隨著智能駕駛技術(shù)的發(fā)展，用戶對(duì)于自動(dòng)駕駛的安全性和可靠性提出了更高的要求，無(wú)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(guò)程中的突然出現(xiàn)的人、物的避讓都是對(duì)智能駕駛安全的挑戰(zhàn)，此時(shí)就需要一雙實(shí)時(shí)的“眼睛”來(lái)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(jí)迭代為智能駕駛的安全升級(jí)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(duì)于智能駕駛的信心。

而無(wú)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(chǎng)景”來(lái)測(cè)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(cè)試才能既安全又高效？

左：零束科技擔(dān)任軟件架構(gòu)高級(jí)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(guó)區(qū)汽車行業(yè)經(jīng)理 周斌

針對(duì)這些疑惑，2024 MathWorks中國(guó)汽車年會(huì)的對(duì)外交流活動(dòng)間，零束科技擔(dān)任軟件架構(gòu)高級(jí)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(duì)仿真工具的需求。MathWorks 首席應(yīng)用工程師Seo-Wook Park與MathWorks 中國(guó)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(shí)代等現(xiàn)場(chǎng)聽眾的疑問(wèn)。

01. V2X自2024年始再度“熱”了起來(lái)

V2X，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線中并非一個(gè)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(guó)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)?；渴鹪甑恼f(shuō)法。當(dāng)時(shí)，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(zhǎng)到上百家

經(jīng)過(guò)四五年的投入，V2X技術(shù)在概念出來(lái)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(wèn)題就有硬件成本偏高，覆蓋鏈條更長(zhǎng)，跨行業(yè)管理難度加大等。更遑論，造車新勢(shì)力掀起的L2+/L2++功能更科技，更“性感”。兩相對(duì)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(shì)頭在2022年左右出現(xiàn)回退，經(jīng)歷了相對(duì)艱難的時(shí)刻。

但是，從頂層規(guī)劃來(lái)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(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程C-NCAP 2024版，首次將C-V2X技術(shù)引入到主動(dòng)安全測(cè)評(píng)板塊。

這時(shí)，回頭去看，第一波熱潮時(shí)，國(guó)內(nèi)對(duì)V2X 2025年裝配率比較樂(lè)觀，預(yù)測(cè)能達(dá)到20%~30%。但實(shí)際上，到2023年，國(guó)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(dòng)“車路云一體化”保持先發(fā)優(yōu)勢(shì)，盡快實(shí)現(xiàn)規(guī)模服務(wù)、聯(lián)網(wǎng)成片，我國(guó)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(dòng)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(yáng)、長(zhǎng)春等20個(gè)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(hào)

通過(guò)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(lì)試點(diǎn)城市內(nèi)新銷售具備L2級(jí)及以上自動(dòng)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(shì)頭變強(qiáng)的是，8月美國(guó)交通部對(duì)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(guó)國(guó)家V2X技術(shù)部署計(jì)劃》要求：

• 2024-2028年，20%的全國(guó)高速公路系統(tǒng)部署V2X技術(shù)，同時(shí)，美國(guó)計(jì)劃在其75個(gè)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(guó)高速公路覆蓋達(dá)到50%，在全國(guó)主要的75個(gè)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(guó)高速公路上覆蓋率達(dá)到100%，在全國(guó)主要的75個(gè)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(shì)交通參與者安全服務(wù)。屆時(shí)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(shí)，也是下一階段推動(dòng)全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

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

值得注意的是，我國(guó)鼓勵(lì)的高覆蓋率，不僅面向講究低成本的出行用車，還涵蓋L2級(jí)及以上的自動(dòng)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(lái)3到5年的時(shí)間里一定是并存的。對(duì)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(dòng)駕駛/輔助駕駛。

先看“高規(guī)格”自動(dòng)駕駛，目前國(guó)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(dòng)駕駛對(duì)安全的要求越高，用戶的接管率將極其低?，F(xiàn)實(shí)是，無(wú)論是大家都在學(xué)習(xí)的特斯拉，還是國(guó)內(nèi)諸多造車新勢(shì)力，從城市內(nèi)接管率來(lái)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(duì)于L3來(lái)講，需要達(dá)到再乘以10或者100的級(jí)別，也就是千公里接管一次或者萬(wàn)公里接管一次。那么誰(shuí)能來(lái)幫主機(jī)廠？

此時(shí)，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(dòng)駕駛的路線，不管是端到端還是其他。但是，客觀來(lái)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(huì)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(guó)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(wèn)題，快速提升高階自動(dòng)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(guó)工程院院士李克強(qiáng)演講

“高規(guī)格”自動(dòng)駕駛適用于高端、豪華車型，那么對(duì)于用戶群體占一半市場(chǎng)份額的15萬(wàn)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(dòng)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(shí)提前決策。

對(duì)主機(jī)廠來(lái)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(lái)，V2X的場(chǎng)景是分階段的，第一階段主要是比較基礎(chǔ)的場(chǎng)景應(yīng)用，V2X更多用來(lái)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(chǎng)景越來(lái)越復(fù)雜，單車智能跟V2X的融合將越來(lái)越緊密。

03. 實(shí)際場(chǎng)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(chǎng)景中為安全兜底呢？

根據(jù)C-NCAP 2024版，V2X在主動(dòng)安全中被用于車輛高速直行與前方靜止目標(biāo)車輛測(cè)試場(chǎng)景（CCRH）、車輛直行與前方被遮擋的橫穿目標(biāo)車輛測(cè)試場(chǎng)景（C2CSCPO）以及交通信號(hào)燈識(shí)別。不僅如此，主動(dòng)安全測(cè)試項(xiàng)目中對(duì)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(dòng)安全測(cè)試都可以使用V2X實(shí)現(xiàn)。

圖片引自：MathWorks 2024中國(guó)汽車年會(huì)

具體來(lái)看，

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

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

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

…………

舉個(gè)例子，“鬼探頭”，智駕道路上突然橫穿出來(lái)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(jí)。此時(shí)，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(dòng)降速或避讓，避免厄運(yùn)發(fā)生。

圖片引自：MathWorks 2024中國(guó)汽車年會(huì)

在MathWorks 2024中國(guó)汽車年會(huì)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(guò)V2X通信檢測(cè)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(shí)啟動(dòng)AEB。

今年1月初，在飛凡、零束等多方支持下，云控平臺(tái)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(tái)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(cè)試平臺(tái)——安全加速器

研發(fā)過(guò)程中，所有的環(huán)節(jié)，從法規(guī)解讀、需求開發(fā)到測(cè)試整個(gè)鏈條，有許多是原來(lái)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(lái)、理想，在近年來(lái)的AI DAY或者科技日上，亦公開頻繁地剖析自家的自動(dòng)駕駛測(cè)試平臺(tái)。從這里可以看出，無(wú)論是單車智能，還是V2X，測(cè)試都是不可或缺的。

這是因?yàn)閷?shí)車測(cè)試驗(yàn)證的成本高昂，隨機(jī)性太強(qiáng)，對(duì)被測(cè)車輛、安全員、路邊行人都會(huì)帶來(lái)強(qiáng)危險(xiǎn)性。在端到端或者V2X上車之前，通過(guò)模擬虛擬環(huán)境對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試，不僅可以降低實(shí)車測(cè)試的成本和風(fēng)險(xiǎn)，而且能夠展開參數(shù)泛化，對(duì)corner case場(chǎng)景進(jìn)行充分測(cè)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(cè)試的安全性。

對(duì)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(shí)，在實(shí)際的測(cè)試中會(huì)對(duì)整個(gè)交通參與者都帶來(lái)巨大危險(xiǎn)性，而在虛擬的環(huán)境里邊去測(cè)試類似危險(xiǎn)路況，錄入數(shù)據(jù)是非常簡(jiǎn)單的，并且虛擬環(huán)境還可以模擬更多不同的行為，對(duì)場(chǎng)景做反復(fù)挖掘和測(cè)試。

找到合適的測(cè)試工具難，構(gòu)建合適的仿真場(chǎng)景更是難上加難。零束的V2X測(cè)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(guó)汽車年會(huì)

那么V2X測(cè)試工具與單車智能測(cè)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(chǎng)景、紅綠燈、地圖、車輛等形成不了網(wǎng)聯(lián)信號(hào)，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(cè)試解決方案時(shí)，他們會(huì)遇到特別“費(fèi)勁”的問(wèn)題，很多時(shí)候不得不去做一些臨時(shí)性方案，然后在操作過(guò)程中體會(huì)測(cè)試工具獨(dú)特的特征，進(jìn)而與MathWorks探討如何在現(xiàn)有測(cè)試工具上做增強(qiáng)功能，如信號(hào)互通的增強(qiáng)。簡(jiǎn)言之，整個(gè)V2X測(cè)試會(huì)更復(fù)雜，更具網(wǎng)聯(lián)性，因此對(duì)軟件會(huì)要求更強(qiáng)的靈活性和自動(dòng)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(dòng)駕駛仿真工具，并結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景、國(guó)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(dòng)駕駛系統(tǒng)的仿真和測(cè)試而設(shè)計(jì)。

圖片引自：MathWorks 2024中國(guó)汽車年會(huì)

根據(jù)介紹，RoadRunner主要擁有兩個(gè)功能，一是編輯靜態(tài)場(chǎng)景，如路網(wǎng)、樹木、交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志牌等，二是編輯動(dòng)態(tài)場(chǎng)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(chǎng)景?？梢钥闯?，RoadRunner在生成自動(dòng)駕駛場(chǎng)景的仿真方面極具靈活性，復(fù)現(xiàn)能力強(qiáng)。

針對(duì)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(dòng)化提取信息的功能基礎(chǔ)上，針對(duì)V2X標(biāo)準(zhǔn)中的元素，構(gòu)建出自動(dòng)化工作流，自動(dòng)生成V2X路網(wǎng)的可視化圖。這在V2X車輛測(cè)試過(guò)程中必需的地圖消息。

到第二階段，RoadRunner更多地針對(duì)交通時(shí)序燈的功能開發(fā)，如實(shí)現(xiàn)V2X通信與交通燈時(shí)序信號(hào)的交互，也就是生成V2X Spat消息(Signal Phase and Timing)。SPaT消息描述了信號(hào)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(lái)。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(shí)采取措施參與到控制中。

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

圖片：使用RoadRunner Scenario創(chuàng)建C2C SCPO動(dòng)態(tài)場(chǎng)景

Seo-Wook Park 進(jìn)一步解釋道，RoadRunner編輯完成具有網(wǎng)聯(lián)信號(hào)的3D場(chǎng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)模塊輸出轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制信號(hào)。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(chǎng)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(chǎng)景編輯器外，MathWorks的自動(dòng)駕駛工具箱還有一個(gè)2D場(chǎng)景設(shè)計(jì)工具——Driving Scenario Designer。周斌表示，針對(duì)一些自動(dòng)駕駛算法開發(fā)，不一定都需要用3D的場(chǎng)景來(lái)做，還是要取決于需求。在早期做算法開發(fā)的時(shí)候，2D的駕駛場(chǎng)景更方便他們驗(yàn)證算法。

整體來(lái)說(shuō)，RoadRunner與Simulink構(gòu)成一個(gè)非常完整的虛擬的仿真測(cè)試平臺(tái)與解決方案。后續(xù)，在自動(dòng)駕駛仿真方面，MathWorks將創(chuàng)建更多滿足歐洲E-NCAP和中國(guó)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(chǎng)景庫(kù)，方便用戶驗(yàn)證及優(yōu)化其算法，周斌說(shuō)。

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

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