L4級為什么需要路側(cè)配合？
在實現(xiàn)自動駕駛的過程中，對于車端感知的自動駕駛其由于感知范圍有限，感知性能上由于傳感器自身存在的限制，可能導(dǎo)致感知性能暫時性降低甚至失效，僅靠單車的智能，很多典型的駕駛場景是無法滿足安全駕駛需求的，這也是當(dāng)前主機廠開發(fā)自動駕駛系統(tǒng)的痛點。
這就使得路端信息的加入是一個必需的過程。通過對部分主機廠已經(jīng)量產(chǎn)的自動駕駛產(chǎn)品統(tǒng)計分析看出，L4在其限定的運行范圍ODD內(nèi)需要運行穩(wěn)定安全，更多是需要路端軟件配合車端軟件進(jìn)行優(yōu)化。主機廠希望通過構(gòu)建智慧的路以彌補車端感知缺陷，從而達(dá)到提高自動駕駛性能，降低成本的目的。
L4級路側(cè)如何配合車側(cè)？
L4級自動駕駛路側(cè)應(yīng)用原理是利用智慧道路上的傳感器感知、邊緣云計算、V2X/5G通訊等車路協(xié)同能力，參與自動駕駛車輛的行駛控制。車路協(xié)同主要涉及車端、路側(cè)端和云端三個端口，通過統(tǒng)籌車、路、人以及實時交通的動態(tài)信息，從而實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通。
自動駕駛汽車涉及人和車、車和車、車和路之間的默契配合。考慮道路智能化，把智能設(shè)備安置在道路上，通過通信網(wǎng)絡(luò)，感知到的數(shù)據(jù)可以共享給周邊更多車輛，這樣將使自動駕駛更好的運作在定義的設(shè)計環(huán)境中，減少碰撞等危險因素。
L4路側(cè)當(dāng)前主要有哪些技術(shù)痛點？
對于高度自動駕駛來說，要求系統(tǒng)所能具備的控制能力實現(xiàn)指數(shù)級增長，且在很多不同的環(huán)境中均能夠接替人進(jìn)行有效的處理和控制。這就需要路側(cè)端有效的配合車側(cè)進(jìn)行環(huán)境信息的有效檢測。然而，需求路側(cè)端的輸入情況并不像想象中那么容易，它受制于如下四個方面的制約。
L4路側(cè)技術(shù)需求路線
對于L4級自動駕駛來說要想實現(xiàn)進(jìn)一步的自動駕駛控制任務(wù)，需要從如下幾個方面進(jìn)行努力：
①加快 5G 網(wǎng)絡(luò)布局，構(gòu)建路側(cè)設(shè)備全息感知高速環(huán)境；
②與車內(nèi)通信設(shè)備和云控中心形成 V2X 系統(tǒng)，助力推進(jìn)基于車路協(xié)同的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試驗與應(yīng)用示范；
③需求政府牽頭主機廠打造寬松適宜的自動駕駛政策環(huán)境，并對路側(cè)建設(shè)適當(dāng)給予一定的政策扶持，加快測試基地建設(shè)和推行測試準(zhǔn)入互認(rèn)。
L4級路側(cè)如何保證安全？
鑒于感知盲區(qū)、肉眼視距限制等原因，高速干道的匯入?yún)R出、隧道進(jìn)出口無論對于普通車輛還是自動駕駛車輛來說，都是交通事故高發(fā)地段，同時該區(qū)域的交通狀況直接影響著高速通車效率。L4級路側(cè)系統(tǒng)對以上關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行實時態(tài)勢感知、擁堵預(yù)測、應(yīng)急事件檢測，能夠有效解決自動駕駛測試道路安全及交通效率問題，同時也提升了交通監(jiān)測與管理能力。路側(cè)端通過在不同類型的路段布置相應(yīng)場景，不但能夠保證車輛安全通行的需求，同時還能夠滿足智能網(wǎng)聯(lián)車輛的測試需求。
整個智慧路端部署場景如下表所示：
為了更好地說明路側(cè)單元如何能夠保證自動駕駛的安全性，我們列舉當(dāng)前L3級自動駕駛存在的一系列問題及如何有效的利用路端感知能力解決該類問題的方案策略。
實例1：隧道入口路端安全策略
原理說明：車輛駛進(jìn)隧道前，因視野中隧道洞口亮度低造成“黑洞效應(yīng)”，隧道口內(nèi)形成盲區(qū)。路端感知系統(tǒng)是通過在隧道入口處安裝感知設(shè)備，感知隧道口附近障礙物、異常車輛等，提高行車的安全性，提前將異常信息通過 V2X 發(fā)送給接近車輛，從而達(dá)到超視距感知的能力。
路端安全策略：鑒于隧道入口的特點，此處的路端感知系統(tǒng)能力建設(shè)可通過在隧洞前一定距離（通常為 5-10m）處以壁掛方式設(shè)置感知終端。觀測主體為隧道內(nèi)部一定距離（通常為超視距盲區(qū)的 100m）的實時路況，用以消除黑洞效應(yīng)對駕駛員或自動駕駛車輛攝像頭所造成的不利影響。同時，設(shè)置一個攝像頭對隧道外部 100m 內(nèi)的異常駕駛車輛或異常闖入的施工人員進(jìn)行實時捕獲，用以保障駕駛安全
實例2：隧道出口路端安全策略
原理說明：當(dāng)車輛駛出隧道時，由暗處到達(dá)亮處形成白洞效應(yīng)，隧道外對駕駛員形成盲區(qū)。通過在隧道出口處安裝路端感知設(shè)置，感知隧道出口外的環(huán)境，將異常情況通過 V2X 發(fā)送給接近隧道出口的其他車輛，提高行車安全。
路端安全策略：與隧道入口類似，將在隧洞外側(cè)一定距離處設(shè)置寬視角攝像頭感知設(shè)備，觀測隧道外部該距離的所有范圍內(nèi)較近距離的實時路況，同時也設(shè)置了另一個窄視角攝像頭對隧道外部較遠(yuǎn)距離內(nèi)的特殊工況（如錐桶、三角警示牌等）進(jìn)行檢測，用以增大傳感器的感知能力。
實例3：交叉匯入路端安全策略
原理說明：高速公路匝道或交叉路口匯入口車流量大，行車視距小，車輛從匝道或交叉路口匯入時，往往因為存在較大的單車感知盲區(qū)，而無法提前感知易導(dǎo)致變道發(fā)生碰撞。路側(cè)單元可以通過在高速匯入?yún)^(qū)域部署高速匯流車輛的全面檢測設(shè)備，提前發(fā)送相關(guān)車輛信息，實現(xiàn)通行輔助等功能。這一過程可減少車輛碰撞事故，有效地保證在高速匯入處的行車安全。
路端安全策略：在每個匯入?yún)^(qū)域部署兩個節(jié)點感知到可能對其在主道行駛時產(chǎn)生威脅的車輛位置、方向和速度信息。每個節(jié)點部署一套路側(cè)感知系統(tǒng)，其關(guān)鍵觀測區(qū)域為車輛合流關(guān)鍵區(qū)域，在每個感知設(shè)備的邊緣系統(tǒng)中，將對路測單元自帶的攝像頭和毫米波雷達(dá)進(jìn)行高精度的數(shù)據(jù)融合，同時針對于網(wǎng)聯(lián)車自帶 GPS 定位的情況，也做了特殊處理，使得路側(cè)融合體系更為完善，并通過各個發(fā)送接收單元將感知信息實時進(jìn)行發(fā)布。
實例4：匝道匯出
原理說明：高速公路匝道出口存在大量車輛連續(xù)變道等危險駕駛行為，車輛在匝道口導(dǎo)流線區(qū)域突然減速、停車等情況，這將導(dǎo)致交通擁堵，該區(qū)域?qū)τ?a href="http://www.gzzxds.net/">自動駕駛存在巨大的安全隱患。
路端安全策略：安裝路側(cè)單元可通過在匝道匯出口部署路側(cè)全息感知系統(tǒng)，能實時檢測車輛的速度、位置等信息。同時，導(dǎo)流線區(qū)域異常停車、緊急變道等事件，提前將異常情況或超視距信息通過 V2X 發(fā)送給接近車輛。匯出節(jié)點主要監(jiān)測區(qū)域為匯出點前一定距離（一般為 100m 左右）及匯出點后一定距離（一般為 50m），道路前側(cè)路側(cè)設(shè)備需要安裝在匯出點視野最為開闊處，通過安裝單純的攝像頭，也可補充安裝毫米波雷達(dá)等設(shè)備，并將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，能夠?qū)η笆鲂袨檫M(jìn)行實時捕獲，一方面通過 I2V 實現(xiàn)對后側(cè)車輛的提醒，同時也可以通過 I2N 對車輛違法行為進(jìn)行及時上報和抓拍等處理。
L4級路端軟件架構(gòu)
L4級自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)的軟件架構(gòu)中不僅包含常規(guī)的車端軟件，也包含后續(xù)新一代的路端軟件。路端軟件實際是指包含路端感知體系、云端信息調(diào)度以及邊緣計算平臺三個大模塊。
①路端感知體系
對于路端感知體系來說，在L4級路側(cè)提出“超視距”感知的理念，設(shè)計開發(fā)了主動超視距視頻傳輸、超視距可行使區(qū)域檢測和超視距障礙物感知三個重要感知模塊。
②云端信息調(diào)度
L4級路側(cè)感知系統(tǒng)需要打造了一個擁有云計算能力的遠(yuǎn)程調(diào)度和監(jiān)控中心，用于實現(xiàn)云端自動駕駛控制和交通調(diào)度。
③邊緣計算平臺
利用虛擬化技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合大規(guī)?？蓴U展的計算、存儲、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等分布式計算資源完成 AI 模型算法的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，能實現(xiàn)在云端訓(xùn)練 AI 模型，通過車云協(xié)同技術(shù)將其部署到嵌入式平臺，使 AI 算法在車端自動駕駛系統(tǒng)上得到深度應(yīng)用。
總結(jié)
自動駕駛技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了必須改造基礎(chǔ)設(shè)施的階段，要全面構(gòu)筑“人-車-路”全域數(shù)據(jù)感知的智能路網(wǎng)，進(jìn)入“聰明的車”與“智能的路”相互協(xié)同的新階段。也就是說，從自主駕駛轉(zhuǎn)向車路協(xié)同?？梢韵葘唵蜗鄬潭ǖ膱鼍斑M(jìn)行路端改造。
比如乘用車行駛路線因個人和時間的不同而不同，短期內(nèi)難以大面積鋪開。但對固定物流路線改造則相對容易，由于使用率高，邊際成本將大大降低。對于廣泛應(yīng)用的小汽車，自主駕駛的技術(shù)路線更為可能和現(xiàn)實。當(dāng)然，對于城市公交和礦區(qū)、碼頭的搬運車輛等，由于固定線路和特定區(qū)域，可充分利用車路協(xié)同技術(shù)的優(yōu)勢。
