加强联网汽车连结性,4G/DSRC成新车标配

2016-07-11 20:10:04来源: 互联网 关键字:车联网  4G  汽车电子
    联网汽车功能与安全性将大幅跃升。4G与专用短距通讯(DSRC)技术可让行驶中的车辆,与移动装置、周围车辆、路边基础设施及云端系统相互链接,实现各种智能应用,如车辆诊断、碰撞预警与事故通报,增进汽车驾驶安全,遂获得车厂扩大采用。

  联网汽车(ConnectedCar)为近年各国探讨智能交通的热门研究主题之一,其发展目的是要打造出更安全、智能并兼顾环保的交通运输工具。

  在所有建设联网汽车的所需条件中,连结性(Connectivity)为其实现的重要要素之一。联网汽车可通过车与车(VehicletoVehicle)、车与路侧单元(VehicletoRoadsideUnit)如交通号志、车与智能型手机或其他装置的相互沟通链接,提供驾驶更多便利性功能,同时使汽车在行驶的旅程中能增添安全性。

  联网汽车的连结性应用,大致可分为以下三种:

  车与车(V2V)的连结

  通过车辆间相互沟通协助,以防止交通事故的发生,进而减少车祸伤亡。

  车与路侧(V2R)、基础建设(V2I)的连结

  可提供车主实时性与区域性的路况信息,促进旅程便捷快速。

  车与其他智能型装置/系统的链接

  串连其他用户系统,提供实时不间断的服务,让乘车环境与旅程更为安全舒适。

  目前配置车联网的新车数量逐渐增加,但多数应用服务仅是与车厂的后台系统取得联系以寻求帮助,或是在驾驶过程中提供导航和各种语音服务;但若涉及到更高层次,如与安全驾驶有关的应用功能则尚不多见。

  数据显示,美国每年因交通事故造成约三万三千人死亡,两百三十万人受伤。2014年2月,美国国家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration,NHTSA)公开表示,将建议美国总统欧巴马在2017年卸任前,立法规定车厂须在新的轻型车辆(Light Vehicle)上配备V2V通讯系统,以预防车祸发生。

  美国国家公路交通安全管理局也将发表对于新系统初步的研究报告,其估计,此项新法规若真正实施,将帮助美国预防八成左右因非酒驾或车辆机件故障所引起的车祸。

  WAVE/DSRC将成新车标准配备

  有关车与车之间的沟通,美国计划采取汽车专用短距离通讯(Dedicated Short Range Communications,DSRC)技术来实现。NHTSA虽然未明确表示将采用何种DSRC通讯技术,但就美国先前的研究开发与场域测试来看,其将采用的DSRC通讯技术应该是5.9GHz车用环境无线存取(WAVE)/DSRC,包含IEEE1609相关协议与IEEE802.11p的技术。

  DSRC的有效通讯距离为数百米,车辆通过DSRC以每秒十次的频率,向路上其他车辆发送位置、车速、方向等信息;当车辆接收到其他车辆所发出的信号,在必要时(例如马路转角有其他车辆驶出,或前方车辆突然紧急煞车、变换车道)车内装置会以闪烁信号、语音提醒或是座椅、方向盘震动等方式提醒驾驶人注意(图1)。

  

  图1 车机通过DSRC,可提供驾驶人安全警示信息。

  为此,通用汽车(GM)已为汽车座椅震动技术申请了专利,福特(Ford)也研发出方向盘震动技术,以配合将可能强制安装的车辆互连通讯系统。

  此外,若交通管理号志等公路设施采用DSRC通讯技术,同样也能与路上的车辆对话,告知车辆驾驶人相关路况(如前方道路壅塞、施工、路面坑洞等信息),以便驾驶人提前改道或注意。

  DSRC建立自动驾驶基础

  美国密歇根交通局(MDOT)2011年在密执安州奥克兰郡做实车展示测试,在这次的实车展示测试中,有将近三千辆装有DSRC通讯装置的汽车、巴士、货车与摩托车参与,以进行V2V、V2I通讯效用的测试。

  测试首先连结车辆与路口交通灯号控制设备的路侧装置,通过DSRC通讯技术,路口红绿灯号志将信号相位和时序(SignalPhaseandTiming,SPaT)信息传输给车辆,车辆再基于差分全球卫星定位系统(DGPS)/全球导航卫星系统(GNSS)做精准定位,依其行车信息(车速、前进方向、停止线距离)与环境信息(路段长度、道路速限),估算后提供车辆驾驶人行驶速度建议,以达成行车安全与效率并重之应用(图2)。

  

  图2 通过DSRC广播SPaT信息示意图

  2014年1月在美国举行的国际消费电子展(CES)上,福特、通用等汽车大厂纷纷展示出各自最先进的V2V沟通技术。据相关研发人员表示,这套系统的功能远大于车用雷达、红外线传输感应等技术,并将成为未来自动驾驶汽车的基础;且待该技术进到商业化阶段,新车安装此系统仅须支付100多美元的额外成本。

  虽然DSRC受到了福特、通用、本田(Honda)、现代(Hyundai)、奔驰(Mercedes-Benz)、日产(Nissan)、丰田(Toyota)等众多汽车厂商支持,但美国运输部(The United States Department of Transportation,USDOT)官员表示,新技术至少须10年才可能广泛应用;另外,此项技术虽可望减少交通事故发生,但也可能引起侵犯个人隐私的争议。汽车自动化专家表示,通过DSRC系统,汽车厂商等相关机构将能了解车主一举一动,后续该技术在应用与法规制订上,仍值得观察。

  除美国之外,欧洲国家及澳洲也着手研究与测试DSRC通讯技术,并开发新的应用领域;以葡萄牙来说,其利用五百多辆汽车及路侧单元(Road Side Unit,RSU),建构出涵盖整个城市的汽车网状网络(Vehicle Mesh Network),并作为港口码头管理系统的数据传递之用。

  结合远程服务车联网优化车辆管理

  前述的DSRC联网汽车应用,主要通过互助式的行车安全警示及路况信息提供,达成减少车祸的发生与伤亡;设备上须有支持DSRC通讯功能的车机搭配政府布建的路侧单元;此外,还要仰赖政府订定法规来支持。

  因当前多数车辆尚未配备有DSRC通讯功能的车机,政府亦未大量布建路侧单元,使各大车厂仅先着手于连结智能型手机、车机与3G/4G网络来提供自家的车联网服务,比如通用汽车的OnStar,及福斯汽车(Volkswagen)的Car-Net(图3)。

  

  图3 福斯汽车提供的Car-Net服务

  以福斯汽车为例,目前已在部分车种上配备Car-Net车联网服务,其服务大致可分为远程车辆存取(RemoteVehicleAccess)、安全守护(Safe&Secure)、家人监护(FamilyGuardian)、诊断维护(Diagnostics&Maintenance)等几类。

  在「安全守护」方面,发生交通碰撞事故时,一旦车内的安全气囊充气弹出,车辆马上会自动联机到服务中心,由客服人员立即通知相关救护单位前往救援;又当车辆故障须要协助时,车主只须按下车内紧急通话按钮,即可联机服务中心,获得适当的协助;而当车辆失窃时,亦可通过服务中心得知车辆目前位置,并持续追踪车辆行径,尽速协助车主寻回爱车(图4)。

  

  图4 安全守护应用示意图

  若车主将车辆借予亲友、家人使用时(比如父母将车借给子女),可以设定车辆速度警示(SpeedAlert)与边境范围警示(BoundaryAlert),持续追踪车辆的行为;当家人超速开车或超出边境范围,车辆会对车主发出警示通知,让车主联系开车的家人注意安全,以达到「家人监护」功能(图5)。

  

  图5 家人监护服务示意图

  有时车主停车后却忘了将车钥匙带下车,因而无法开启车门,此时车主就能通过智能型手机开启车门;又或是下车离开后,却忘了车门、车灯是否关上,此时车主在他处即可通过智能型手机来检查车辆的油量、车门、车灯、引擎盖、后行李箱等车况状态,亦可通过智能型手机查询最后停放的位置,甚至是操控喇叭、开闪光灯等「远程车辆存取」功能(图6)。

  

  图6 手机可通过远程车辆存取服务查询车况。

  在「诊断维护」服务方面,车主通过该系统得以查询维修保养厂位置,并在线预约保养维修时间,亦可通过系统做车辆远程诊断,系统将以电子邮件定期传送诊断报告给车主,确保行车安全(图7)。

  

  图7 远程诊断维护示意图

  智能运输兼具安全与节能效益

  综合本文所述,先进国家与汽车大厂,对于智能运输系统的联网汽车与车联网服务,均不遗余力地投入研发、测试与相关设施建置,希望通过科技来提高交通运输工具与行程的安全、舒适、便捷,并减少车祸的发生与伤亡,进一步实现省油与节能减碳的环保概念。当前台湾在智能运输系统方面,仍有很大的成长空间。

关键字:车联网  4G  汽车电子

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/article_2016071115803.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:两大技术路径博弈 无人驾驶汽车曲折中前行
下一篇:自动驾驶公交车下月将在日本投入使用 续航能力达14小时

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
车联网
4G
汽车电子

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved