【ATU Book-Autonomous】邁向完全自駕之路 V2X 技術

前言


      在老吳上一篇 V2V 的博文中,介紹了車輛之間的相互通訊,如果車輛還可以跟更多的裝置溝通豈不是更好,例如和交通道路號誌通訊,來知道附近通行狀況或是限速等資訊,V2X 中的 X 就可以代表 Everything,像是車輛本身之外的其他車輛、道路設施等等,這將可以大大提升汽車行車安全,也能夠提供自駕車行車資訊並緩解交通壅擠。
      在上一篇的博文中也簡單提到了 V2V 的通訊技術,在 V2X 中需要連接的裝置則更多了,這部分的應用,畢竟是和人身安全有關,因此對於網路的延遲、傳輸速度、可靠性和通訊距離都非常的要求,接下來老吳就針對 V2X 及其通訊技術來做介紹。

V2X 需求及來由

      根據世界衛生組織的報告,2018 全球大約有 135 萬人死於交通意外事故,其中很多起因都是因為駕駛人的駕駛行為不良所導致,大部分的事故都是可以被預防及避免的,因此 ADAS 也開始因應而生,盲點偵測、車道偏移警示、自動緊急剎車等等,而 ADAS 下一代的新技術就是希望透過 V2X,讓車輛可以更加知道行駛的環境,知道潛在的危險,減少人為造成的失誤,同時也能讓交通順暢,讓自動駕駛的程度變高。
      前面提過,V2X 泛指車輛對於外界的訊息溝通,一般來說常見的溝通,包含下面幾項:

      V2V  (vehicle-to-vehicle)           汽車對汽車
      V2R  (Vehicle-to-roadside)        汽車對路側設備
      V2I   (Vehicle-to-infrastructure) 汽車對道路基礎設施
      V2P  (Vehicle-to-pedestrian)     汽車對行人
      V2M (Vehicle-to-motorcycle)   汽車對機車
      V2T  (Vehicle-to-transit)            汽車對公車


 圖一、各式 V2X通訊示意圖

      這邊老吳也簡單列舉幾個 V2X 優勢,讓讀者了解 V2X有哪些情況,可以適時的協助駕駛者。

      危險警示:潛在碰撞、路口有事故發生、車道障礙物、靜止車輛,道路施工
      交通狀況:緊急救援車輛,弱勢道路使用者、追捕、超車
      交通指引:車流分析、導航/自駕控制、動態路線調整

V2X的通訊技術標準有甚麼?

      V2X 通訊技術標準目前分別有 DSRC 及 C-V2X 兩大標準,為了方便了解,基本上讀者可以簡單視為 WiFi 與 4G/5G 電信網路之分,DSRC 發展相對比較早,技術穩定性較高且網路安全性較強,目前產品也較多,但是傳輸距離較近、支援車速較慢、傳輸延遲較大都是其罩門。美國聯邦通信委員會所提出的 WAVE 通信協議是目前最為完善的 DSRC V2X 通信標準之一,且也已經進行了多次大規模測試。       

      C-V2X 雖然是持續發展中,特別是現在進入 5G 時代,可以實現更大的通訊範圍,支援移動速度高、傳輸延遲低都是非常有利於 V2X 的實現,簡單說 C-V2X 是基於蜂窩技術發展的,所以只要修改、利用現成的基地台,就可以把 C-V2X 涵蓋進去,部屬成本比 DSRC 佳。


 表一、DSRC 及 C-V2X 之比較

NXP 相關解決方案

      NXP 做為國際晶片大廠,在 V2X 的兩大標準陣營,也都有相關解決方案,可以參考NXP 官方網站資訊。

1. C-V2X
https://www.nxp.com/products/sensors/ic-digital-temperature-sensors/c-v2x:CV2X?SAMLart=ST-AAF0E3YJDJej%2BJVBprc7Vu5rkUdez1%2F2pkinc%2FZHhNEbIbxbIyJGwvAP

2. DSRC
https://www.nxp.com/products/wireless/dsrc-safety-modem:DSRC-MODEM

參考資料:
1. 新通訊
https://www.2cm.com.tw/2cm/zh-tw/tech/AD12632D182C450AA867DB1292740A61

2. CTIMES
https://www.ctimes.com.tw/DispArt/tw/%E8%9C%82%E5%B7%A2%E5%BC%8F%E6%8A%80%E8%A1%93/%E8%BB%8A%E8%81%AF%E7%B6%B2/LTE/C-V2X/19041115576A.shtml 

3. Health Organization
https://www.who.int/publications/i/item/9789241565684

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