几个因素,其中最重要的可能是V2X的区域或全球范围。

V2X集成的另一种方法是使用支持蜂窝V2X和DSRC的组合解决方案。这为汽车制造商提供了最大的灵活性,但导致更高的成本。因此,决策的核心标准是汽车制造商希望实现哪一种解决方案,它如何融入汽车架构和整个系统,以及汽车制造商希望在未来使用V2X应用程序覆盖哪些用例。

目前,还没有一个车辆通信的标准。DSRC是已经被接受的技术,但蜂窝V2X是面向未来的。你能进一步说说你比较偏向哪种技术?

汽车制造商、政府机构和工业联盟还没有就这两种V2X技术中哪一种更受青睐达成一致,并宣布成为标准。DSRC或ITS-G5是更成熟的技术,因为它已经进行了一段时间和几个长期的测试。蜂窝V2X被认为是更经得起未来考验的,因为它还支持只有在未来几年才会变得重要的实例。此外,蜂窝式V2X作为一种基于移动电话的技术,提供了作为远程信息不可分割的一部分的优势。另一方面,DSRC或ITS-G5将是一个只能用于车对车或车对基础设施通信的系统,因此必须作为一个附加模块集成,这将将增加原始设备制造商的系统成本。

这取决于OEM的选择,以及他们是否愿意将赌注押在未来的技术上,还是押在安全、可靠的解决方案上。然而,仅仅考虑V2X模块的集成(无论是蜂窝还是DSRC)是不够的,汽车制造商必须考虑由V2X调制解调器、V2X天线组成的配套系统、天线在车内的分布以及由此产生的天线损耗补偿等方面。

为什么不仅要考虑V2X模块的安装,还要考虑它与整个系统的影响和交互?

最初的一系列测试表明,汽车制造商不是独立地考虑V2X模块的集成,而是考虑在整个系统的应用。如果他们忽略了这一点,由于各个组件不兼容V2X可能无法实现功能。例如,没有补偿的天线功率损失可能会导致整个系统的工作效率降低。因此,V2X整体系统必须完全适应整车,并针对特定车型系列进行优化,才能保证性能的最大化。

该模块的目的之一是改善与其他车辆和基础设施的通信。这就需要天线,而天线与V2X模块的交互作用反过来又与通信性能相关。这是因为该天线要求车辆周围360度全景,没有“盲点”,因此可以在接收和传输数据方面实现持续的优越性能。

在规划V2X集成时,汽车制造商必须考虑到所有因素,在选择供应商和合作伙伴时,他们必须确保他们也考虑到汽车的整体系统。

在未来5-10年内,V2X技术的关键系统开发考虑是什么?

对自适应应用的高度关注以及V2X如何支持自动驾驶将是将系统开发提升到下一个层次的关键。关键的部分将是通过使用自适应生态系统感知技术提供更好的安全机制,以消除涉及车辆事故的人为因素。

这将需要系统测试和架构专家深入分析如何无缝地实时利用V2X系统中的数据,使车辆在危险情况下做出反应。理解复杂的数据对于解决所有的挑战和探索无缝自动驾驶技术的全部潜力至关重要。

责编:Yvonne Geng

本文作者Ulrich Möhlmann是Molex 高级工程总监。

(本文由Molex供稿,电子工程专辑对文中陈述、观点保持中立)  

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