自动驾驶编队行驶，创造需求还是必经之路？

本文来源：智车科技

前段时间，滴滴自动驾驶货运KargoBot前装量产L4级卡车获得北京市智能网联汽车政策先行区自动驾驶卡车道路测试通知书，获准在北京开放道路内开展公开道路测试。不同于其他自动驾驶公司，KargoBot采用了混合智能模式，由一名司机驾驶着带L2辅助驾驶功能的领航车辆，引领多辆L4级自动驾驶卡车行驶，来提升中、短、长途各种复杂场景下的物流运输效率。这一下也再次引起了车辆编队在自动驾驶领域的讨论，通过人类驾驶员在前方领航，实现货运卡车在高速路上的编队行驶，是否是更加简单的自动驾驶落地途径，是否是取代单车智能的另一条道路呢？

01何为自动驾驶的编队行驶

谈到自动驾驶，我们想到的是各样的RoboTaxi在城市中灵活得穿梭，亦或是安全稳定的BoboBus在车站前摆渡行人。而另一种我们很少谈论到的便是车辆与车辆之间的通讯，即V2V，来实现资源的实时共享，从而进一步减少自动驾驶落地的难度。对于在高速上行驶的货运卡车而言，该种方式可以进一步进化成编队行驶。

一般来说，自动驾驶编队行驶指的是两辆或者两辆以上的车辆，基于智能传感器、无线通信和云平台等技术，通过数据共享和协同决策，以队列的形式在特定的场景下自动驾驶。自动驾驶编队行驶系统架构包括车辆、云平台、路侧单元以及V2X（V2V、V2I和V2C等）无线通信部分。

车辆部分，一般包括领航车辆和跟随车辆。领航车辆作为编队中最前方的车辆，是整个编队行为（包括创建编队、解散编队、车辆加入编队和车辆离开编队等）的决策者，对编队行为进行管控和决策。跟随车辆作为编队中位于领航车辆之后的所有其他车辆，具有与前方车辆保持合理安全距离的能力。

云平台则是主要包括在线状态监控、车队管理、车辆控制、位置管理、认证管理、权限管理和运营维护等功能，为车辆提供全方位服务和安全保障。路侧单元主要负责将动态限速和障碍车位置等信息传输给编队车辆，以实现车路协同。最后，编队行驶状态下，车辆与云端、车辆与车辆、车辆与环境之间将产生大量实时的数据交互，并且因为车间距很小，对数据交互的响应要求也极高。因此通过V2X作为感知能力，来完成如此高实时、高并发的大数据安全传输。

02编队行驶，降低难度还是创造需求？

在学术界与工业界，关于编队行驶的具体实施方案有很多，而在阐述其意义时，往往绕不过以下几点：

首先是提升自动驾驶车辆行驶的效率。通过编队联合在一起的车队，可以在行驶时减小车头时距，基于高精度的传感器和高速低延时的通信网络，可大幅甚至成倍提高通行能力，缓解交通拥堵。

其次是安全性，通过传感器精度、智能网联水平的提升可以减少人为失误，降低甚至避免碰撞风险，安全性提升。同时，在编队内的车辆可以实时共享传感器数据，可以极大减少单车感知的范围盲区。

最后便是减少燃油损耗。编队行驶通过V2X通信将同向行驶的车辆进行连接，跟随车辆可以实时获取前面车辆加速、制动、转向等信息，并在最短的时间内做出反应，从而尽可能地缩短跟车距离。因跟车距离十分接近，两车之间将形成“气流真空区”，不会产生空气涡流，因而能够有效降低空气阻力，让后面尾随的卡车以最小的行驶风阻，从而达到省油的目的。

由此可见，按照设想编队行驶的意义是存在的，并且能够极大地提升自动驾驶的安全性，因此也越来越受到行业内人员的重视与关注。

03编队行驶提速自动驾驶落地？

在如此多收益的加持下，编队行驶也确实体现出了其本质上的优势，降低了自动驾驶商业落地的难度。事实上，编队行驶的概念早在11年就被沃尔沃率先提出。当时，沃尔沃卡车率先研发编队行驶，并于2016年参加全球首次跨国界测试——欧洲卡车编队行驶挑战赛。在挑战赛上，恩智浦、达夫卡车、TNO汽车、里卡多等多家公司，通过采用V2X、摄像头和雷达等先进感知技术，将编队中跟随车辆的跟车时距（车距/当前车速）缩短至0.5s，换算成跟车距离就是11米。2017年，进一步将跟车距离再减少40%，相当于在80km/h的速度下使跟车距离保持在7m。2019年7月，大陆集团联合克诺尔进行商用车编队行驶项目测试，该编队行驶系统将演示五种主要的自动驾驶功能：成形编队、编队巡航驾驶、车队高级紧急制动、单独车辆分离编队。国内，也有着包括一汽、上汽等主机厂，主线科技、图森未来等新势力着力研发编队行驶，并做到了在示范区域的实车落地，形成了一定突破。

但与此同时，不得不提到的便是编队行驶目前而言还存在着许多技术上的难点，导致落地的速度并没有业界期望得那么快。首先作为保障编队行驶通讯的V2V技术，由于其大多工作在高频段，对于建筑物等遮挡障碍物的绕射能力比较差，因而需要通过重复广播或者冗余机制来辅助解决。并且，V2X与传感器之间的数据融合是必须的，在两者的重合区域内，如果出现差异的信息，以谁为准，又或者是如何互相验证，必须有机制。但是现在的实际情况是，摄像头、毫米波雷达、激光雷达之间融合尚且没有做好，更别提与V2X的融合了。

其次，编队行驶目前看来只能针对相同配置的车型，如果编队内的车型配置差异较大，则会导致需要针对性调参，难度上升的同时也增加了不确定性。

最后便是隐私安全问题，不同车辆之间的信息传递不仅涉及到隐私的加密安全，同时需要保障通讯机制足够强大抗干扰，才能避免在行驶途中受到黑客的攻击，对车辆造成安全方面的风险。

04总结

目前来看，编队行驶的正面意义是非常多的，不仅加速了车辆通讯协议的制定与研发，也促进了相关政策法规的补充与完善，同时也为自动驾驶在落地的过程中提供了不少的参考建议。但与此同时，真正离实现人们构想的安全高效的车辆编队还差了一些距离。随着越来越多业内人士的参与，相信在未来这些困难都将一一得到解决。