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无人驾驶朝向未来

毫无疑问,未来的汽车与我们今天道路上的汽车将截然不同。几乎可以肯定的是,在大多数情况下(如果不是所有情况),当该说的说了,该做的做了的时候,汽车将完全实现自动驾驶。事实上,美国汽车工程师学会 (www.sae.org) 发布了一份定义明确的路线图,概述了发展的六个阶段,最终实现 5 级全自动驾驶汽车。

但实现承诺的最终目标的障碍有哪些? 要实现无人驾驶的未来,需要克服车辆设计各个方面的许多技术挑战。例如,无人驾驶汽车的控制系统挑战需要反复考虑安全、安保和标准等问题。但相比开发这些系统时出现的伦理和道德问题,技术试验就显得微不足道。当汽车面临无法避免的事故时会怎么做? 这只是类似困境方面的一个例证——现代版的经典 电车难题

挑战

要实现完全无人驾驶,未来的车辆将会有数百个传感器,全部用来生成需要处理、解析和据以采取行动的数据。如果这能很好地实现,那么毫无疑问,道路安全将得到巨大改善,因为根据一项  NHTSA 研究,所有事故 90% 以上是车辆驾驶员造成的。

传感器

由于传感器将是车辆环境的主要接口,因此安全可靠的运行以及快速准确的解析将变得至关重要。在太阳天沿着高速公路行驶相对来说没有什么挑战,但在夜间曲折的道路上,确定数据显示的是水洼还是深水坑要困难得多。 

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图片 1:现代车辆包含数十个可连接到 V2X 系统的感测设备。

变幻无常的天气将是最大的挑战之一,因为有些感测技术会受到强降雨的影响,有些则难以在大雪天识别道路标志。

通信

通信将是未来车辆的一个主要特性;与基础设施 (V2I) 连接能让他们找到空闲的停车位或电动汽车充电点,而车对车 (V2V) 通信可以让附近的车辆相互发出信号和交换有关道路状况的信息。事实上,在 Molex 莫仕委托 Dimensional Research 对汽车行业进行的最新调查中,移动设备的集成和车辆之间通信的能力 (V2V) 是“未来汽车”预期的两个主要功能。

这些 V2V 网络将显著促进提高无人驾驶汽车的态势感知能力。然而,要在不同品牌车辆之间实现无缝执行,就必须约定并遵守所有数据交换方面的标准。在定义这些标准时,必须考虑分享多少(及何种)数据,以及分享过多或过少信息的利弊。

安全

此外,随着车辆“联网”,它们也会很容易遭到恶意代码的攻击和可能的外部攻击。这一点在 2015 年得到了证明;当时,黑客侵入了一辆 Jeep 汽车,演示了可以怎样远程利用漏洞。在那个例子中,信息娱乐和空调系统遭到攻击,发动机熄火。想象一下类似的情形:油门、刹车和转向系统变得“电传操纵”。潜在的远程接管可能会产生灾难性后果,让安全问题成为汽车系统设计人员面临的一个关键挑战。

标准

跟早期技术的情况一样,不同的制造商对 V2V 通信采用不同的标准。5GAA 和 IEEE 等组织正在努力制定蜂窝 (5G) 和 Wi-Fi IEEE 802.11P / DSRC 标准,以支持 V2X 通信。这两项技术将在车辆无线通信和 AV 应用领域发挥作用。重要的是,科技公司在标准制定和立法过程中发挥作用,以确定哪些技术能为安全驾驶创造最佳基础设施。

聚焦通信挑战

实现车辆内部 V2X 通信时主要存在三大挑战,包括及时提供充足的信息,让车辆各系统知道该做什么,同时不让系统穷于应付无用或无关的信息。这意味着,必须确定在任何既定情况下哪些数据很重要,以及需要数据的速度要多快。 

未来几年内,当车辆(几乎)都配备 V2X 技术时,系统将展现更强的成功潜力,更有可能让道路更安全。然而,与此同时,没有 V2X 功能和通信覆盖范围有限的老款汽车会妨碍 V2X 的充分实现价值,直到它们随着时间的推移被具有 V2X 功能的汽车取代。

虽然联网车辆带来了许多好处,但它们现在以无线方式连接外界世界这一事实,意味着他们容易遭到恶意攻击。而且,危险会随着技术集成的发展而增加。随着 5G 手机和 OTA 车辆操作通信的普及,与车辆的连接增加,潜在的攻击点数量也在增多。网络安全的进步会领先一步吗? 它们必须领先一步。毕竟,尽管业内一些人认为联网汽车太危险了,尤其是在安全性受到威胁的情况下,但大多数人认为 V2X 的好处远远大于风险,足够的安全性是可以实现的。

考虑现有解决方案

除此之外,包括专用硬件安全模块 (HSM) 在内的硬件安全可在部署在关键车辆系统元件中,从而提升安全性。

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图片 2:车辆安全将通过定期 OTA 更新来保持

以科技迎接 V2X 挑战

开发 V2X 系统,无论是基于 Wi-Fi 的还是基于蜂窝网络的,都需要多个系统元件和谐地协同工作。为此,系统必须作为一个整体来考虑,包括硬件模块、线缆、连接器和天线。Molex 莫仕凭借广泛的产品和能力,在帮助汽车制造商提供完全集成的 V2X 解决方案方面处于独特地位。

此外,Molex 莫仕领先业界的射频专业知识在业内领先的智能天线解决方案中得到运用,包括单波段和多波段“鲨鱼鳍”天线,这些天线通常经过定制来满足制造商的确切需求。智能天线含有集成的处理器,可以通过更改连接器、布线和固定方式进行配置。

最后一个系统要素是布线和连接,这需要不断提高的性能来应对现代车辆中与 ADAS 系统和狭窄空间相关的高数据传输率。Molex 莫仕提供广泛的多用途连接器和电缆组件组合,具有领先的 EMC 性能和信号完整性,无论需求如何,都能推动高质量的连接。

全自动驾驶汽车是未来。从 V2X 到整体系统设计(包含传感器、模块、天线、连接器和布线)的技术进步实现了这一点,提高了所有人的道路安全性。安全互联是安全可靠的无人驾驶车辆的关键要素,Molex 莫仕的一流通信技术让我们能够独特地引领未来。