2021年02月02日 | 哪些技术将引领无人驾驶的未来

2021-02-02 来源：Molex

毫无疑问，未来将拥有与当今道路截然不同的汽车。未来几乎可以肯定的是，完全自动驾驶一定会实现。实际上，汽车工程师协会（www.sae.org）已发布了明确定义的路线图，其中概述了发展的六个阶段，从而使L5的全自动驾驶汽车成为现实。

但是实现预期的障碍是什么？为了实现无人驾驶的未来，车辆设计的各个方面都需要克服许多技术难题。例如，无人驾驶汽车的控制系统挑战围绕功能安全，信息安全和标准等方面展开。但是，与开发这些系统时出现的道德问题相比，技术试验显得苍白无力。面对不可避免的事故，车辆将如何处理？这只是类似难题领域的一个例子——经典电车难题的现代版本。

挑战

为了完全实现无人驾驶，未来的车辆将包含数百个传感器，所有传感器都会产生需要处理，解释和采取行动的数据。根据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的一项研究，如果这一切做得好，那么毫无疑问，道路安全将得到不可估量的改善，因为90％以上的事故都是由驾驶员造成的。

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图1：现代车辆包含数十个将连接到V2X系统的传感设备

传感器

由于传感器将成为车辆环境的主要界面，因此安全可靠的操作以及快速准确的解释将至关重要。在阳光明媚的日子里沿着高速公路行驶时，挑战相对较少，但在夜晚曲折的道路上显示小水坑还是大深坑则更具挑战性。不断变化的天气将是最大的挑战之一，一些传感技术会受到大雨的影响，而另一些传感技术将很难识别大雪中的道路标记。

通讯技术

通信将成为未来车辆的主要特征：与基础设施（V2I）的连接将使他们能够找到空闲的停车位或电动汽车充电站，而车对车（V2V）的通信将使附近的车辆能够相互发出意图并交换有关路况的信息。实际上，在Molex委托Dimensional Research进行的汽车行业近期调查中，移动设备的集成以及车辆彼此之间的通信能力（V2V）是“未来 ”。

这些V2V网络将极大地提高无人驾驶车辆的态势感知能力。但是，要在不同品牌的车辆之间实现完美的执行，必须就交换的所有方面达成一致并遵守标准。在定义这些标准时，必须考虑共享多少（和什么）数据，以及共享过多或过少信息的利弊。

安全

随着车辆的“连接”，它们也将容易受到恶意代码和可能的外部攻击。在2015年的一次演示中，一辆吉普车遭到黑客攻击就说明了这一点，该演示展示了如何远程利用漏洞。在该示例中，信息娱乐系统和空调受到攻击，发动机被切断。想象一下类似的情况，油门，刹车和转向变成“遥控飞行器”。潜在的远程接管可能会带来灾难性的后果，使安全性成为汽车系统设计人员的关键挑战。

标准品

与早期技术一样，不同的制造商为V2V通信采用不同的标准。像5GAA和IEEE这样的组织正在研究蜂窝（5G）和Wi-Fi IEEE 802.11P/DSRC标准，以实现V2X通信。两种技术都将在车辆无线通信和音视频应用中发挥作用。对于技术公司而言，在标准制定和法规制定过程中发挥作用至关重要，以确定哪种技术将为安全驾驶创造最佳基础设施。

专注于沟通挑战

在车辆内实现V2X通信时，存在三个主要挑战，包括及时提供足够的信息，以使车辆的系统能够知道要做什么，而又不会用无用或无关紧要的信息淹没系统。这意味着有必要确定在任何给定情况下哪些数据将是重要的以及需要多快的时间。

在未来的几年中，当所有车辆都配备V2X技术时，该系统将显示出巨大的潜力和保障更安全的道路。但是，与此同时，没有V2X功能的老式汽车有限的通讯范围将阻碍V2X的完全实现价值——直到一段时间后所有车都将其替换为支持V2X。

尽管互联车辆带来了许多好处，但事实上，它们现在已经无线连接到外界，这意味着它们容易受到恶意攻击。随着技术集成的发展，危险也越来越大。随着5G手机和OTA车辆操作通信与车辆的连接性增加，潜在的攻击点数量也随之增加。网络安全的进步是否会保持领先地位？毕竟，尽管业内一些人认为联网车辆过于危险，尤其是在安全受到威胁的情况下，但大多数人认为V2X的好处远大于风险，并且可以实现足够的安全性。

考虑现有解决方案

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图2：将通过定期的OTA更新来维护车辆安全性

除此之外，包括专用硬件安全模块（HSM）在内的硬件安全可以部署在关键的车辆系统元素内，从而增强安全性。

通过技术应对V2X挑战

开发V2X系统（无论是Wi-Fi还是基于蜂窝的系统）都需要几个系统元素才能协同工作。因此，必须将系统视为一个整体——包括硬件模块，电缆，互连和天线。凭借其广泛的产品和功能，Molex处于独特的位置，可以帮助汽车制造商提供完全集成的V2X解决方案。

此外，Molex的行业领先的RF专业知识在行业领先的智能天线解决方案中得到了利用，包括单频和多频“鲨鱼鳍”天线，这些天线通常根据制造商的确切需求进行定制。智能天线包括集成处理器，可以通过更改连接器，电缆和固定方法进行配置。

最终的系统元素是电缆和连接，需要不断提高的性能以应对与ADAS系统和现代车辆狭窄空间不匹配的高数据速率。Molex提供了广泛的千兆数据接头和电缆组件组合，具有领先的EMC性能和信号完整性，以驱动高质量的连接。

全自动驾驶汽车是未来。从V2X到包含传感器，模块，天线，连接器和电缆的整体系统设计的技术进步，使该技术得以实现，从而改善了所有人的道路安全性。安全的互联互通是无人驾驶车辆的关键要素，而Molex先进的通信技术将我们置于独特的位置，以推动未来向前发展。

本文作者：Molex高级技术市场拓展总监Gary Manchester

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