自動駕駛車輛經常被吹捧為加速部署專用 5G 網絡的殺手級用例。然而,大多數可供購買和部署的自動駕駛車輛并不需要 5G 連接。STL Partners(德國一家電信咨詢公司) 采訪了領先的自動駕駛車輛制造商,以了解他們的連接需求。
自動駕駛車輛通常被譽為 5G 的 "殺手級 "用例
電信運營商正在積極探索專用 5G 網絡的潛力,將其作為向企業提供專用安全連接的一種手段,以實現增強型工業自動化和關鍵任務應用。通過提供量身定制的解決方案,電信運營商正在尋求開發新的收入來源,但要成功實現這一目標,就必須為每項技術建立可行的商業案例,并證明其對最終客戶的價值。自動駕駛車輛用例通常被視為私人 5G 應用的 "關鍵 "或 "殺手級 "用例,尤其是在工廠、倉庫或港口等園區環境中。
自動車輛包括自動導引車 (AGV) 和自主移動機器人 (AMR)。在討論專用 5G 網絡的關鍵用例時,人們通常會提到 AMR。在概述自動駕駛車輛為何可能成為或不成為 5G 應用的殺手級用例之前,我們有必要考慮一下 "自動駕駛車輛"(無論是 AGV 還是 AMR)的確切含義。
自動導引車(AGV)
自動導引車是用于在不同場所處理和運輸材料的車輛,這可能包括醫院環境中的醫療設備或用品,或制造工廠中的原材料。通常,AGV 通過固定的磁帶或嵌入地面的電線進行導航。其設計目的是執行重復性更強的預定路線。因此,AGV 系統不依賴實時數據交換,也不需要 5G 所提供的高帶寬通信來導航。由于它們使用這些預先編程的路線和簡單的指令獨立運行,即使出現連接問題(如 Wi-Fi),系統也能相對高效地運行。
當提到自動駕駛車輛是 5G 連接的一個關鍵用例時,人們通常指的不是像這里描述的那樣按照固定路線行駛的 AGV,盡管 "AGV "一詞有時被用作所有自動駕駛車輛的簡稱。相反,人們在提到有助于推動專用 5G 網絡采用的自動駕駛車輛用例類型時,通常指的是 AMR。
自主移動機器人(AMR)
自主移動機器人的工作方式與 AGV 類似,都是在作業現場運送材料。不過,它們使用更復雜的軟件和計算來繪制它們所航行的場地地圖,與其他 AMR 進行通信,并且無需使用軌道即可自由移動。AMR 的優勢在于為終端客戶提供更大的靈活性、適應性和可擴展性,使其非常適合任務和布局可能經常變化的動態環境。例如,鑒于客戶對定制化的需求日益增長,許多制造商都越來越傾向于采用這種方式。
與 AGV 相比,AMR 利用更先進的傳感器和制圖技術進行自主導航。它們甚至可以通過車輛之間的虛擬地圖共享進行互動,并相互協調高速移動。因此,5G 可以在多個方面提供幫助:
5G 更快的數據傳輸速度和更低的延遲使 AMR 和中央控制系統之間能夠進行更多的實時數據交換,從而使它們和中央控制系統能夠更快地做出反應,更迅速地應對不斷變化的情況。
高帶寬還使 AMR 具備一些更先進的功能,如同步定位和映射(SLAM)或高級目標識別(有些 AMR 甚至配備了計算機視覺和實時人工智能/ML)。這將帶來更好的導航、避障以及與其他系統和人類更強(更安全)的互動。
先進 AMR 與 5G 之間的關系見下圖 1。這些 AMR 通常被視為專用 5G 網絡的關鍵用例。
大多數自動駕駛車輛不需要 5G 來實現最佳功能
雖然如圖 1 所述,AMR 需要 5G 連接才能實現最佳性能,但現實情況是,一般來說,AMR 技術還沒有先進到需要 5G 的地步,而且鑒于現有的 AGV 系統,AMR 的應用尚未普及。通常情況下,AMR 的運行速度無法滿足以 5G 提供的超低延遲發送和接收數據的要求。盡管如此,在 5G 網絡上運行的自動駕駛車輛仍將受益于 5G 的超低延遲、可靠性、帶寬和移動性。然而,這些優勢并不是車輛以最高效率運行所必需的。盡管情況在不斷改善,但在 5G 模塊的可用性和價格方面仍存在一些挑戰,這會影響 AMR 與專用 5G 網絡的可擴展性和實施。
STL Partners 在 2023 年漢諾威工業博覽會(Hannover Messe 2023)上采訪了 10 家生產自動駕駛車輛的公司,以進一步了解自動駕駛車輛產品對 5G 的需求和使用情況。我們采訪的每家公司生產的車輛都能自主導航,無需軌道引導,大體上屬于 AMR 而非 AGV(有兩家公司例外--Hito 機器人系統公司和 Staubli 公司--這兩家公司都是沿著固定線路行駛的 AGV)。
在我們采訪過的公司中,只有一家公司生產設計用于 5G 連接的車輛,這家公司就是 SEW Eurodrive。與我們交談過的公司見圖 2。
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