智能網(wǎng)聯(lián)汽車車路協(xié)同系統(tǒng)裝調(diào)與測試 課件 項(xiàng)目一 V2X技術(shù)認(rèn)知

項(xiàng)目一V2X技術(shù)認(rèn)知目錄CONTENTS1V2X技術(shù)概述認(rèn)知2V2X技術(shù)路線認(rèn)知3V2X應(yīng)用場景認(rèn)知任務(wù)一V2X技術(shù)概述認(rèn)知目錄CONTENTS1V2X的基本定義2V2X的常見功能3V2X主要設(shè)備簡介4V2X在自動駕駛領(lǐng)域的意義55G+V2X的自動駕駛新趨勢本節(jié)目標(biāo)知識目標(biāo)1.掌握V2X的基本定義；2.認(rèn)知V2X的主要設(shè)備。技能目標(biāo)1.具有描述V2X通信模式的能力。2.具有描述V2X常見功能的能力。素養(yǎng)目標(biāo)1.提升綜合學(xué)習(xí)能力；2.培養(yǎng)思維構(gòu)建能力。第一部分V2X的基本定義V2X技術(shù)是采用先進(jìn)的無線通信和新一代互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與各交通要素的直接交互，綜合實(shí)現(xiàn)碰撞預(yù)警、安全預(yù)防及通報、輔助駕駛等多種應(yīng)用；同時，通過與云端的交互，車輛也能實(shí)時獲取全局交通網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)并作出及時反應(yīng)，從而形成安全、高效和環(huán)保的智慧交通有機(jī)體系。V2X（VehicletoEverything）指的是車跟萬物進(jìn)行互聯(lián)，屬于物聯(lián)網(wǎng)中的一個范疇，是車與車、車與人、車與交通設(shè)施、車與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換的一種技術(shù)。簡單地講，V2X就是將車輛與一切事物相連接的新一代信息通信技術(shù)。V2X的基本定義降低道路交通事故提高交通效率緩解交通擁堵實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排為自動駕駛技術(shù)進(jìn)步提供重要支撐V2X的常見功能1.降低道路交通事故（1）避免與彎道盲區(qū)處的車輛碰撞

V2X的常見功能（2）避免與直道盲區(qū)的車輛碰撞

V2X的常見功能（3）避免與交叉路口盲區(qū)車輛碰撞V2X的常見功能2.提高交通效率

（1）高效通過復(fù)雜交叉路口V2X的常見功能（2）減少等待紅燈時間

V2X的常見功能3.緩解交通擁堵4.實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排V2X的常見功能5.其他常見功能（1）闖紅燈預(yù)警功能

（2）行人碰撞預(yù)警功能

（3）緊急制動預(yù)警和側(cè)向來車預(yù)警功能

V2X的常見功能第三部分V2X主要設(shè)備簡介V2X的主要設(shè)備包含車載單元（OnBoardUnit，OBU）、路側(cè)單元（RoadSideUnit，RSU）、激光雷達(dá)、信號燈、智能攝像頭、邊緣計算單元等。V2X主要設(shè)備簡介1.路側(cè)單元路側(cè)單元（RSU）是V2X的重要組成部分，也是突破車路協(xié)同技術(shù)的關(guān)鍵所在。V2X主要設(shè)備簡介2.激光雷達(dá)激光雷達(dá)作為“人工智能之眼”，是V2X路側(cè)感知設(shè)備的核心部件。V2X主要設(shè)備簡介3.智能信號燈智能信號燈是實(shí)現(xiàn)車輛與交通信號的網(wǎng)聯(lián)通信的設(shè)備。常見的路口信號燈通過紅綠燈的控制，在時間上分離車流。V2X主要設(shè)備簡介4.智能攝像頭智能攝像頭除具備實(shí)時拍攝高清圖片并進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕竟δ芡?，還可獲取各方向車流量、排隊(duì)長度等信息，是V2X必不可少的裝置。V2X主要設(shè)備簡介5.邊緣計算單元V2X可以通過車輛邊緣計算節(jié)點(diǎn)以及道路側(cè)邊緣計算節(jié)點(diǎn)之間的交互，對車輛密度、速度等的感知，來引導(dǎo)道路上的車輛規(guī)避擁堵路段，實(shí)現(xiàn)交通的高效調(diào)度。V2X主要設(shè)備簡介第四部分V2X在自動駕駛領(lǐng)域的意義1.V2X是自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)1）可大幅降低未來自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)部署成本。2）能夠有效補(bǔ)充單車智能的信息盲點(diǎn)、加速反應(yīng)效率。V2X在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用2.V2X與自動駕駛之間的關(guān)系V2X在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用1）自動駕駛技術(shù)的核心是車，不搭載V2X技術(shù)，僅靠單車智能也能實(shí)現(xiàn)自動駕駛。2）當(dāng)前的自動駕駛系統(tǒng)，基于傳感器、雷達(dá)和攝像頭的各種信息輸入，通過人工智能技術(shù)決策，單車本身在一定程度上即可以自動駕駛。3）獲取比單車能得到的更多的信息，大大增強(qiáng)對周圍環(huán)境的感知2）V2X與自動駕駛汽車傳遞的是周邊車輛和交通環(huán)境信息。3.V2X與自動駕駛的通信邏輯V2X在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用1）V2X與自動駕駛系統(tǒng)不交互決策信息，決策主體是自動駕駛汽車本身。2）V2X與自動駕駛汽車傳遞的是周邊車輛和交通環(huán)境信息。4.自動駕駛需要的V2X通信模式（1）V2V是車企的首選（2）V2N同樣不可或缺，完全沒有網(wǎng)絡(luò)輔助的V2V，在擁塞、干擾管理和覆蓋上有很多的問題。V2X在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用第五部分5G+V2X的自動駕駛新趨勢1.5G將加速V2X技術(shù)落地5G技術(shù)可以提供低延時高可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，目前已經(jīng)逐漸被一些城市應(yīng)用到車路協(xié)同的場景當(dāng)中。5G+V2X的自動駕駛新趨勢5G+V2X的自動駕駛新趨勢2.5G優(yōu)勢貼合自動駕駛需要3.5G會成為自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)【情智課堂】近些年來，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)、自動駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，我國企業(yè)展現(xiàn)了超強(qiáng)的技術(shù)能力和制造水平，逐漸實(shí)現(xiàn)了自主化、國產(chǎn)化。這都離不開我們國家一批批的科研工作者的努力和汗水，他們這種強(qiáng)國有我的敬業(yè)精神以及愛國情懷使我們學(xué)習(xí)的榜樣。任務(wù)二V2X技術(shù)路線認(rèn)知目錄CONTENTS1V2X技術(shù)動態(tài)2DSRC技術(shù)3LTE-V2X技術(shù)4DSRC與LTE-V2X對比5車聯(lián)網(wǎng)主要的標(biāo)準(zhǔn)組織6C-V2X技術(shù)應(yīng)用第一部分V2X技術(shù)動態(tài)V2X目前有DSRC與LTE-V2X兩大技術(shù)路線，前者是基礎(chǔ)深厚的先行者，后者是后來居上的挑戰(zhàn)者。DSRC技術(shù)和LTE-V2X技術(shù)很好區(qū)分，可以把DSRC技術(shù)類比為在家用Wi-Fi上網(wǎng)，LTE-V2X技術(shù)類比為在外面用數(shù)據(jù)流量上網(wǎng)。DSRC發(fā)展較早，目前已屬于非常成熟的技術(shù)，不過LTE技術(shù)已橫空出世，并得到應(yīng)用推廣，未來在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域也將有廣闊的市場空間。V2X技術(shù)動態(tài)第二部分搶占先機(jī)的DSRC技術(shù)1.DSRC技術(shù)的優(yōu)勢DSRC能提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，并保證通信鏈路的低時延和低干擾。以WAVE/DSRC為例，它的優(yōu)勢是低時延、遠(yuǎn)傳輸距離（相對其他DSRC技術(shù)）、相對高的帶寬。搶占先機(jī)的DSRC技術(shù)2.DSRC技術(shù)的硬件設(shè)備搶占先機(jī)的DSRC技術(shù)3.DSRC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要基于三套標(biāo)準(zhǔn)：第一個標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11p，它定義了汽車相關(guān)的專用短程通信（DSRC）物理標(biāo)準(zhǔn)；第二個是IEEE1609，標(biāo)題為“車載環(huán)境無線接入標(biāo)準(zhǔn)系列（WAVE）”，定義了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和流程；第三個是SAEJ735和SAEJ2945，定義了消息包中攜帶的信息，該數(shù)據(jù)將包括來自汽車上的傳感器信息，例如位置、行進(jìn)方向、速度和制動信息。搶占先機(jī)的DSRC技術(shù)4.DSRC技術(shù)典型應(yīng)用廣泛地應(yīng)用在電子不停車收費(fèi)（ETC）、出入控制、車隊(duì)管理、信息服務(wù)等領(lǐng)域，并在車輛識別、駕駛?cè)俗R別、路網(wǎng)與車輛之間信息交互、車載自組網(wǎng)等方面具備優(yōu)勢搶占先機(jī)的DSRC技術(shù)第三部分后來居上的LTE-V2X技術(shù)1.LTE技術(shù)簡介長期演進(jìn)技術(shù)（LongTermEvolution，LTE）是應(yīng)用于手機(jī)及數(shù)據(jù)卡終端的高速無線通信標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)基于舊有的GSM/EDGE和UMTS/HSPA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并使用調(diào)制技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)容量及速度。后來居上的LTE-V2X技術(shù)2.LTE-V2X技術(shù)概況后來居上的LTE-V2X技術(shù)（1）LTE-V2X定義及通信模式（2）PC5接口（3）Uu接口3.LTE-V2X技術(shù)的優(yōu)勢LTE-V2X技術(shù)能夠在高速移動環(huán)境中提供低時延、高可靠性、高速率、高安全性的通信能力，滿足車聯(lián)網(wǎng)多種應(yīng)用的需求，并且基于TD-LTE通信技術(shù)，能夠最大限度利用TD-LTE已部署網(wǎng)絡(luò)及終端芯片平臺等資源，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資，降低芯片成本。后來居上的LTE-V2X技術(shù)4.LTE-V2X的兩種工作模式后來居上的LTE-V2X技術(shù)（1）集中式工作模式（2）分布式工作模式

第四部分DSRC和LTE-V2X對比DSRC與LTE-V2X對比1.建設(shè)成本對比2.覆蓋距離對比3.通信時延對比4.支持車速對比5.發(fā)展趨勢對比DSRC與LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)對比011.國際上的標(biāo)準(zhǔn)DSRC標(biāo)準(zhǔn)LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)022.國內(nèi)使用的標(biāo)準(zhǔn)第五部分車聯(lián)網(wǎng)主要的標(biāo)準(zhǔn)組織1.國際上的主要標(biāo)準(zhǔn)組織車聯(lián)網(wǎng)主要的標(biāo)準(zhǔn)組織和聯(lián)盟包括電氣和電子工程師學(xué)會（IEEE）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）、第三代合作伙伴計劃（3GPP）、日本電波產(chǎn)業(yè)協(xié)會（ARIB）、韓國電信技術(shù)協(xié)會（TTA）、新加坡資訊通信媒體發(fā)展局（IMDA）、5G汽車協(xié)會（5GAA）等2.國內(nèi)的主要標(biāo)準(zhǔn)組織我國車聯(lián)網(wǎng)主要標(biāo)準(zhǔn)組織和聯(lián)盟包括中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）、中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（C-ITS）、中國汽車工程學(xué)會（China-SAE）、全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（NTCAS）、車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟（TIAA）、全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC268）、全國道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、IMT-2020（5G）推進(jìn)組C-V2X工作組、中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟（CAICV）等車聯(lián)網(wǎng)主要的標(biāo)準(zhǔn)組織第六部分C-V2X技術(shù)應(yīng)用C-V2X技術(shù)應(yīng)用任務(wù)三V2X應(yīng)用場景認(rèn)知目錄CONTENTS1V2V安全應(yīng)用場景234V2I安全應(yīng)用場景V2N安全應(yīng)用場景V2P安全應(yīng)用場景V2V安全應(yīng)用場景V2V實(shí)現(xiàn)車與車之間的通信，安全應(yīng)用場景包括前向碰撞預(yù)警、交叉路口碰撞預(yù)警、變道碰撞預(yù)警、隧道預(yù)警。V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景1.前向碰撞預(yù)警前向碰撞預(yù)警（ForwardCollisionWarning，F(xiàn)CW）是指主車（HostVehicle，HV）在車道上行駛，與在正前方同一車道的車輛（FrontVehicle，F(xiàn)V）存在追尾碰撞危險時，F(xiàn)CW應(yīng)用將提示HV駕駛?cè)饲胺接信鲎诧L(fēng)險，以便提前減速避讓。FCW應(yīng)用適用于城市道路或高速公路等車輛追尾碰撞危險的預(yù)警，可以輔助駕駛?cè)吮苊饣驕p輕追尾碰撞，提高道路行車安全。V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景（1）FV位于HV前方兩車直行時，有三種主要場景:1）HV與FV之間無車輛時V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景2）FV在HV相鄰車道上時V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景3）HV與FV之間有車輛時V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景（2）FV位于HV前方彎道上

V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景（3）FV在HV前方失控1）當(dāng)FV在HV前方突然失去方向控制V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景（3）FV在HV前方失控2）當(dāng)BV在HV后方突然制動失靈并快速靠近HV時V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景2.交叉路口碰撞預(yù)警交叉路口是交通事故高發(fā)區(qū)，車輛駛向如圖所示的復(fù)雜路口時，交叉路口碰撞預(yù)警（IntersectionCollisionWarning，ICW）功能被觸發(fā)，及時提醒駕駛?cè)俗⒁饴房谥苓呠囕v，減少事故發(fā)生的概率。ICW適用于城市及郊區(qū)普通道路及公路的交叉路口、環(huán)道的入口、高速公路入口等交叉路口的碰撞預(yù)警。V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景3.盲區(qū)變道預(yù)警由于車體和內(nèi)外后視鏡在設(shè)計上與生俱來的角度問題，導(dǎo)致駕駛者在駕駛車輛的時候，在車身的左右后側(cè)方都存在一個無法根除的視覺盲區(qū)，駕駛?cè)撕茈y察覺到視角盲區(qū)的車輛，借助于V2V技術(shù)，駕駛?cè)俗兊狼澳軌蚣皶r察覺到盲區(qū)車輛，減少事故的發(fā)生，如圖所示。這項(xiàng)功能與通過雷達(dá)、紅外、攝像頭實(shí)現(xiàn)變道輔助系統(tǒng)功能類似。V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景4.隧道預(yù)警隧道內(nèi)需要安裝激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器，檢測隧道交通情況，并將隧道內(nèi)車輛檢測結(jié)果發(fā)送給即將進(jìn)入隧道的車輛，讓駕駛?cè)颂崆傲私馑淼纼?nèi)交通信息。這些安裝在隧道內(nèi)的路端設(shè)備可對隧道內(nèi)所有車輛的運(yùn)動軌跡進(jìn)行跟蹤，判斷是否有車輛超速、違章變道等違法行為。V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2P安全應(yīng)用場景5、緊急車輛提醒緊急車輛（EmergencyVehicle，EV）指的是消防車、救護(hù)車、警車或其他緊急呼叫車輛。緊急車輛提醒（EmergencyVehicleWarning，EVW）是指主車（HV）行駛中，收到EV提醒及時讓行。EWV應(yīng)用V2V短程信息交互模式，主要應(yīng)用場景有兩個，分別為單行車道讓行和多行車道讓行。V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2P安全應(yīng)用場景五、緊急車輛提醒1.單行車道讓行V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景2.多行車道讓行V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景六、轉(zhuǎn)向碰撞預(yù)警1.禁止超車預(yù)警V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2V安全應(yīng)用場景2.向左轉(zhuǎn)向預(yù)警V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2I安全應(yīng)用場景V2I是車與智能交通設(shè)施之間的通信連接，主要有紅燈預(yù)警、彎道限速預(yù)警、道路施工預(yù)警、天氣預(yù)警、人行橫道預(yù)警。1.紅燈預(yù)警V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2I安全應(yīng)用場景2.彎道限速預(yù)警V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2I安全應(yīng)用場景3.前方道路施工預(yù)警V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2I安全應(yīng)用場景4.天氣預(yù)警5.人行橫道預(yù)警V2X應(yīng)用場景認(rèn)知V2N安全應(yīng)用場景V2N主要