車路協(xié)同對智慧交通的支撐作用正在顯現(xiàn)，引導(dǎo)自動駕駛場景迎來新突破。由車路協(xié)同推進(jìn)的自動駕駛突破混合交通場景，并在應(yīng)對暴雨、夜晚等極端情況上發(fā)揮重要作用。

交通運輸信息化專家、中國交通通信信息中心副主任林榕在調(diào)研時表示：“非常高興看到以車路協(xié)同為核心的自動駕駛落地成功。整套方案將車路協(xié)同、車車協(xié)同、單車智能充分融合，發(fā)揮了平臺體系的技術(shù)和服務(wù)優(yōu)勢，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，代表了智慧交通、未來出行的發(fā)展方向”。

新基建加速智慧交通 車路協(xié)同是重要支撐

車路協(xié)同是交通運輸中將新型基礎(chǔ)設(shè)施與傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施融合發(fā)展的重要領(lǐng)域。近年，在“兩重一新”的建設(shè)方略和“交通強(qiáng)國”的戰(zhàn)略決策下，車路協(xié)同迎來歷史性發(fā)展機(jī)遇。

2019年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，明確提出大力發(fā)展智慧交通，推動大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級計算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協(xié)同）研發(fā)，形成自主可控完整的產(chǎn)業(yè)鏈。進(jìn)入2020年，新基建為數(shù)字化進(jìn)程按下加速鍵，5G、C-V2X、AI等新一代技術(shù)爆發(fā)，智慧交通邁向落地關(guān)鍵年，而車路協(xié)同是重要支撐。

2019年10月蘑菇車聯(lián)在國家級智慧交通示范基地北京順義區(qū)北小營鎮(zhèn)落地全國首條商用車路協(xié)同示范路，在5G+C-V2X無縫連接和車路高效協(xié)同上開創(chuàng)先河，掀起了智慧道路建設(shè)的新篇章。在此基礎(chǔ)上，今年蘑菇車聯(lián)又推進(jìn)自動駕駛在車路協(xié)同體系中的應(yīng)用，這一創(chuàng)新探索讓車路協(xié)同更好賦能智慧交通又邁出了關(guān)鍵一步。

兩大引擎三大支撐 車路協(xié)同提供可靠安全保障

目前，自動駕駛在全球有兩大主流方向，一個由單車智能化主導(dǎo)，另一個則是由車路協(xié)同驅(qū)動。從新基建到交通強(qiáng)國，從5G、C-V2X到北斗衛(wèi)星定位，上至國策、下至技術(shù)，中國都有強(qiáng)大的車路協(xié)同基礎(chǔ)。在車路協(xié)同體系中發(fā)展自動駕駛也被稱為“中國路徑”。

蘑菇車聯(lián)的車路協(xié)同體系依托蘑菇OS和AI云平臺兩大引擎，從車、路、云、網(wǎng)入手，融合了車路協(xié)同、車車協(xié)同和單車智能，形成了智能感知、車路協(xié)同和AI云三大系統(tǒng)。其中，智能感知系統(tǒng)融合了芯片、傳感器、北斗+GPS高精定位等新一代技術(shù)，讓車、路兩端具備追蹤目標(biāo)、捕捉風(fēng)險、預(yù)測意圖的能力。車路協(xié)同系統(tǒng)通過5G+C-V2X將車與路、車與車連接打通，各端感知數(shù)據(jù)彼此交互，極大提高了單車智能的水平。而AI云相當(dāng)于大腦，分析協(xié)同所有交通元素、全局調(diào)度、貢獻(xiàn)行駛策略。

正因為如此，當(dāng)自動駕駛?cè)诤系杰嚶穮f(xié)同體系中，能為車輛行駛提供可靠的安全保障，特別是在復(fù)雜的混合交通和雨天、黑夜等特殊情況。

挑戰(zhàn)極限風(fēng)雨無阻

在暴雨中，視線會被不斷沖刷下來的雨水遮擋，單車智能依賴的攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器的精度也會顯著下降，相當(dāng)于全盲開車。這個時候還能風(fēng)雨無阻的自動駕駛嗎？

7月，蘑菇車聯(lián)在位于北京順義北小營的5G路段上運營車路協(xié)同系統(tǒng)，期間遭遇了多場暴雨。這段車路協(xié)同示范路段全長 7.2公里，混合了大貨車、小汽車、臨時路障、非機(jī)動車和行人，是典型的混合式交通場景。其中一場為二級橙色預(yù)警等級，強(qiáng)降雨量達(dá)到148.8毫米，低洼地區(qū)的積水最高有30厘米，部分路段還有植被覆蓋遮蔽了車道線。為了體現(xiàn)極端天氣中車路協(xié)同對自動駕駛的引導(dǎo)，運行車輛在安全員監(jiān)管下關(guān)閉雨刷，保持自動駕駛。在單車視線近于全盲且天氣及路況條件極端惡劣的情況下，運行車輛仍然安全順暢的完成了無保護(hù)左轉(zhuǎn)、嚴(yán)重積水通行、逆向繞行避障、復(fù)雜場景會車等高難度自動駕駛。

暴雨對自動駕駛最大的挑戰(zhàn)在于單車感知系統(tǒng)幾近失靈。攝像頭在90%以上的時間無法采集數(shù)據(jù)，激光雷達(dá)會產(chǎn)生異常折射，對物體的形狀、位置和質(zhì)地不能精確判斷，因此也無法提供可靠的感知數(shù)據(jù)。而基于車路協(xié)同的技術(shù)路徑賦予了單車360度多套冗余感知能力。

智能路側(cè)設(shè)備為自動駕駛車輛提供了具有完全獨立性的數(shù)據(jù)冗余感知系統(tǒng)。首先路側(cè)燈桿位置部署了多個大尺寸攝像頭，具有不同焦距，曝光時間最短可達(dá)0.1毫秒，圖像零畸變，保證了從廣角到長焦等不同焦段內(nèi)都可以獲取到清晰的圖像。由于路側(cè)攝像頭的架設(shè)位置高，布設(shè)了遮擋防護(hù)，并且視角為俯視，暴雨對路側(cè)攝像頭的識別干擾幾乎為零，不僅看得更多，還能看得遠(yuǎn)，更看得清。而通過車與路的協(xié)同，路側(cè)設(shè)備識別的交通元素數(shù)據(jù)，如車道線、障礙物、行人等信息被發(fā)送到車端，如同讓全盲的人重新眼觀六路、耳聽八方。

其次，智能感知系統(tǒng)中的高精定位對車輛穩(wěn)定行駛起到了保障作用。蘑菇車聯(lián)的高精度定位模塊支持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和GPS全球定位系統(tǒng)，通過實時動態(tài)差分技術(shù)，在全天候環(huán)境下定位精度小于10厘米。

第三，感知能力的提升還包括了路端信號的補(bǔ)強(qiáng)。由于光照、角度、雨雪遮擋等條件限制，車端傳感器識別信號燈狀態(tài)的準(zhǔn)確性很難保證，通過與路端設(shè)備建立通訊，可以直接獲得信號燈當(dāng)前狀態(tài)和相位周期。蘑菇車載OS支持4G、5G和C-V2X多個通信通道，保證數(shù)據(jù)傳輸成功率可達(dá) 99.99%。

從數(shù)量、范圍到精度，360度感知系統(tǒng)都在增強(qiáng)自動駕駛的魯棒性。

由于融合了路側(cè)設(shè)備的感知數(shù)據(jù)、路端信號數(shù)據(jù)及全局交通信息，系統(tǒng)面臨著海量數(shù)據(jù)處理的壓力。車路協(xié)同下，以毫秒為單位的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)規(guī)模是單車智能的上萬倍，僅在安全和效率兩個指標(biāo)上，各種參數(shù)維度就多達(dá)數(shù)百個。目前，蘑菇車聯(lián)在邊緣云上的日均數(shù)據(jù)處理量達(dá)到了100TB+，方案可融合120萬個傳感器的數(shù)據(jù)。

除了規(guī)模龐大，數(shù)據(jù)復(fù)雜性也大大提高。受傳感器工作原理限制，現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)算法準(zhǔn)確率有限。因此系統(tǒng)還需要聯(lián)合概率融合模型和粒子濾波算法解決多路冗余數(shù)據(jù)的沖突和精度問題，同時通過毫秒級的處理效率將運動情況下的數(shù)據(jù)融合錯誤率降低到0.1%以下。進(jìn)一步結(jié)合局部道路地圖和駕駛場景的深度學(xué)習(xí)模型，動態(tài)目標(biāo)的跟蹤和預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)到了97%以上。

這一解決方案在夜間同樣效果顯著。車流擇機(jī)變道、大貨車無標(biāo)線會車、無照明下混合路段的窄道通行、甚至是對預(yù)測意圖要求極高的左轉(zhuǎn)交替通行，都是智能分析每一個交通元素速度與軌跡趨向、綜合決策、全局調(diào)度的結(jié)果。

基于車路協(xié)同，360度無盲點感知、每秒百萬級全量數(shù)據(jù)計算、97%+的預(yù)測精度，這是“風(fēng)雨無阻”的背后保障。

除了體系化的保障，AI云的深度學(xué)習(xí)能力也是關(guān)鍵，需要不斷積累、優(yōu)化和提升。通過轉(zhuǎn)彎、加減速曲線等數(shù)據(jù)，蘑菇AI云能夠訓(xùn)練符合中國道路特征的駕駛行為習(xí)慣，讓自動駕駛與人工駕駛特征保持一致，遍布全國的道路覆蓋和場景積累也為深度學(xué)習(xí)提供了更多的長尾樣本。

2019年5月12日，交通運輸部在《關(guān)于深入推進(jìn)公路工程技術(shù)創(chuàng)新工作的意見（征求意見稿）》中提出加快推進(jìn)智能感知、5G通信、高精度定位和邊緣計算等技術(shù)在公路工程和路網(wǎng)管理中的應(yīng)用，依托公路復(fù)雜交通環(huán)境的測試和試驗，推動車路協(xié)同技術(shù)發(fā)展和智慧公路建設(shè)。7月，交通運輸部印發(fā)《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》提出推動自動駕駛與車路協(xié)同技術(shù)研發(fā)。2020年8月6日，交通運輸部印發(fā)《關(guān)于推動交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》再次提出推進(jìn)車路協(xié)同等設(shè)施建設(shè)，豐富車路協(xié)同應(yīng)用場景。由車路協(xié)同引導(dǎo)自動駕駛見證著智慧交通發(fā)展的新步伐。