自动驾驶车辆经常被吹捧为加速部署专用 5G 网络的杀手级用例。然而,大多数可供购买和部署的自动驾驶车辆并不需要 5G 连接。STL Partners(德国一家电信咨询公司) 采访了领先的自动驾驶车辆制造商,以了解他们的连接需求。
自动驾驶车辆通常被誉为 5G 的 "杀手级 "用例
电信运营商正在积极探索专用 5G 网络的潜力,将其作为向企业提供专用安全连接的一种手段,以实现增强型工业自动化和关键任务应用。通过提供量身定制的解决方案,电信运营商正在寻求开发新的收入来源,但要成功实现这一目标,就必须为每项技术建立可行的商业案例,并证明其对最终客户的价值。自动驾驶车辆用例通常被视为私人 5G 应用的 "关键 "或 "杀手级 "用例,尤其是在工厂、仓库或港口等园区环境中。
自动车辆包括自动导引车 (AGV) 和自主移动机器人 (AMR)。在讨论专用 5G 网络的关键用例时,人们通常会提到 AMR。在概述自动驾驶车辆为何可能成为或不成为 5G 应用的杀手级用例之前,我们有必要考虑一下 "自动驾驶车辆"(无论是 AGV 还是 AMR)的确切含义。
自动导引车(AGV)
自动导引车是用于在不同场所处理和运输材料的车辆,这可能包括医院环境中的医疗设备或用品,或制造工厂中的原材料。通常,AGV 通过固定的磁带或嵌入地面的电线进行导航。其设计目的是执行重复性更强的预定路线。因此,AGV 系统不依赖实时数据交换,也不需要 5G 所提供的高带宽通信来导航。由于它们使用这些预先编程的路线和简单的指令独立运行,即使出现连接问题(如 Wi-Fi),系统也能相对高效地运行。
当提到自动驾驶车辆是 5G 连接的一个关键用例时,人们通常指的不是像这里描述的那样按照固定路线行驶的 AGV,尽管 "AGV "一词有时被用作所有自动驾驶车辆的简称。相反,人们在提到有助于推动专用 5G 网络采用的自动驾驶车辆用例类型时,通常指的是 AMR。
自主移动机器人(AMR)
自主移动机器人的工作方式与 AGV 类似,都是在作业现场运送材料。不过,它们使用更复杂的软件和计算来绘制它们所航行的场地地图,与其他 AMR 进行通信,并且无需使用轨道即可自由移动。AMR 的优势在于为终端客户提供更大的灵活性、适应性和可扩展性,使其非常适合任务和布局可能经常变化的动态环境。例如,鉴于客户对定制化的需求日益增长,许多制造商都越来越倾向于采用这种方式。
与 AGV 相比,AMR 利用更先进的传感器和制图技术进行自主导航。它们甚至可以通过车辆之间的虚拟地图共享进行互动,并相互协调高速移动。因此,5G 可以在多个方面提供帮助:
5G 更快的数据传输速度和更低的延迟使 AMR 和中央控制系统之间能够进行更多的实时数据交换,从而使它们和中央控制系统能够更快地做出反应,更迅速地应对不断变化的情况。
高带宽还使 AMR 具备一些更先进的功能,如同步定位和映射(SLAM)或高级目标识别(有些 AMR 甚至配备了计算机视觉和实时人工智能/ML)。这将带来更好的导航、避障以及与其他系统和人类更强(更安全)的互动。
先进 AMR 与 5G 之间的关系见下图 1。这些 AMR 通常被视为专用 5G 网络的关键用例。
大多数自动驾驶车辆不需要 5G 来实现最佳功能
虽然如图 1 所述,AMR 需要 5G 连接才能实现最佳性能,但现实情况是,一般来说,AMR 技术还没有先进到需要 5G 的地步,而且鉴于现有的 AGV 系统,AMR 的应用尚未普及。通常情况下,AMR 的运行速度无法满足以 5G 提供的超低延迟发送和接收数据的要求。尽管如此,在 5G 网络上运行的自动驾驶车辆仍将受益于 5G 的超低延迟、可靠性、带宽和移动性。然而,这些优势并不是车辆以最高效率运行所必需的。尽管情况在不断改善,但在 5G 模块的可用性和价格方面仍存在一些挑战,这会影响 AMR 与专用 5G 网络的可扩展性和实施。
STL Partners 在 2023 年汉诺威工业博览会(Hannover Messe 2023)上采访了 10 家生产自动驾驶车辆的公司,以进一步了解自动驾驶车辆产品对 5G 的需求和使用情况。我们采访的每家公司生产的车辆都能自主导航,无需轨道引导,大体上属于 AMR 而非 AGV(有两家公司例外--Hito 机器人系统公司和 Staubli 公司--这两家公司都是沿着固定线路行驶的 AGV)。
在我们采访过的公司中,只有一家公司生产设计用于 5G 连接的车辆,这家公司就是 SEW Eurodrive。与我们交谈过的公司见图 2。
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