浅谈货车列队行驶系统与主要技术

1

概要

在“汽车行业百年一遇的变革”下，各整车厂争相在乘用车领域加快没有驾驶员的全自动驾驶车（Lv5）的商业落地时间。

乘用车成为焦点的同时，货车等商用车的自动化也在取得逐步发展。商用车的自动驾驶方面，不仅是因为能解决安全问题，其背景原因除了运输行业人员短缺、驾驶员年龄上升以外，还存在人口稀疏地区的公交车停运等各种问题，因此相比乘用车，对商用车自动驾驶技术的期待更高。此外，商用车方面，流通和运输服务的提升直接关系到人们的生活，因此各国都在国家层面发展商用车自动驾驶技术。

2

货车列队行驶系统

与乘用车的全自动驾驶不同，货车的列队行驶一般有两种发展形式：后车有人系统与后车无人系统。

后车有人系统

后车有人系统的列队行驶的首车由驾驶员手动驾驶。该系统中，后车辆搭载协调型车间距保持辅助系统(CACC)和车道保持系统(LKA)的多辆手动驾驶车辆相连接。

2019年6月25日～2020年2月28日期间，日本国土交通省和经济产业省正在实施货车列队行驶公路路试，列队车辆使用不同日系整车厂制造的4辆卡车，各卡车车间距保持在35m，行驶速度定在70～80km/h。车长约12m的4辆卡车的列队行驶总长度可达约160m。后车有人系统将列队的尾随车辆的驾驶始终交由驾驶员进行，只起到辅助作用。旨在降低驾驶员长途驾驶的负担，减少因驾驶操作失误造成的事故。

后车无人系统

后车无人系统的列队行驶中，除了利用后续车有人系统的V2V通信的CACC以外，中间车辆还配备辅助后方监控、识别和头车变道的电子后视镜。

与后车有人系统一样，头车由驾驶员手动驾驶。而与后车有人系统较为不同的是，由于尾随车辆无人乘坐，因此新增了头车驾驶员把握变道时所需的后续车的后方和侧向信息的系统。由此，头车驾驶员可安全地进行变道。

3

货车列队行驶的主要技术

下面对货车列队行驶采用一些主要技术进行简要说明。

CACC (Cooperative Adaptive Cruise Control)

名为CACC的技术是ACC (Adaptive Cruise Control)的延伸技术。原先CC (Cruise Control)是指只保持单一速度的系统。ACC利用本车传感器检测与前行车的距离跟随前车，保持一定速度和距离，得到广泛普及。CACC又进一步增加了与前行车通信的功能，可跟随更精细的动作和变化，从而更精细地控制距离和制动力。与前行车的通信正研究使用760MHz的无线电波进行通信。

LKA (Lane Keeping Assist system)

LKA为车道保持辅助装置。通过安装于行驶的车辆的挡风玻璃等位置的摄像头，识别白线和黄线，辅助转向操作，使车辆行驶在车道中央。作为车道偏离的简易警报系统，LDW (Lane Departure Warning)等系统得到广泛普及。

V2V通信760MHz

使用760MHz频率的高级道路交通系统在2011年正式出台规定。ITS分配了以760MHz为主的1个频段（755.5～764.5MHz的9MHz宽度，V2I通信与V2V通信共享）。2015年丰田开始在全球销售首个利用760MHz的V2V通信系统及V2I通信系统的车辆。

V2V通信　4G LTE

主要用于图像等大容量、低延迟数据的通信。目前移动通信的主流是4G/LTE，要获得超低延迟通信（实时信息的获得），需要等待5G的落地。现阶段可以利用4G LTE进行电子后视镜的图像传输及其他通信辅助。

可视光车车通信

利用LED可视光通信与利用摄像头接收的组合是V2V通信的方式。目前正在研究多种方式的可视光V2V通信。低成本使用的方式是将汽车的LED尾灯与安装于挡风玻璃的摄像头相结合的方式。该系统通过高速闪烁LED尾灯，发送数据，利用摄像头捕捉其数据。目前尚处于研究和验证的阶段，但其商业落地指日可待。

摄像头

自动驾驶技术不可欠缺的是摄像头。摄像头广泛应用于白线识别、后侧方图像监视器以及电子后视镜等方面。

毫米波雷达

与摄像头一样，是自动驾驶技术不可或缺的技术。与使用激光的传感器相比，检测距离更长。此外，由于使用毫米波，因此不易受到天气状态影响。毫米波雷达可检测到达物体的距离，但无法检测物体的形状等信息。

LiDAR

相较于毫米波雷达检测距离较短，但除了物体的距离以外，还能检测物体的形状等信息。原有的LiDAR用电机使激光旋转，通过镜子扫描，因此需要整车厂专门预留空间，是大型且高成本的传感器，但可实现高精度检测。近来，通过MEMS方式、受光元件分割方式、光相控阵等技术，也在开展小型低成本方面的研究。部分技术已实现商业落地，但与电机驱动的整车厂方式相比，精度较差。

RTK-GPS (实时动态载波相位差分技术GPS)

类似的技术有DGPS (差分GPS)。RTK-GPS与DGPS的差异简单来说就是测位方式与位置精度的不同。DGPS根据固定基站的修正数据，对GPS测位进行修正。而RTK则根据移动测定收集的测位数据进行修正。因此，相对于普通GPS 10m～20m的误差，DGPS的误差仅为50cm～5m，RTK-GPS的误差只有1cm～5cm。

后侧方监控

所有货车都搭载后侧方毫米波雷达。由此可获取列队车辆的后方信息。在后车无人系统中，中间车辆配备电子后视镜，作为视觉信息（图像）还充分利用后方视野数据。

电子后视镜

也开始为乘用车配套的后方视野监控装置，使用摄像头。通过利用摄像头的图像识别技术，与原先使用镜子的侧面后视镜相比，通过对夜间和恶劣天气的图像进行修正，提高了可视性，图像识别还能用于对其他车辆的检测等用途。

-本文不代表大易物流观点或立场-