圖 5.1 自動駕駛車端算力發(fā)展趨勢

從服務于自動駕駛的角度來看，隨著路端從協(xié)同感知向協(xié)同決策控制發(fā)展，路端算力與車端算力將呈現(xiàn)出相同的發(fā)展趨勢，并且，路端單個節(jié)點的算力會明顯超出單車算力，主要原因有：

1. ICAD中路端需要處理的具體任務與車端一致（都包括感知、地圖、定位、決策規(guī)劃、控制等）， 且都有高可靠、高精度、低時延要求。在車端和路端所需要解決的問題具備同源同構(gòu)的特性，以感知環(huán)節(jié)為例，目標檢測任務需要面對4大類20小類以上的參與者和障礙物；精確性方面，典型的位 置精度需要達到帶99分位約束的分米級精度；實時性方面，典型的端到端時延（物理世界發(fā)生到控制發(fā)出）需要達到帶99分位約束的端到端百毫秒級；協(xié)同性方面，多傳感器、多交通參與者、多基礎(chǔ)設施間需要達到時空校準和能力協(xié)同；安全性方面，系統(tǒng)需顯著優(yōu)于人類司機，這就意味著系統(tǒng)安全和計算器件的冗余、保障機制等需要進行系統(tǒng)性設計，支撐自動駕駛達到99.9999%以上 的場景通過率。

   
   

2. 路端不僅要解決單車最優(yōu)化的問題，還承載著群體最優(yōu)和全局最優(yōu)化的職責與使命，需要更 高算力支持。VICAD區(qū)別于單車智能，是新的智能形態(tài)，通過引入新的智能要素，帶來高維數(shù)據(jù)， 并配合靈活算力和算法機制，實現(xiàn)由個體智能向協(xié)同智能或群體智能發(fā)展，提供更加多元化的應用服務，如智能信控、監(jiān)控執(zhí)法、收費等。以高維數(shù)據(jù)為例，VICAD會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，且信息特性與單車智能數(shù)據(jù)具有一定的正交屬性，通過車路協(xié)同融合后將形成新的更高維度數(shù)據(jù)，如空間維度（ 范圍、視角、盲區(qū)）、時間維度（動/靜態(tài)、時間范圍）、類型維度（多源多層）等，分布在不同維度具有正交性的高維數(shù)據(jù)信息量更大，對于智能系統(tǒng)的能力會產(chǎn)生更有效的幫助。VICAD與AD數(shù)據(jù) 維度的比較見表5.4。
   
   

表 5.4  AD與VICAD數(shù)據(jù)維度比較

綜合來看，目前的低等級道路，路端部署的設備功能較為單一、數(shù)據(jù)量小且算法模型簡單；高等級智能道路為了達到表5.2和5.3所列性能指標，傳感器數(shù)量、類型的增加及分辨率的提升，帶來了海量數(shù)據(jù)處理需求，算法模型的復雜程度亦大幅提升，亟需算力提升，需要專門建設部署計算設備或設施執(zhí)行數(shù)據(jù)匯聚、感知融合、任務調(diào)度、數(shù)據(jù)存儲等關(guān)鍵任務。表5.5以國內(nèi)多個城市的車路協(xié)同自動駕駛示范區(qū)中的路端算力為參考，列出了不同等級智能化道路路端的算力需求建議，現(xiàn)階段，滿足高等級自動駕駛應用的高等級智能道路路端單個節(jié)點算力需求應不低于100 TOPS。

表 5.5 不同等級智能道路路端算力需求

（3）C4等級智能道路對傳感器性能要求

智能道路系統(tǒng)主要通過各類傳感器設備完成對道路全要素信息收集，感知傳感器應當滿足全天時 全天候要求，以應對各類自動駕駛場景。目前主流的感知傳感器設備主要包括視覺傳感器、激光雷達和毫米波雷達。每類傳感器的感知范圍、對不同物體的識別能力以及環(huán)境適應能力均有所差異， 應發(fā)揮不同傳感器性能優(yōu)勢，進行設備選型和方案配置，以達到最佳的感知效果。 

圖5.2 不同傳感器特性比較

（4）C4等級智能道路對地圖要求

地圖對于自動駕駛而言：

1. 地圖作為一種虛擬的感知類傳感器，為自動駕駛系統(tǒng)提供超視距、高可信的靜態(tài)交通要素結(jié) 構(gòu)和語義信息，作為車端感知系統(tǒng)的有效補充；

2. 地圖作為一種高實時性、全局的空間協(xié)議，為自動駕駛路徑規(guī)劃提供準確的車道級動、靜態(tài)通 行信息，使得自動駕駛汽車可以實現(xiàn)時、空最優(yōu)的通行路徑選擇；

3. 地圖作為一種虛擬的、語義化的交通規(guī)則，為自動駕駛決策與控制模塊提供明確的行為約束  規(guī)則和地理圍欄，使得自動駕駛汽車可以更安全地與其他交通參與者進行交互。

   
   

表 5.6 C4等級智能道路對地圖的要求

5.1.3 高等級智能道路具體設計

5.1.3.1 系統(tǒng)組成與總體架構(gòu)

高等級智能道路系統(tǒng)總體架構(gòu)見圖5.3，從物理分布角度看，由車端、路端和云端三部分組成。

圖 5.3 高等級智能道路系統(tǒng)總體架構(gòu)