自动驾驶汽车：传感器融合与5G互联的益处

一辆理想的自动驾驶汽车的最终目标是取代人类驾驶。成为完全安全有效的高科技产品！本质上，这意味着L5级自动驾驶汽车将能够感知周围环境，了解周围环境，安全驾驶，几乎没有人为干预。

当人类驾驶时，五种感官齐头并进。眼睛是一种视觉传感器，它不断地从环境中收集数据，感知另一辆车，或一个行人，或一个接近的减速带，眼睛将数据传输到大脑。生理大脑解译这些电磁波，感知相对距离和速度，然后将适当的反应传递给你的手和脚。例如，如果你离行人太近，你的身体传感器会检测到它，你的大脑会有适当的反应，这样你就可以踩下刹车踏板，避免即将到来的碰撞。

为了实现这一点，自动驾驶汽车需要传感器和传感器的集成。

普通汽车和自动驾驶汽车的关键区别在于是否有传感器和相关的内部技术。像人类司机一样，自动驾驶汽车依靠传感器感知环境。摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波、红外线、GPS、IMU等传感器可用来制造娴熟的自动驾驶汽车。通常通过各种传感器收集数据并将其传输到传感器集成部分MIPI (mobile industry processor interface)来进行。

例如，雷达传感器发射无线电波，计算返回特定电波所需的时间，以计算汽车与障碍物之间的距离。返回的无线电波可视为感官输入，需要传输到传感器集成。

那么，传感器集成是什么呢？它将来自不同来源的传输数据或无线电波信号组合在一起，以产生一致的输出。传感器集成在减少不确定性方面起着关键作用，因为它比较了来自多个传感器的信号。集成信息减少了模糊性，使系统不易干扰或碰撞。

传感器融合在单个传感器上运行良好，而在多传感器集成上则更有效。传感器融合可以在不同的时刻进行多次测量，以获得更明确的感知。单个传感器由于其明显的局限性而无法减少不确定性，反观多个传感器集成，即使是在部分故障的情况下（如摄像头故障或发射器故障），也可以使系统提供某些信息。

部分原因是传感器集成遵循条件概率原理。条件概率是概率论中的一个突破性概念，它帮助我们理解事件的概率（为了方便，我们称之为事件A）与一个或多个可能的事件(例如，事件B）关系。简单来说，如果事件B发生(或不发生)，我们感兴趣的事件A发生的概率有多大。

在从多个传感器中收集数据后，传感器集成为车辆提供了决策空间。例如，相机和雷达可以检测到附近的物体，如6米外的行人。传感器集成在这里做了两件事：通过消除精确数据中的噪音，确保观察到的行人在6米外。如果这种情况是真的，它将计算车辆需要减速以避免碰撞，然后将信息传输给车辆控制。

传感器集成实现了多源数据集成，大大降低了不确定性风险。为了更安全地自动驾驶汽车，我们需要无可挑剔的传感器和最先进的传感器集成系统。试图复制人类中枢神经系统的功能。事实上，传感器集成可以通过识别传感器故障或精度限制来弥补传感器的不足。与人类记忆非常相似，历史数据点也可以用于传感器集成，并做出适当的决策。毫无疑问，自动驾驶汽车是交通运输的未来，传感器集成是无限未来的关键！

同时，自动驾驶汽车的未来将是高速智能互联。智能网络汽车具有明显的优势，更安全，对环境的危害更小。它还为汽车行业提供了创新的机遇，并与客户建立了比以往任何时候都更牢固的关系。目前的5G平滑车辆通信(未来6)G无缝连接更快，数据零延迟)正在重新定义旅行。

• 预计到2027年，智能网络汽车市场将飙升至2150多亿美元。

• 智能网络车可能对道路用户更安全，对环境危害更小。

• 通过远程诊断、预测性维护和在线服务调度，为汽车行业开辟了新的收入来源。

5G网络车辆重新定义驾驶体验

四种方式

1. 更加安全

据联合国统计，每年约有130万人死于道路交通事故，其中2000万至5000万人遭受非致命伤害。超过一半的死亡是容易受伤的道路用户，如行人和骑手。

V2X通信的引入使车辆、行人和道路基础设施之间的信息流更加直接。这意味着它将提醒司机附近的危险，如坏车，以减少事故的机会。

2. 消费者体验

随着人们对连接越来越熟悉(Connectivity)对车辆联网的需求也在增加。麦肯锡（McKinsey）数据显示，40%的消费者会改变汽车品牌，只是为了在汽车中获得更多的连通性。在中国，这一比例更高，达到61%。支持5G车辆允许驾驶员在舒适的车内享受最喜欢的娱乐应用程序，如音乐流媒体服务或有声图书服务。

对更豪华的驾驶体验和家里所有舒适的要求从来没有那么高过。据估计，从最早到明年，将有1多辆乘用车嵌入全球道路.25亿辆车将比2018年以来增长270%。

3. 环境效益

除改善道路安全外，5G V2X许多术的许多关键功能也有助于控制主要城市的交通拥堵。V2I通信使车辆与附近道路基础设施之间的直接通信通道成为可能，而无需通过中央出行网络连接。例如，这可以提醒司机注意即将到来的红灯或交通堵塞，使他们能够相应地改变驾驶路线，或调整车辆的驾驶速度，最大限度地提高燃料经济性，减少排放。

到2027年，网联汽车的市场份额将飙升，图片来源：Strategy Analytics

4. 汽车制造商的其他收入来源

5G它也给汽车制造商带来了巨大的收入机会，而不仅仅是销售点。它将使制造商通过提供远程诊断、预测性维护和在线服务调度等额外功能与客户建立持久的联系。如果没有集成的连接，这些都是不可能的。

文献参考：

• https://www.researchgate.net/profile/Jelena-Kocic/publication/329153240_Sensors_and_Sensor_Fusion_in_Autonomous_Vehicles/links/5c6c65c692851c1c9dee9030/Sensors-and-Sensor-Fusion-in-Autonomous-Vehicles.pdf

• https://www.researchgate.net/profile/Wilfried-Elmenreich/publication/267771481_An_Introduction_to_Sensor_Fusion/links/55d2e45908ae0a3417222dd9/An-Introduction-to-Sensor-Fusion.pdf

• https://www.telematicswire.net/sensor-fusions-the-key-to-unlock-the-future-of-autonomous-cars/

• https://www.weforum.org/agenda/2021/07/why-the-future-for-cars-is-connected/