隨著智能駕駛技術(shù)的發(fā)展，用戶對于自動駕駛的安全性和可靠性提出了更高的要求，無論是在現(xiàn)實(shí)生活中復(fù)雜路段的安全巡航還是行駛過程中的突然出現(xiàn)的人、物的避讓都是對智能駕駛安全的挑戰(zhàn)，此時就需要一雙實(shí)時的“眼睛”來判斷實(shí)際發(fā)生的各種路況。

這其中單車智能的硬件和算法的升級迭代為智能駕駛的安全升級打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

除此之外，為了給車輛提供進(jìn)一步的“透視”能力，融合路端、車端、云端信息的V2X技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生，共同建立了用戶對于智能駕駛的信心。

而無論是單車智能，還是V2X，實(shí)際上都還不夠成熟，需要龐大的規(guī)?！皵?shù)據(jù)”、復(fù)雜“場景”來測試危險(xiǎn)路況，展開功能開發(fā)，讓智能駕駛變得更安全。那么，怎樣測試才能既安全又高效？

左：零束科技擔(dān)任軟件架構(gòu)高級主任工程師 侍興華

中：MathWorks 首席應(yīng)用工程師Seo-Wook Park

右：MathWorks 中國區(qū)汽車行業(yè)經(jīng)理 周斌

針對這些疑惑，2024 MathWorks中國汽車年會的對外交流活動間，零束科技擔(dān)任軟件架構(gòu)高級主任工程師侍興華分享了V2X的機(jī)遇、與單車智能的融合階段以及對仿真工具的需求。MathWorks 首席應(yīng)用工程師Seo-Wook Park與MathWorks 中國區(qū)汽車行業(yè)經(jīng)理周斌，則就V2X仿真工具鏈回答了NE時代等現(xiàn)場聽眾的疑問。

01. V2X自2024年始再度“熱”了起來

V2X，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線中并非一個新賽道。據(jù)侍興華的介紹，V2X的發(fā)展經(jīng)歷了S型曲線。

2016年我國明確了V2X技術(shù)的發(fā)展方向和目標(biāo)，2018年-2019年出現(xiàn)第一波V2X熱潮，到2020年甚至出現(xiàn)C-V2X規(guī)模化部署元年的說法。當(dāng)時，一方面是政策大力支持，另一方面，高通、華為的V2X芯片落地，應(yīng)用示范企業(yè)熱情高漲，從幾十家增長到上百家

經(jīng)過四五年的投入，V2X技術(shù)在概念出來后技術(shù)取得了積極進(jìn)展，上車應(yīng)用得以快速推進(jìn)，到2020年已涌現(xiàn)出60余款車型支持V2X功能。

然而，相比單車智能，V2X需要路側(cè)設(shè)備、通訊與車載終端設(shè)備的通力合作，擺在眼前的問題就有硬件成本偏高，覆蓋鏈條更長，跨行業(yè)管理難度加大等。更遑論，造車新勢力掀起的L2+/L2++功能更科技，更“性感”。兩相對比之下，主機(jī)廠更傾向?qū)㈩A(yù)算撥給極具體驗(yàn)性的單車智能。最終，V2X勢頭在2022年左右出現(xiàn)回退，經(jīng)歷了相對艱難的時刻。

但是，從頂層規(guī)劃來看，V2X雖不夠“性感”，但在促進(jìn)交通系統(tǒng)更安全、可靠、高效方面非常實(shí)用。去年披露、今年正式實(shí)施的中國新車評價規(guī)程C-NCAP 2024版，首次將C-V2X技術(shù)引入到主動安全測評板塊。

這時，回頭去看，第一波熱潮時，國內(nèi)對V2X 2025年裝配率比較樂觀，預(yù)測能達(dá)到20%~30%。但實(shí)際上，到2023年，國內(nèi)新車5G裝配率為7.5%，V2X裝配率約1%，距離預(yù)判相差甚遠(yuǎn)。

今年年初，為了推動“車路云一體化”保持先發(fā)優(yōu)勢，盡快實(shí)現(xiàn)規(guī)模服務(wù)、聯(lián)網(wǎng)成片，我國工信部等五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車“車路云一體化”應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，啟動試點(diǎn)城市招募、報(bào)名。到7月3日，五部委確定了北京、上海、重慶、鄂爾多斯、沈陽、長春等20個城市（聯(lián)合體）為智能網(wǎng)聯(lián)汽車“車路云一體化”應(yīng)用試點(diǎn)城市，標(biāo)志著“車路云一體化”進(jìn)入規(guī)?；涞匕l(fā)展的新階段。

圖片引自：工信部聯(lián)通裝函〔2024〕181號

通過試點(diǎn)城市的帶頭推進(jìn)，2024年至2026年，試點(diǎn)運(yùn)行車輛100%安裝C-V2X車載終端和車輛數(shù)字身份證書載體；城市公交車、公務(wù)車、出租車等公共領(lǐng)域新車車載終端搭載率達(dá)50%；鼓勵試點(diǎn)城市內(nèi)新銷售具備L2級及以上自動駕駛功能的量產(chǎn)車輛搭載C-V2X車載終端。

而讓V2X在全球勢頭變強(qiáng)的是，8月美國交通部對外發(fā)布的Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment。這項(xiàng)計(jì)劃旨在加快V2X的部署，向司機(jī)提供關(guān)鍵預(yù)警信息，降低交通傷亡，提升道路安全。

《美國國家V2X技術(shù)部署計(jì)劃》要求：

• 2024-2028年，20%的全國高速公路系統(tǒng)部署V2X技術(shù)，同時，美國計(jì)劃在其75個主要都市區(qū)內(nèi)四分之一的交叉路口均部署V2X技術(shù)，并將有兩家汽車制造商承諾為其2028款車輛配備V2X技術(shù)；

• 從2029-2031年，V2X在美國高速公路覆蓋達(dá)到50%，在全國主要的75個城市路口的覆蓋率達(dá)到50%；

• 從2032-2036年，V2X車聯(lián)網(wǎng)在美國高速公路上覆蓋率達(dá)到100%，在全國主要的75個城市路口的覆蓋率達(dá)到85%。其中大多數(shù)地區(qū)能夠提供弱勢交通參與者安全服務(wù)。屆時將有六家汽車制造商提供至少有20款車型能夠運(yùn)行 V2X技術(shù)。

圖片引自：Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment

由此可見，V2X不僅成為行業(yè)共識，也是下一階段推動全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

在侍興華看來，從2024年開始對V2X的預(yù)期都是以10倍的量級增長。雖有基數(shù)較低的因素，但硬件成本的下降、政策的驅(qū)動，都讓V2X上下游企業(yè)動力十足。

02. V2X，是“拐杖”、“眼睛”，且成本更低

不難看出，潛在的安全效益，是中美推進(jìn)V2X部署的根本驅(qū)動力。

值得注意的是，我國鼓勵的高覆蓋率，不僅面向講究低成本的出行用車，還涵蓋L2級及以上的自動駕駛功能的量產(chǎn)車輛。

這也就意味著，V2X和單車智能兩條路線在未來3到5年的時間里一定是并存的。對此，侍興華解釋稱，這是為了在真正意義上為用戶提供高規(guī)格或者用得起的自動駕駛/輔助駕駛。

先看“高規(guī)格”自動駕駛，目前國內(nèi)真正能進(jìn)入L3試點(diǎn)的只有大概10余家主機(jī)廠，向C端消費(fèi)者提供的車都還沒有達(dá)到此種水平。從L2到L3、乃至L4，越往上走，自動駕駛對安全的要求越高，用戶的接管率將極其低?，F(xiàn)實(shí)是，無論是大家都在學(xué)習(xí)的特斯拉，還是國內(nèi)諸多造車新勢力，從城市內(nèi)接管率來看，基本上百公里接管一次都算是表現(xiàn)優(yōu)秀的性能。但對于L3來講，需要達(dá)到再乘以10或者100的級別，也就是千公里接管一次或者萬公里接管一次。那么誰能來幫主機(jī)廠？

此時，有兩種方案：一是繼續(xù)在車上堆算力，訓(xùn)練算法，直到找到一條更適合發(fā)展自動駕駛的路線，不管是端到端還是其他。但是，客觀來看，各家主機(jī)廠在智駕數(shù)據(jù)的積累與訓(xùn)練上是參差不齊，有快有慢，差距會不斷被拉大。想要追趕，主機(jī)廠可借助其他手段作為輔助，利用全國性覆蓋的高質(zhì)量的路側(cè)數(shù)據(jù)和云端數(shù)據(jù)，解決corner case的焦慮問題，快速提升高階自動駕駛能力，這就是方案二。其中，方案二中的V2X就是“拐杖”，是“增強(qiáng)”，是“促進(jìn)”，與單車智能更是“相輔相成”。

圖片引自：中國工程院院士李克強(qiáng)演講

“高規(guī)格”自動駕駛適用于高端、豪華車型，那么對于用戶群體占一半市場份額的15萬元以下車型呢？侍興華講道，這些用戶更需要的是安全提醒、穩(wěn)定導(dǎo)航、自動泊車等實(shí)用功能。在低硬件成本的前提下，V2X恰好可以提供類似的有效輔助。它的作用更多是在盡可能大的覆蓋范圍下，為用戶增加一雙“眼睛”，提前告之前方路況，幫助車輛在遇到“鬼探頭”等攝像頭盲區(qū)或難以預(yù)料的情況時提前決策。

對主機(jī)廠來講，成本是重要的考量因素，智駕功能的上車速度亦是決定輸贏的關(guān)鍵。因此，方案一和方案二不一定是非黑即白的選擇，而是可共存。

在MathWorks周斌看來，V2X的場景是分階段的，第一階段主要是比較基礎(chǔ)的場景應(yīng)用，V2X更多用來預(yù)警、提醒，不怎么參與決策。到第二階段，V2X的信息將與車載傳感器的感知輸入融合，供整車決策使用。因此，隨著V2X場景越來越復(fù)雜，單車智能跟V2X的融合將越來越緊密。

03. 實(shí)際場景中，V2X如何為安全兜底？

那么，現(xiàn)實(shí)的情況是，當(dāng)前V2X將在哪些場景中為安全兜底呢？

根據(jù)C-NCAP 2024版，V2X在主動安全中被用于車輛高速直行與前方靜止目標(biāo)車輛測試場景（CCRH）、車輛直行與前方被遮擋的橫穿目標(biāo)車輛測試場景（C2CSCPO）以及交通信號燈識別。不僅如此，主動安全測試項(xiàng)目中對目標(biāo)車輛（GVT）的描述為“具備C-V2X網(wǎng)絡(luò)通信能力”。因此，理論上，所有主動安全測試都可以使用V2X實(shí)現(xiàn)。

圖片引自：MathWorks 2024中國汽車年會

具體來看，

• 在協(xié)同交通信號識別上，V2X可提供綠燈起步提醒、十字路口闖紅燈預(yù)警等；

• 對于前向碰撞預(yù)警（FCW）可提供交叉路口遮擋橫穿預(yù)警以及特殊天氣預(yù)警；

• 對于目前主機(jī)廠的宣傳熱點(diǎn)AEB自動緊急制動，V2X可提供車輛的位置信息、運(yùn)動信息、幾何信息，并對車輛發(fā)生碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行計(jì)算，必要時參與決策，使車輛在交叉路口遮擋橫穿制動。

• 在協(xié)同自適應(yīng)巡航方面，車輛通過V2X獲得前方路口的信號燈相位及配時信息，結(jié)合自車傳感器信息，可在信號燈路口自動調(diào)整車速或啟停，實(shí)現(xiàn)全路段的自適應(yīng)巡航。

…………

舉個例子，“鬼探頭”，智駕道路上突然橫穿出來的車輛或行人令人防不勝防，若發(fā)生在晚上，甚至是雨夜，瞬間難度升為地獄級。此時，若V2X能夠提前給予預(yù)警或提供前方信息，將幫助車輛主動降速或避讓，避免厄運(yùn)發(fā)生。

圖片引自：MathWorks 2024中國汽車年會

在MathWorks 2024中國汽車年會上，侍興華分享了零束的交叉路口碰撞預(yù)警（ICW）系統(tǒng)：通過V2X通信檢測城市交叉路口的潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，向駕駛員發(fā)出早期警告，在高碰撞風(fēng)險(xiǎn)時啟動AEB。

今年1月初，在飛凡、零束等多方支持下，云控平臺突破了此前行業(yè)內(nèi)難以有效實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)車V2X應(yīng)用閉環(huán)這一瓶頸，與飛凡品牌量產(chǎn)車形成應(yīng)用閉環(huán)，首次搭載V2X功能的飛凡R7順利在云控平臺樣板路完成了路試，并在6月份實(shí)現(xiàn)了V2X應(yīng)用量產(chǎn)上車。

04. 高性能測試平臺——安全加速器

研發(fā)過程中，所有的環(huán)節(jié)，從法規(guī)解讀、需求開發(fā)到測試整個鏈條，有許多是原來的工具鏈所不具備的，需要從頭探討，設(shè)計(jì)開發(fā)。特斯拉、蔚來、理想，在近年來的AI DAY或者科技日上，亦公開頻繁地剖析自家的自動駕駛測試平臺。從這里可以看出，無論是單車智能，還是V2X，測試都是不可或缺的。

這是因?yàn)閷?shí)車測試驗(yàn)證的成本高昂，隨機(jī)性太強(qiáng)，對被測車輛、安全員、路邊行人都會帶來強(qiáng)危險(xiǎn)性。在端到端或者V2X上車之前，通過模擬虛擬環(huán)境對危險(xiǎn)場景進(jìn)行測試，不僅可以降低實(shí)車測試的成本和風(fēng)險(xiǎn)，而且能夠展開參數(shù)泛化，對corner case場景進(jìn)行充分測試，有效提高開發(fā)效率進(jìn)而優(yōu)化系統(tǒng)性能，增強(qiáng)后續(xù)實(shí)車測試的安全性。

對此，MathWorks的Seo-Wook Park表示，真實(shí)世界與仿真世界之間是互相影射的。如在交叉路口，在遇到行人或者自行車突然闖入時，在實(shí)際的測試中會對整個交通參與者都帶來巨大危險(xiǎn)性，而在虛擬的環(huán)境里邊去測試類似危險(xiǎn)路況，錄入數(shù)據(jù)是非常簡單的，并且虛擬環(huán)境還可以模擬更多不同的行為，對場景做反復(fù)挖掘和測試。

找到合適的測試工具難，構(gòu)建合適的仿真場景更是難上加難。零束的V2X測試運(yùn)用MATLAB、Simulink和RoadRunner的豐富功能和示例，并圍繞著不斷迭代的需求與MathWorks保持合作。

圖片引自：MathWorks 2024中國汽車年會

那么V2X測試工具與單車智能測試工具有什么不一樣的地方呢？

侍興華認(rèn)為，單車智駕的場景、紅綠燈、地圖、車輛等形成不了網(wǎng)聯(lián)信號，而網(wǎng)聯(lián)又是V2X的基礎(chǔ)。這是雙方最大的區(qū)別。另一方面，在開發(fā)車端測試解決方案時，他們會遇到特別“費(fèi)勁”的問題，很多時候不得不去做一些臨時性方案，然后在操作過程中體會測試工具獨(dú)特的特征，進(jìn)而與MathWorks探討如何在現(xiàn)有測試工具上做增強(qiáng)功能，如信號互通的增強(qiáng)。簡言之，整個V2X測試會更復(fù)雜，更具網(wǎng)聯(lián)性，因此對軟件會要求更強(qiáng)的靈活性和自動化能力。

05. 最合適的仿真工具：靈活、復(fù)現(xiàn)能力強(qiáng)、夠完整

零束與MathWorks的合作始于2022年，經(jīng)歷了一年多的磨合，雙方基于現(xiàn)有自動駕駛仿真工具，并結(jié)合實(shí)際場景、國內(nèi)V2X法規(guī)解讀，進(jìn)行了新的仿真功能開發(fā)。

周斌補(bǔ)充道，MathWorks提供的最重要的產(chǎn)品就是RoadRunner。這是一款交互式3D編輯器，專為自動駕駛系統(tǒng)的仿真和測試而設(shè)計(jì)。

圖片引自：MathWorks 2024中國汽車年會

根據(jù)介紹，RoadRunner主要擁有兩個功能，一是編輯靜態(tài)場景，如路網(wǎng)、樹木、交通信號燈、交通標(biāo)志牌等，二是編輯動態(tài)場景，如交通參與者，包括車輛、行人等。并且，這款編輯器支持高精地圖、航空成像、激光雷達(dá)點(diǎn)云、實(shí)車采集數(shù)據(jù)導(dǎo)入，構(gòu)建包含真實(shí)位置的三維場景。可以看出，RoadRunner在生成自動駕駛場景的仿真方面極具靈活性，復(fù)現(xiàn)能力強(qiáng)。

針對零束項(xiàng)目，RoadRunner進(jìn)行了許多新功能的開發(fā)。

比如在高精地圖導(dǎo)入、自動化提取信息的功能基礎(chǔ)上，針對V2X標(biāo)準(zhǔn)中的元素，構(gòu)建出自動化工作流，自動生成V2X路網(wǎng)的可視化圖。這在V2X車輛測試過程中必需的地圖消息。

到第二階段，RoadRunner更多地針對交通時序燈的功能開發(fā)，如實(shí)現(xiàn)V2X通信與交通燈時序信號的交互，也就是生成V2X Spat消息(Signal Phase and Timing)。SPaT消息描述了信號燈系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)及其相位，并將其與十字路口的特定車道關(guān)聯(lián)起來。如此，V2X車輛將能夠提前預(yù)見到前方路口紅綠燈狀態(tài)，及時采取措施參與到控制中。

周斌強(qiáng)調(diào)，在針對V2X的3D場景編輯中，MathWorks和零束都發(fā)揮了各自的專長，這才開發(fā)出專用于中國V2X仿真場景構(gòu)建的工具。

圖片：使用RoadRunner Scenario創(chuàng)建C2C SCPO動態(tài)場景

Seo-Wook Park 進(jìn)一步解釋道，RoadRunner編輯完成具有網(wǎng)聯(lián)信號的3D場景后，將與Simulink仿真器交互。而Simulink仿真器能夠提供傳感器模塊、感知模塊、決策控制模塊、車輛動力學(xué)模塊，將在虛擬環(huán)境中經(jīng)傳感器模塊向規(guī)控輸入目標(biāo)物信息、車道線信息等，最終由車輛動力學(xué)模塊輸出轉(zhuǎn)向、制動等控制信號。車輛執(zhí)行結(jié)果繼而反饋給RoadRunner，幫助優(yōu)化算法。

除了自家的Simulink，RoadRunner中的場景就可導(dǎo)出到各種第三方仿真器和游戲引擎，包括CARLA、aiSim、Vires VTD、NVIDIA DRIVE Sim、Cognata、rFpro、百度 Apollo、Unity 和Unreal Engine。

3D場景編輯器外，MathWorks的自動駕駛工具箱還有一個2D場景設(shè)計(jì)工具——Driving Scenario Designer。周斌表示，針對一些自動駕駛算法開發(fā)，不一定都需要用3D的場景來做，還是要取決于需求。在早期做算法開發(fā)的時候，2D的駕駛場景更方便他們驗(yàn)證算法。

整體來說，RoadRunner與Simulink構(gòu)成一個非常完整的虛擬的仿真測試平臺與解決方案。后續(xù)，在自動駕駛仿真方面，MathWorks將創(chuàng)建更多滿足歐洲E-NCAP和中國C-NCAP法規(guī)、且難以在現(xiàn)實(shí)世界中安全收集的關(guān)鍵場景庫，方便用戶驗(yàn)證及優(yōu)化其算法，周斌說。

在周斌看來，針對自動駕駛，MathWorks提供的是一整套端到端解決方案，工作流相對完整、成熟可靠。據(jù)NE時代了解，仿真工具價格并不低，用戶在選擇仿真供應(yīng)商一般會看工具鏈?zhǔn)欠裢暾⒊墒?、開放。

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