车联网需要哪些关键技术?

物联传媒 2018-09-12 14:48

  交通工具作为日常生活的必需品之一,人们对它一直保持着很高的关注度与依赖度,而人们每天在交通工具上度过的时间也是以小时计算,尤其是在大城市中,这点尤为明显,相信身处北上广深等一线城市的人深有体会。正所谓“时间就是金钱”,有数以亿计的人每天能花这么多时间在交通工具上,就意味着这里面蕴含着庞大的市场机会。这也是车联网之所以成为市场上的“香饽饽”根本原因。

  随着技术的发展,人们对汽车等交通工具的需求绝不仅仅只是一个“搬运工”而已,希望能够在汽车里的时间可以做更多的事情,有更丰富的内容,这就需要车联网技术来对“汽车生活”进行支撑。

  汽车应用领域已经出现了一系列新技术,包括电力系统的改进、非常复杂的远程信息处理,还有自动驾驶。今天的汽车有更多的电子产品。然而,随着诸如高级驾驶辅助系统(ADAS)等功能成为标准配置,而不是昂贵的选项,更多的先进功能模块将会进入寻常百姓家的汽车当中。

  下面我们一起来探讨一下,目前车联网技术都需要哪些关键的技术。

  1、车用传感器技术

  在众多车联网技术当中,传感器技术是一项很基础的支撑技术,在目前阶段,传感器以及涉及汽车的方方面面,比如说车速的监控、温湿度、刹车、燃料监控等等,而未来,随着智能化的程度越来越高,汽车里面所使用的传感器数量与种类也将会增加的更多。在车联网中,主要涉及到的传感器有:

  2、汽车运行监测传感器

  在目前的汽车中,已经有功能丰富多样的传感器,来监测汽车的整体运行状态,包括空调系统传感器、空气流量传感器(MAF)、进气歧管压力传感器(MAP)、曲轴位置传感器(CKP)、凸轮轴位置传感器(CMP)、发动机冷却液温度传感器(ECT)、进气温度传感器(IAT)、排气温度传感器、节气门开度传感器、爆震传感器、机油压力传感器、车速传感器、液压油温度传感器等等。

  3、安全系统传感器

  主要有碰撞传感器、安全传感器、中央安全气囊传感器、安全带传感器、乘员区别传感器等,其中碰撞传感器又分为前碰撞传感器和侧碰撞传感器。主要作用是在汽车发生碰撞时,判断碰撞的烈度和方位,然后确定安全气囊是否起爆。

  4、超声波传感器

  超声波传感器模拟蝙蝠的导航模式,利用超声波从发射到接收的时间差来确定障碍物的位置,在未来的自动驾驶与半自动驾驶汽车中,可以通过超声波传感器辨别障碍物到汽车的距离。

  5、图像传感器

  图像传感器模拟人类的视野,利用几个摄像头合成汽车周围的环境图像,立体摄像头还能生成3D图像。在车联网应用中,图像传感器除了能识别距离外,还能识别颜色和字体,比如说交通指示灯与指示牌,也能在其他传感器失效时作为备用系统,增加安全性。

  6、雷达传感器

  雷达传感器的基本原理也是通过电磁波遇到障碍后的反射信号,能够实时的计算出汽车与障碍物的距离与接近速度,汽车车身四周所安装的长距离雷达与短距离雷达能实时追踪其他车辆的速度,并通过增加自动化驾驶的冗余度来提升安全性。

  7、LIDAR传感器

  LIDAR(光探测及测距)传感器能发射不可见的激光光速,对周围环境进行扫描,可探测障碍物、测量距离并生成3D图像,LIDAR传感器结合摄像头的数据能精确识别障碍物,判断前方是人还是其他的动物等等。

  8、C-V2X通信

  按C-V2X按业务模式可以分为以下4类,包括:

  V2N(vehicle-to-network)通信,包括动态地图下载,自动驾驶相关线路规划、远程控制等;

  V2V(vehicle-to-vehicle)通信,包括核心防碰撞,避拥塞等安全类应用,V2V安全类应用不受限于网络覆盖;

  V2P(vehicle-to-pedestrian)通信,车与人之间通信,主要用于行人安全;

  V2I(vehicle-to-infrastructure)通信,用于车与道路设施之间通信,提供或接受本地道路交通信息。

  9、边缘云

  车联网业务中有关驾驶安全类业务的主要特征是低时延、高可靠。在时延需求上,辅助驾驶要求20~100ms,而自动驾驶要求时延可低至3ms。边缘云是在现有移动网络中实现低时延业务的使能技术之一。

  移动多接入边缘计算(Multi-access Edge Computing,MEC)是在靠近人、物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。一般情况下针对车联网场景,MEC系统有两种构建方式,一种是在基站侧利用若干台通用服务器构建的边缘云系统,完成流量本地卸载,及植入车联网相关应用。另一种是在基站内部提供一定的计算能力。边缘云提供本地化的云服务,并可连接公有云或者其他网络内部的私有云实现混合云服务。

  10、网络能力开放

  运营商作为传统的通信服务提供者,正在努力尝试在新的产业合作中进行角色转换,以增加新的利润营收点,网络能力开放便是其中的重要方式之一。5G网络能力开放将具有更加丰富的内涵,除了4G网络定义的网络内部信息、QOS控制、网络监控能力、网络基础服务能力等方面能力的对外开放外,网络虚拟化、SDN技术、以及大数据分析能力的引入,也为5G网络提供了更为丰富的可以开放的网络能力,比如:网络切片的编排管理能力等。

  11、车联网信息安全

  作为低时延、高可靠通信的重要应用,车联网的信息安全问题同样受到重视。随着车联网应用范围不断扩大,那么安全攻击也就相应增多。在车联网“端—管—云”的基本网络架构下,每一个环节都是信息安全的防护重点。车联网产业链较长,涉及到终端设备、通信设备、以及云端管理和服务平台,涉及的厂商有元器件供应商、设备生产商、整车厂商、软硬件技术提供商、通信服务商、信息服务提供商等,包括控制安全、数据安全、功能安全等各个方面。

  12、高精度定位

  位置信息为实现车联网业务的提供重要参考,位置信息越准确,车联网业务可靠性越高。因此,高精度定位研究是实现车联网业务的关键技术之一。

  13、语音识别技术

  无论多好的触摸体验,对驾车者来说,行车过程中触摸操作终端系统都是不安全的,因此语音识别技术显得尤为重要,它将是车联网发展的助推器。成熟的语音技术能够让司机通过嘴巴来对车联网发号施令索取服务,能够用耳朵来接收车联网提供的服务,这是最适合车这个快速移动空间的应用体验的。成熟的语音识别技术依赖于强大的语料库及运算能力,因此车载语音技术的发展本身就得依赖于网络,因为车载终端的存储能力和运算能力都无法解决好非固定命令的语音识别技术,而必须要采用基于服务端技术的“云识别”技术。

  当然,技术是不断发展变化的,在车联网的发展中,肯定会碰到现在还没有想到的问题,也会有新的技术与解决方案出现,未来车联网将会如何,我们拭目以待。