基于5G通信技术下的汽车无人驾驶-AGV吧

自动驾驶汽车是未来汽车的发展方向之一，目前无人驾驶汽车在安全性、可靠性、以及处理器运算上还存在较大的技术瓶颈。我国正在开展5G技术的研究与开发，5G网络的出现将促进物联网产业的发展，与此同时，5G网络高速率低延迟的优势将有助于更加高级的智能无人驾驶技术的普及。

一、5G通信技术

5G即第五代移动通信技术，它是在4G网络的基础上发展起来的，其峰值传输速率可达4G的100倍。在实验研究中，5G技术能在28GHz的频段中以1Gb/s的速率进行数据传输，传输距离最远可覆盖2000米（陈云生，5G移动通信技术下的物联网时代：信息通信，2018）。可以说5G通信技术大大提高了移动网络的性能，并且缓解了数据传输的空间约束，能给人们带来更出色的上网体验。5G移动通信技术峰值速率高，稳定性和可靠性强，延时短，网络容量更大，具有强大的通讯和带宽能力，适合应用在各种复杂的环境中。随着未来5G技术的不断发展，许多新兴的应用领域也将逐渐普及，例如，5G低至毫秒级的时延标准使超大规模数据采集与处理和精确的远程同步成为可能，这将为更加安全可靠的无人驾驶技术奠定基础。除此之外，还有无线医疗、智慧城市、云VR/AR、社交网络等众多领域都是5G应用的热门领域（仇栋才，5G时代物联网业务发展与智能化应用：中国新通信，2019）。值得一提的是，5G移动通信技术的普及将给物联网的发展带来历史性的机遇，物联网能充分利用5G技术的各种优势，实现物联网产业的全面发展，从而为人们提供更加便利可靠的物联网智能化服务。目前5G通信技术正处于发展的初期阶段，越来越多的国家正在积极开展5G技术的研究和开发，从发展态势看，虽然未来几年4G还将在通信技术中占据主导地位，但5G网络将在2020年-2025年之间投入运营。

二、无人驾驶汽车

自动驾驶车是能自动感应周围环境并且无需人为干预而自动导航的载具。无人驾驶汽车是智能汽车的一种，它能通过车载的传感器系统感知道路环境，并且可以自行处理突发情况，从而实现自动行车。随着传感器技术和计算机技术的发展，市场上已经出现了一些半智能化汽车，但主要还是靠人工操控。例如，最新的特斯拉的ModelS，安装了特斯拉Autopilot2-0系统，配备了3个前置摄像头、2个侧边摄像头、3个后置摄像头、12个超声波传感器、1个前置雷达以及1个后置倒车摄像头，并搭载了NVIDIAPX2处理芯片。这是目前消费者可以买到的具有较为先进的自动驾驶系统的汽车，但是它事实上还只是一种辅助驾驶系统，主要目的是节省驾驶员精力，在无须驾驶员连续干预的情况下，自主完成既定的部分航线。

国际自动机工程师学会（简称SAE）把汽车自动化驾驶技术分为了6个等级，如表1所示。

目前大多数较为先进的已经上市自动驾驶汽车，仅仅达到了L3的级别，由于技术和法律的限制，还无法达到L4、L5的级别。这两个级别的自动驾驶汽车，很多都处于实验室阶段，很多厂商都在积极研究完全自动驾驶技术，如中国的百度无人车、谷歌（Google)的自动驾驶汽车等。

三、5G通信技术在汽车无人驾驶技术中的应用

第五代移动通信网络（5G)的峰值理论传输速度可达每秒数l0Gb，延迟可达毫秒量级，并能够支持高达500Km/h的移动速度。5G的到来将加速车联网技术的发展，这种技术将有助于汽车自动驾驶技术实现突破。

1-5G网络可以提高自动驾驶技术的安全性

人类驾驶员在遇见紧急情况时，反应时间大约是500ms，疲劳时这个反应时间会更长，这就很容易发生事故。然而，5G网络的网络延迟可以低至1ms(孙宇，崔娜，5G让自动驾驶成为现实：信息与电脑（理论版），2019），远远低于人类驾驶员的反应时间，因此5G网络在自动驾驶汽车上的应用可以大大增强汽车在紧急制动时的安全性。

2.利用5G网络以及自动驾驶技术解决城市的交通拥堵问题

近年来城市机动车增长速度很快，我国成为了世界上汽车保有量最多的国家，但城市路网结构不合理，整体效能低，交通拥堵现象十分严重。尤其在一线城市以及各大省会城市，交通拥堵严重影响了城市的正常运作。如果5G网络和自动驾驶技术的应用可以普及，这个问题有可能得以解决。交通部门可以借助低延迟的5G网络将车辆的实时行车信息上传到服务器，由服务器统一调度汽车的加速装置、刹车装置和转向装置。这样，车辆之间就可以保持很短的间隔距离，并且能够高速行驶。另外，交管部门可以根据实时的交通情况为汽车分配合理路线，实现自动交通分流。

3.5G网络有助于人工智能（Al)技术在自动驾驶汽车中的应用

当前AI技术的发展限制不仅仅在算法上，更在于现在智能终端的运算性能远远不能满足大量的Al运算。由于5G网络具有极高的传输速度，主要的运算负担可以被转移到高性能的服务器上，甚至是超级计算机上，从而极大的提升运算性能。Al的加入可以使自动驾驶汽车学习驾驶员的驾驶习惯，并模拟驾驶员的驾驶习惯，使自动驾驶汽车更加人性化。同时，AI技术也可以使汽车更加灵活地应对各种突发情况，有效提高汽车无人驾驶的可靠性。

四、结语

5G网络的普及将极大地推进自动驾驶汽车的发展，无人车的技术瓶颈有望实现历史性的突破，当前车联网以及无人车的技术难题将得到有效解决。基于5G网络，自动驾驶有可能实现接近100%的安全性，并且可以完全替代人类驾驶员，将5G网络、云计算以及Al技术结合，可以有效解决城市交通拥堵问题，让人们的出行更加便捷。