2018年8月10日下午,中國通信工業協會智能網聯專委會在中國信通院召開了首次成員會議。中國通信工業協會、中國泰爾實驗室、長城汽車、海高汽車、縱目科技、佐智汽車等單位的代表參與了本次會議。
佐智汽車余杰:在8月2號的CCIA毫米波雷達工作組會議上有專家提到,我們國家毫米波雷達允許使用的頻段其實不是連續的,76-81GHz之間有一段有別的用途。那個頻段好像用于空間探測,只在深山里才會用到,在市區實際上用不到。所以希望通過我們專委會推動一下,看能不能把76-81GHz這個頻段完全放開給毫米波雷達使用。我看了一下材料,日本和歐洲的77-81GHz頻段都是連續可用的。美國汽車制造商聯盟也正在敦促FCC將76-81GHz頻段都用于毫米波雷達。
信通院周博士:我做幾點補充說明。在頻段分配上,因為有一些空間研究的頻段,具體使用的廣度目前是不清楚的。第二點從技術上來講,更寬的雷達帶寬的話,對于提高空間分辨率是有好處的。我們搞空間定位,知道空間分辨率和帶寬是成正比的。這也就是為什么S波段比X波段定位準確率要高,因為在高頻段,我們用的帶寬大的多。如果帶寬用的是支離破碎的,對整個的使用效益來說,實際上是比較差的。
第三點,中國信通院和國家無委會有非常好的工作關系。所以我覺得我們可以先向無委會了解一下,先看看目前的頻段分配的需求和難點在哪里。
我們做毫米波雷達的也有切身體會,因為下一步毫米波雷達也需要高分辨率。當前的這個分辨率,分辨一輛車是沒有問題的,分辨人可能還是有問題的。尤其人本身的RCS(雷達散射截面)值是偏低的,如果分辨率再差的話,影響技術的應用。
海高汽車徐超:我以前做過半導體,從半導體角度來講,它發展的演進,要考慮產品的成本。要在最高分辨率上面,用目前比較成熟低成本的CMOS方案,所以可能對78-79GHz這一塊還是很關注的。
可能這個頻段確實有用于保密的領域。我們在和無委會溝通的時候,可以考慮特定場景,在城市道路或者是城鄉道路上,我們只在限定的區域用。把區域限定和功率限定的前提下,我覺得應該是可以實現的。
佐智汽車余杰:汽車行業提出了需求,我們CCIA智能網聯專委會負責汽車行業和通信行業融合的,正好可以協助解決一下。要不就請周博士和馬總,你們去和無委會對接一下。
海高汽車徐超:從務實角度來講,如果這個頻段沒有被允許的話,國外芯片和國內的應用對接會形成一個斷層。如果單為中國市場設計一款芯片的話,這個邊際成本就會偏高,推動就會有問題。
泰爾實驗室馬總:我知道這事確實非常難,需要很長時間。
信通院周博士:這個工作困難主要原因是:我們現有的頻譜規劃工作中,每隔兩年要參加電信聯盟WRC大會。這個大會各國去協調立場,基本上大的協調要兩年變一次。下一步我們會加強溝通。
關于千兆以太網標準
佐智汽車余杰:我們進入第二個話題,我們現在有毫米波雷達和其它各種傳感器,在車內融合傳輸的時候,會有很多標準問題。8月2日的工作組會議是馬總主持的,請馬總來介紹一下我們怎么推動這個標準化。
泰爾實驗室馬總:首先對大家光臨信通院表示熱烈的歡迎!隨著自動駕駛的發展。車內的數據傳輸量呈幾何級數增長,下面我們要做一個車載千兆以太網相關標準,信通院牽頭,決定在CCIA平臺上,起草一個團體標準。我們相關專家查詢了國際上的標準,也是有一定的標準源的。我們有一些初步的想法想跟大家匯報一下,下面請劉泰主任跟大家匯報。
泰爾實驗室劉主任:我就把我了解的情況,跟各位專家匯報一下。汽車以太網這幾年開始走入我們的生活。以前CAN總線用的比較多,現在一直在用,但是CAN總線對于自動駕駛的數據傳輸需求,還是有點落后。
我們知道CAN總線最高速率一般在1Mbps左右,而汽車以太網目前最常用的是100兆,叫100BASE-T1,這個標準在2015年由IEEE以P802.3bw標準號正式發布。1000兆實際上也是有國際標準的,IEEE在2016年以P802.3bp標準號正式發布了1000Based-T1,但是這個在汽車領域應用還很少。它主要用在工業以太網,比如說工控這一塊。
為什么車載以太網這幾年發展的不如預期那么快?主要是因為CAN總線畢竟有這么多年的積累,它在實施性、可靠性和安全性方面,還是保持著優勢。
以太網在帶寬和開放性方面肯定是更加有優勢,但實際上它還沒有被市場驗證它的可靠性、安全性、實時性能夠達到企業的要求。企業不可能一下子將汽車總線替換成以太網,所以我們現在做這個標準的目的也是為了讓標準逐步成熟,能夠讓廣大的車企用起來。
剛才提到的主要的標準,100Base-T1 和1000Base-T1,盡管在IEEE已經作為標準正式發布,但是這兩個標準要推廣起來,還是非常復雜的,并不是大家想象的那么簡單,它還需要很多配套的協議。像鏈路層和傳輸層,以及再上面的應用層協議非常多,像AVB協議族以及現在的TSN網絡等都需要考慮。
我們信通院的想法是,咱們先把它做起來,不可能在一個標準里面囊括所有的東西。我們現在想搭建一個總體架構,然后建設一個系列的標準。首先有一些通用的部分,比如說電磁兼容,比如說物理接口。從物理的一些電氣指標包括互聯互通,很多測試指標都需要。除了這些通用的標準之外,我們還要制定一些設備級別的標準。
比如說我們提到以太網,中間肯定要用到交換機,這個交換機跟傳統的交換機是不太一樣的。它有自己的一些特點和功能。我們希望能夠標準化它的技術要求,還有它的測試方法,通過科學的技術手段來驗證它的可靠性、互通性以及安全性。
還有與交換機相對應的,傳感器接入的ECU設備。現在汽車上面,低端的有十幾個ECU。到2020年以后,一個車上可能會超過200個ECU。ECU方面,我們也建議做一些技術要求,并制定一下相關的測試方法,但是ECU比較復雜,上面還有一些專有的應用協議,比如說AVB/TSN等。
目前擬制定的團體標準跟國外標準是一個什么關系呢?如果國內的企業能夠接受,能夠為他們解決主要問題,咱們就拿過來。但是有一些不太成熟的,或者還在發展的標準,我們可以放一放,逐步把這個體系完善起來。
泰爾實驗室馬總:我覺得劉主任非常清晰的介紹了我們對于車載以太網標準的一些想法。我們這個團標存在的意義是什么?首先我們要解決問題。無論是國標也好還是行標也好。它無非就是科學客觀要求的體現。團標速度快,能夠解決行業內最早的痛點問題。這樣團標就能夠起到它的作用。信通院希望能夠有更多的車廠參與到這個標準中來,因為我們特別想知道用戶端的要求,所以光我們來做這個標準,實用性不強。
佐智汽車余杰:是不是可以這樣,我們先出一個征求意見稿,發布出去。9月20號我們在上海有一個會(“第四屆車聯網與智能駕駛國際論壇”)。我們把車企邀請過來,討論一下,讓從業者提出更具體的需求,下一步的工作就更好做。
海高汽車徐超:我稍微補充一下。為什么車里面的以太網沒有從百兆過度到千兆,有一個物理層的問題就是線束。現在百兆是可以用一對雙絞線來實現的。那千兆的話,現在推薦的是塑料光纖和多對雙絞線。那多對的線對于車企來講,一個是成本的增加,一個是重量的增加。車里面大概有3公里長的線束,這一塊是車企比較關心的。汽車的發展方向是輕量化,如果線束重量增加,車廠就不能接受。
第二個是剛才提到的交換機,而實際上現在這個階段更需要的是一個網關。這個網關一個是做安全性的管理,另外一個是前向兼容。
第三點是可靠性。車里面的CAN,在低速的狀態下,也就是125K的狀態下面有一種LSFT類型可靠性很高。在大眾某些車型里面,你可以剪斷LSFT CAN其中任何一根線。只要不是兩根都斷,它還可以繼續維持數據的通訊。車里面對失效安全要求是比較高的,所以我們要考慮這個問題。
而剛才你提到的實時性,目前都不能算行業標準。現在大家從AVB往上升級到TSNv2,而這個標準實際上還沒有完全成熟。CAN的實時性還是蠻好的。
但是CAN也有很大的問題,它作為一個總線型網絡,它里面ECU節點掛的多的時候,會有很大的沖突和開銷。我們一般來講,如果把CAN總線開銷控制在30%以內,這已經算是規劃的非常好的。
第四個比較重要的是成本的問題。回到我前面講的物理層,在2009年的時候,我們跟一汽做了一個預研,大家可以考慮。就是在非關鍵安全信息上面,我們通過12伏的車載供電網絡去做載波。這個當然不是做安全性的東西,因為你隨便拿兩個尖子把電瓶夾上,也能把總線的數據拿過來,這樣不好。但是有一些東西是可以做的,譬如倒車高清攝像頭。現在一個倒車高清攝像頭,如果用數據傳輸的話。可能至少要接四根線。現在有POC供電,但是它單獨去拉一個高清線,成本比較高。那我們當時用低成本的載波,你只需要把12伏接過去,它就可以載波了。
長城汽車張博士:我補充一下我的想法。100M我們已經在用,1000M正在調研當中。最近也是想到自主開發這一塊,智能網關肯定是要結合車身的總線架構一起來弄的。我們做這個,是不是考慮跟后面自動駕駛和智能網聯有一個什么樣的結合點。就像剛才說的網關的事,Gateway,Switch這一塊我覺得也是一個重點。但是這一塊我覺得單獨拿出來比較合適,如果整體跟網絡架構在一塊,它是有關聯的,但是又不是一個東西。所以可以考慮在寫網絡架構這一塊,單獨把智能網關的標準可以好好研究一下。包括從物理層、硬件層、底層、驅動,包括后面的中間層, AUTOSAR架構,針對實時性要求比較高的車載設備控制器,它的專用操作系統開發的等等。我覺得這一塊也可以作為后面的重點研究方向開展。我覺得至少對于長城來說,應該是有這方面的規劃。我估計后面其它主機廠如果做這塊,網關這方面也少不了有一些動作。
同時包括現在的數字安全和信息安全,降低入侵風險的安全性智能網關,我覺得咱們可以在這方面探討一下。
泰爾實驗室劉泰:網關在汽車里面,確實是比較重要的組件。網關確實比較復雜,一方面是功能復雜,另外是上層管理的復雜。我覺得可以分步考慮,我們可以本著從簡單到復雜,一步一步來做。
海高汽車徐超:我其實提到的網關,不可能一下子從CAN過渡到以太網。它有一個過程,這個過程當中叫協議轉換的網關。
車企對電子電器架構這一塊都很熟悉。所以我們一上來不要去想車身和底盤的事情。除了信息娛樂系統應用以太網之外,還有自動駕駛的傳感的數據,對帶寬影響比較大的。
泰爾實驗室劉泰:網關這一塊,實際上我們之前也在做工作,但是不是在汽車領域,我們在物聯網領域還有其它領域,都在做網關的工作。主要是因為以前在各個領域,使用的網絡不一樣。我覺得在汽車領域可以分步來,因為從車企的角度來說,100兆還是主流,我們可以在這個基礎上做。
海高汽車徐超:但是現在100兆已經不太夠用了。
泰爾實驗室劉泰:另外一方面,(需建立)包括語義層面的一個庫。比如說毫米波雷達,各個廠家做的傳輸數據的格式是不一樣的。這個我們需要統一還是需要建庫,這可能也是不同的演化。這個網關需要支持多大的庫,這個可能是需要考慮的。我們往哪個方面發展,是把所有的傳感器往一個方向去規劃,還是把網關這一塊做大,網關就是設備的庫,另外一個角度就是我們把下游廠商的數據建成統一的制式。
海高汽車徐超:這個涉及到域控制器了,涉及到數據的融合。我覺得一步一步的來,我們先把它列出來,我們要做的事情是為這個行業服務的。所以我們要看行業的主導方,包括車企和傳感器廠商,他們關注的最高優先級事情是什么,我們可以把它變成工作重點。
泰爾實驗室劉泰:因為車里面線束很多,我覺得后面可以具體調研一下。
佐智汽車余杰:9月20號之前,我們搭一個框架,可以從傳感器切入。剛才徐總提到的,傳感器對數據傳輸要求是比較高的。最后一個話題,就是自動泊車的標準化,下面有請縱目科技的陳總,您來介紹一下自動泊車領域,有哪些標準化工作要做。
自主泊車相關標準
縱目科技陳超卓:我簡單說一下,從功能上,我們要照顧到APA和AVP。APA就是泊車輔助,AVP就是自主泊車。一個是L2,一個是L4。低速L4的每一個功能,我們要開發出驗證的標準。首先要拿出一個大框架出來,比如說障礙物檢測,地上、地下等各種場景,我們需要有一套檢測標準驗證的。
另外,低速傳感器怎么跟高速傳感器兼容,比如說AVP有毫米波雷達,高速AEB也有毫米波雷達,互相之間可能不能復用。低速搞一套雷達,高速再搞一套雷達,車上布滿雷達,這個不合理,怎么讓它兼容復用起來。就是雷達廠家的數據怎么提供給泊車供應商,也提供給前視ADAS供應商。
如果我們要制定一個標準,可以往這幾個方向去考慮。
現在APA泊車輔助,有以超聲波為主的,有視覺為主的,有融合的。現在趨勢是超聲波和視覺融合。我們來確定一下APA里面有哪些,比如說RPA、HPA,先把這些定義清楚。
自主式泊車方面,有博世為主的HOME ZONE AVP,就是以場端設施為主的;另外就是以縱目為主的車端智能停車的。從用戶體驗上來講,其實這兩個都需要,我們看怎么把它定義清楚。
如果大家分工,很快拿出一個框架出來。我覺得可以叫標準,也可以叫Best Practice。做泊車的廠家可以一起來,還有做ADAS的廠家,一起來交流,確定一個標準。低速L4,和高速自動駕駛,傳感器應該是可以兼容。如果不能兼容的話,就太多了,太亂了。
佐智汽車余杰:天津汽標委那邊,有沒有做類似的事情?
縱目科技陳超卓:我不清楚,重慶謝飛他們在做。他們在做泊車輔助的。但是他那個不叫標準,相當于一個測試評價。
佐智汽車余杰:車廠是掌握主動權的,張博士你這邊有什么看法?
長城汽車張博士:我這邊想的是更多是產品的落地,當然方案有便宜,有貴。目前看成本還是普遍偏高,特別是室內定位這一塊。怎么做都要有可靠性,基于單車智能,或者是基于場端聯合來做。我見過有拿激光雷達放在場端用的,有拿UWB的,有的還是用wifi藍牙定位的,各有優缺點。但是我個人覺得,這是好多種技術的一個集合。比如說,從落客地點到停車場是一個方案,到停車場里面又是一個方案,到車位可能要激活本車自帶的全自動泊車系統。
所以這個東西,我現在也有一點迷茫,到底說是百家爭鳴、各有所長更好,還是一套通用的方式推薦更合理一些。但是我覺得這一塊不是標準問題,更多是一個技術實現的問題。如果編一套標準的話,更多是把基礎性能和量化指標給明確化。因為我是從產品開發或者能否量產,或者是搭載在我們車上作為一個賣點推出。這樣技術性能是一方面,另一方面就是成本問題了。
縱目科技陳超卓:我是建議這樣,我們不是去做一個指導性的標準,你該用什么東西,或者不該用什么。我們要做的是,第一全自動泊車有哪些東西,定義要清楚;第二,我們怎么驗證它。比如說我參加V2X標準討論的時候,物理層面的東西咱不去弄,我們做應用層面的標準。比如說我有哪些交通場景,交通安全場景,我們把它羅列出來。做自動泊車至少要通過這些場景,你用什么實現,用雷達或者是攝像頭等,這些我們不管。你得把這些安全場景通過,通過驗證,你才能夠量產。否則的話,可能會有安全隱患,這個跟技術無關,我們得把安全場景列出來。
另外一個,我們要確定相互之間的通信標準。我不管用誰的雷達,用誰的超聲波,用誰的攝像頭,都能做出這些功能來。這樣不會說,我今天用縱目的攝像頭,明天再用森泰克的超聲波,互相之間的數據不通。我們需要把通道打通,大家做出來的輸入輸出應該是有標準的。
長城汽車張博士:您說的這個,我想這一塊可以做,主要是一些接口,我覺得可以參考一些德國VDA的標準。定一些數據接口,畢竟不說硬件,我覺得也不太好,我們可能要有一個參考的方案,一套標準的系統,在上面再疊加具體的功能,類似之前V2X和相關的17個場景,我們也列一下。看看到底能做一些什么工作,包括時延和安全要求等,我覺得這是比較好的方向。
縱目科技陳超卓:對,把用戶場景定義出來很重要,物理層面我們不去管它。
海高汽車徐超:代客泊車有一個比較重要的東西是跟標準有關的,就是在初步定位的時候。到泊車位前面一段時間的定位,室內的定位,大家目前還沒有統一的標準。這一塊包括主機廠在內,都沒有標準,大家都不敢去動手,到底用哪一種方案。因為今天在這個城市發布可能用UWB,在另外一個城市可能基于攝像頭和墻上那些二維碼,或者其他的方案。所以我覺得自主泊車的初定位,把你引導到停車位這一塊,可以基于通訊技術定義一個引導標準。
第二個,也和停車有關,跟自動駕駛關系不太大,但是在未來的共享用車是有用的。就是停車場跟車之間的通訊管理系統。比如說我新能源汽車進去之后,它如何自動停到一個有充電樁的車位,這是一個事情。另一件事情是,我如何把這個車引導到一個比較空的車位。
縱目科技陳超卓:我們甚至可以把停車場在這方面做的比較好的公司拉進來。我們也正在開發停車場預約。對于共享汽車說,他在調度車的時候,就跟目的地的停車場通訊好,我要停在哪些地方,到時候就引導到那個停車位。
信通院周博士:剛才陳總提出的建議,我認為非常好,我做一些補充。第一點,就是我們認為,現在講自主泊車這個問題,實際上從技術角度來講,一個是室內-室外聯合定位問題,一個是成像問題,也是自動駕駛的一個分支問題。所以我覺得這個考慮范圍可以適當擴大一些,自主泊車的標準問題,本質上是定位、通訊和成像的標準問題。適當擴大化以后,能夠抓住本質。
第二點,我非常同意剛才陳總講的,所謂智能自主泊車,它是一個系統,而不只是汽車本身的事。或者說它實際上是一個汽車和整個停車場系統交互層面的事。我在這里分享一個CCIA和中國信通院原來做的案例。我們院做了一個工作是電子圍欄, 是共享單車停車系統的定位。這個電子圍欄是做共享單車的停車場,我們跟摩拜和OFO合作的非常好,目前已經落地了,我覺得這個事情的成功經驗是可以借鑒的。
CCIA秘書長王晨光:我覺得我們今天打算啟動的這些標準,如果先啟動團體標準的話,我建議咱們團隊還是按照國標的要求,先起草一個團標。我們按照國家標準行業標準的等級來制定。CCIA通過這一年多的制定團體標準的經驗,包括共享單車的地理圍欄標準,可以應用到智能網聯汽車的標準制定上來。中國通訊工業協會有專門的標準委員會,我兼著標準委員會的主任,標準制定方面的事情,我會一一配合大家。
長城汽車張博士:我們全力配合CCIA,把標準弄出來,爭取在我們的車上第一個應用起來。
CCIA秘書長王晨光:非常感謝!
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原文標題:CCIA探討毫米波雷達76-81GHz頻段擴展需求,并啟動起草千兆以太網標準
文章出處:【微信號:zuosiqiche,微信公眾號:佐思汽車研究】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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