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文檔簡介
1、 HYPERLINK / 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施白皮書目錄 HYPERLINK l _bookmark0 第一章 概念及宏觀背景 1 HYPERLINK l _bookmark1 社區(qū)園區(qū)無人配送的概念 1 HYPERLINK l _bookmark2 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施的概念 2 HYPERLINK l _bookmark3 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀與痛點 3 HYPERLINK l _bookmark4 硬件基礎(chǔ)設(shè)施 3 HYPERLINK l _bookmark5 信息基礎(chǔ)設(shè)施 4 HYPERLINK l _bookmark6 其他無人配送智能網(wǎng)聯(lián)
2、基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān) 5 HYPERLINK l _bookmark7 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的基礎(chǔ)條件 6 HYPERLINK l _bookmark8 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展戰(zhàn)略 7 HYPERLINK l _bookmark9 “十四五”背景下的“新基建”戰(zhàn)略布局總依托 7 HYPERLINK l _bookmark10 無人配送與智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略布局進展 8 HYPERLINK l _bookmark11 第二章 無人配送設(shè)備及技術(shù)介紹 10 HYPERLINK l _bookmark12 無人配送設(shè)備 10 HYPERLINK l _bookmark13 室
3、外無人配送車 10 HYPERLINK l _bookmark14 室內(nèi)無人配送機器人 10 HYPERLINK l _bookmark15 無人驛站 11 HYPERLINK l _bookmark16 無人配送設(shè)備的相關(guān)技術(shù) 11 HYPERLINK l _bookmark17 定位和地圖 11 HYPERLINK l _bookmark18 2.2.2 感知 13 HYPERLINK l _bookmark19 決策與控制 14 HYPERLINK l _bookmark20 線控底盤 14 HYPERLINK l _bookmark21 C-V2X 技術(shù) 15 HYPERLINK l
4、_bookmark22 信息融合技術(shù) 16 HYPERLINK l _bookmark23 第三章 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用場景 18 HYPERLINK l _bookmark24 社區(qū)園區(qū)道路設(shè)施 18 HYPERLINK l _bookmark25 社區(qū)園區(qū)出入口控制設(shè)施 18 HYPERLINK l _bookmark26 社區(qū)園區(qū)內(nèi)部道路 18 HYPERLINK l _bookmark27 綜合桿 21 HYPERLINK l _bookmark28 路側(cè)設(shè)施 21 HYPERLINK l _bookmark29 轉(zhuǎn)運接駁 23 HYPERLINK l _bookma
5、rk30 社區(qū)園區(qū)物流配送中心 23 HYPERLINK l _bookmark31 無人驛站 24 HYPERLINK l _bookmark32 轉(zhuǎn)運箱接駁 26 HYPERLINK l _bookmark33 樓宇內(nèi)部配送設(shè)施 26 HYPERLINK l _bookmark34 門禁、閘機以及電梯交互 26 HYPERLINK l _bookmark35 樓宇通道 26 HYPERLINK l _bookmark36 信息通訊 27 HYPERLINK l _bookmark37 運營維護 27 HYPERLINK l _bookmark38 監(jiān)控設(shè)施 27 HYPERLINK l _
6、bookmark39 臨停取貨位 27 HYPERLINK l _bookmark40 充電樁/充電位 28 HYPERLINK l _bookmark41 停放維護位 28 HYPERLINK l _bookmark42 第四章 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃 30 HYPERLINK l _bookmark43 無人配送領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀 30 HYPERLINK l _bookmark44 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)需求分析 31 HYPERLINK l _bookmark45 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè) 32 HYPERLINK l _bookmark4
7、6 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展路線圖及規(guī)劃布局 33 HYPERLINK l _bookmark47 第五章 社區(qū)、園區(qū)無人配送實踐案例 35 HYPERLINK l _bookmark48 社區(qū)無人配送 35 HYPERLINK l _bookmark49 社區(qū)抗疫物資配送 35 HYPERLINK l _bookmark50 社區(qū)零售配送 36 HYPERLINK l _bookmark51 園區(qū)無人配送 36 HYPERLINK l _bookmark52 園區(qū)新零售業(yè)務(wù)無人配送案例 36 HYPERLINK l _bookmark53 國內(nèi)封閉管理園區(qū)多業(yè)務(wù)融合無人配送案例 37 HYPERLINK l
8、 _bookmark54 園區(qū)車路協(xié)同無人配送案例 38 HYPERLINK l _bookmark55 第六章 發(fā)展建議 40 HYPERLINK l _bookmark56 政策引導(dǎo)試點運營,推動場景落地應(yīng)用 40 HYPERLINK l _bookmark57 產(chǎn)業(yè)上下游緊密協(xié)同,推動無人配送方案成熟 42 HYPERLINK l _bookmark58 建立社區(qū)園區(qū)無人配送標(biāo)準(zhǔn),推動生態(tài)協(xié)同 43第一章 概念及宏觀背景社區(qū)園區(qū)無人配送的概念社區(qū)是若干社會群體或社會組織聚集在某一個領(lǐng)域里所形成的一個生活上相互關(guān)聯(lián)的大集體,是社會有機體最基本的內(nèi)容,是宏觀社會的縮影。社會學(xué)家給社區(qū)下出的定
9、義有 140 多種。社區(qū)是具有某種互動關(guān)系的和共同文化維系力的,在一定領(lǐng)域內(nèi)相互關(guān)聯(lián)的人群形成的共同體及其活動區(qū)域。園區(qū)是指政府集中統(tǒng)一規(guī)劃指定區(qū)域,區(qū)域內(nèi)專門設(shè)置某類特定行業(yè)、形態(tài)的企業(yè)、公司等進行統(tǒng)一管理,典型的如工業(yè)園區(qū)、自貿(mào)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、動漫園區(qū)等。社區(qū)園區(qū)都有著一定地域范圍內(nèi)的社會生活共同體的特征。社區(qū)園區(qū)場景中包含若干群體或組織,是城市概念最主要的構(gòu)成,也是社會有機體最基本的內(nèi)容。社區(qū)園區(qū)是城市人群最主要的生活區(qū)域,也是快遞、本地生活服務(wù)等企業(yè)最核心的服務(wù)場景。社區(qū)園區(qū)無人配送是指,配送至社區(qū)、園區(qū)的區(qū)域范圍內(nèi),向最終客戶交付物品的過程,以智能化的設(shè)備,提供的無接觸配送服務(wù)。隨著
10、新冠疫情的爆發(fā),無人配送技術(shù)開始投入向社區(qū)園區(qū)配送物資,推動了無人配送落地社區(qū)園區(qū),向社會展示了末端無人配送的應(yīng)用價值。而伴隨著新冠疫情的常態(tài)化,越來越多的服務(wù)主體希望以無人配送服務(wù)用戶?;ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)近年快速的發(fā)展,同事新冠疫情對線下購物的制約,大量城市人群選擇線上下單的方式購買物品和服務(wù),滿足生活需求。帶來配送需求的放大,而配送需求的日益增加與城市治理,人民對于配送服務(wù)體驗,與疫情防控物品無法進入社區(qū)園區(qū),形成的配送矛盾日益凸顯。傳統(tǒng)的社區(qū)園區(qū)末端配送依靠人力支撐,形式無非是引入三方服務(wù),三方自負(fù)盈虧,如業(yè)務(wù)量不夠,場地房租、人力成本入不敷出。另一種物業(yè)自身服務(wù),但無此專職崗位,人力配送服務(wù)難
11、以長期維持和管理。封閉管理,業(yè)主不便;開放管理,考驗著區(qū)域內(nèi)交通與環(huán)境治理能力。以運行空間切分社區(qū)園區(qū)無人配送需求,可粗略將其劃分為園區(qū)(社區(qū))外與園區(qū)(社區(qū))內(nèi),兩個場景分別呈現(xiàn)如下特點:園區(qū)外,城市開放道路,環(huán)境與路況復(fù)雜程度高,對無人配送的運行能力要求高,需要政府授權(quán);社區(qū)園區(qū)內(nèi)屬于區(qū)域封閉道路,無需路權(quán),交通情況復(fù)雜度低,但實際落地中發(fā)現(xiàn)諸多基礎(chǔ)設(shè)施配套的問題,從而誕生此白皮書,探討社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施需求,并推進相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)。社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施的概念無人配送是 5G、人工智能、大數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的新技術(shù),在城市生活服務(wù)中的重要應(yīng)用。穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信基
12、建為無人系統(tǒng)自主控制、海量數(shù)據(jù)傳輸提供了網(wǎng)絡(luò)運營環(huán)境;人工智能為無人系統(tǒng)自主感知、自動駕駛、生物識別提供了感知與決策的技術(shù)保障;物聯(lián)網(wǎng)、EDC(企業(yè)大數(shù)據(jù)中心)的建設(shè)與應(yīng)用是無人配送在智能物流發(fā)展中的應(yīng)用落地保障。圖 1-1:社區(qū)園區(qū)無人配送系統(tǒng)架構(gòu)社區(qū)園區(qū)無人配送的方案實現(xiàn)分為四個層次,第一層為基礎(chǔ)設(shè)施層,包括硬件基礎(chǔ)設(shè)施、信息基礎(chǔ)設(shè)施;第二層業(yè)務(wù)平臺層包括相關(guān)系統(tǒng)和平臺服務(wù);第三層為配送設(shè)施,包括各類型的智能網(wǎng)配送設(shè)備設(shè)施;最后與用戶運營直接交互的前端應(yīng)用層,包括運營端、用戶端,商家端等。其中,智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施包含硬件基礎(chǔ)設(shè)施及信息基礎(chǔ)設(shè)施,同時與軟件系統(tǒng)層面的能力相結(jié)合,促進車、路、云、
13、網(wǎng)、圖五大體系協(xié)同,實現(xiàn)車路云一體化的自動駕駛應(yīng)用,行駛監(jiān)管,記錄智能網(wǎng)聯(lián)汽車、基礎(chǔ)設(shè)施等運行數(shù)據(jù),保障交通安全。社區(qū)園區(qū)無人配送系統(tǒng)架構(gòu),同時也是微縮的城市車聯(lián)網(wǎng)。相對比城市車聯(lián)網(wǎng),社區(qū)園區(qū)的無人配送具備低速、輕載、場景周邊人員密集,交互體驗感直接影響社區(qū)、園區(qū)客戶等特點。硬件基礎(chǔ)設(shè)施包括:社區(qū)、園區(qū)出入口基礎(chǔ)設(shè)施;道路基礎(chǔ)設(shè)施;充電基礎(chǔ)設(shè)施;樓道通道基礎(chǔ)設(shè)施;無人配送停放區(qū)域及倉儲基礎(chǔ)設(shè)施等。信息基礎(chǔ)設(shè)施包括:5G 網(wǎng)絡(luò)通信,結(jié)合 5G 商用部署,統(tǒng)籌利用物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、光纖網(wǎng)等,實現(xiàn)物流園區(qū)等固移結(jié)合、寬窄結(jié)合、公專結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)覆蓋;北斗系統(tǒng)和遙感衛(wèi)星,提升北斗系統(tǒng)高精度導(dǎo)航與位置服務(wù)能力
14、,推動衛(wèi)星定位增強基準(zhǔn)站資源共建共享,為無人配送提供高精度、高可靠的服務(wù)。社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀與痛點硬件基礎(chǔ)設(shè)施硬件基礎(chǔ)設(shè)施包括:社區(qū)園區(qū)出入口基礎(chǔ)設(shè)施;道路基礎(chǔ)設(shè)施;充電基礎(chǔ)設(shè)施;樓道通道基礎(chǔ)設(shè)施;無人配送停放區(qū)域及倉儲基礎(chǔ)設(shè)施等。社區(qū)園區(qū)無人配送業(yè)務(wù)仍處于起步期,多數(shù)小區(qū)仍未建立起適合無人配送車平穩(wěn)行駛的路段和停靠點,一些樓宇門口的坡度設(shè)置過高,會導(dǎo)致無人配送車無法順利完成爬坡操作。此外,多數(shù)小區(qū)的充電設(shè)施建設(shè)仍不完善,無法滿足無人配送車在非運行時段和夜間進行充電的實際需求。發(fā)展社區(qū)園區(qū)內(nèi)的無人配送,需要建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的入口道路、園內(nèi)道路,以方便無人配送車識別道路情況實現(xiàn)
15、準(zhǔn)確、安全、高效的自動駕駛;發(fā)展樓宇內(nèi)的無人配送,需要標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的電梯、樓道通道的支持;此外還需要統(tǒng)籌規(guī)劃上述道路、電梯資源的分配和使用權(quán),兼顧無人配送車和居民的出行需求。而國內(nèi)目前絕大部分的社區(qū)、園區(qū)在規(guī)劃和建設(shè)的時候并沒有考慮無人配送車的使用場景需求,因此在已建成的社區(qū)、園區(qū)內(nèi)推廣無人配送,道路設(shè)施是一大痛點。無人配送車采用電力供能,在工作間隙應(yīng)該妥善存放,及時補充電量。在城市中心的商場、社區(qū)等即時配送需求最旺盛的區(qū)域,用地空間和停車位資源日益匱乏,為無人配送車規(guī)劃停放區(qū)域,是一件非常棘手且成本高昂的事情。在充電樁建設(shè)方面,我國目前還有很大的缺口。國家發(fā)改委發(fā)布的電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南
16、(2015-2020 年)規(guī)定,計劃到 2020 年,新增加的集中式充換電站超過約 1.2 萬座,分散式充電樁超過約 480 萬個,滿足全國 500 萬輛電動汽車的充電需求。根據(jù)中國充電聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù),截至 2021 年 9 月,國內(nèi)新能源汽車保有量 678 萬輛,充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為 210.5 萬臺,車樁比例為 3:1。充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域還存在巨大缺口,并且存在充電難、充電樁利用率低、充電樁分布不平衡等問題。要發(fā)展無人配送,就必須要解決無人配送車充電的問題,目前看來,充電樁將是一大難題。發(fā)展無人配送,需要建設(shè)智慧倉儲中心。目前,我國正處于智慧倉儲升級階段,由機械化向自動化和智能化不斷升級,
17、智慧倉儲還有很大的發(fā)展空間。信息基礎(chǔ)設(shè)施信息基礎(chǔ)設(shè)施包括:5G+C-V2X 網(wǎng)絡(luò)通信、北斗系統(tǒng)和遙感衛(wèi)星等。目前社區(qū)園區(qū)無人配送推廣,在信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心痛點是缺乏本地部署或者邊緣計算的資源支持。無人配送車的 L4 級自動駕駛系統(tǒng),會產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)量,每天回傳數(shù) T 級別的數(shù)據(jù)。由于缺乏本地或者邊緣服務(wù)器和通訊基礎(chǔ)設(shè)施的支持,待實現(xiàn)無人配送車大規(guī)模部署后,運營方只能通過遠(yuǎn)程監(jiān)控模式聯(lián)系無人配送車,因此網(wǎng)絡(luò)通訊的穩(wěn)定性、即時性影響著車輛安全。如果是在 4G 環(huán)境下部署無人配送車,容易出現(xiàn)通信被遮擋、基站覆蓋不夠、接入量太大導(dǎo)致通信信號堵塞等,使得信號斷掉或嚴(yán)重卡頓。截至 2021 年 5 月,據(jù)
18、工信部官網(wǎng)消息,依據(jù)最新數(shù)據(jù),目前基站數(shù)目已經(jīng)為 140多萬,終端連接超 5 億。雖然目前我國已經(jīng)建設(shè)成了較大規(guī)模的 5G 網(wǎng)絡(luò)基站,但在推動 5G 協(xié)同應(yīng)用方面還有很大發(fā)展空間,還需要在以下方面發(fā)力。結(jié)合 5G 商用部署,統(tǒng)籌利用物聯(lián)網(wǎng)、C-V2X 車聯(lián)網(wǎng)、光纖網(wǎng)等,推動交通基礎(chǔ)設(shè)施與公共信息基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)建設(shè),并探索無人配送信息基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用模式;逐步在物流園區(qū)、密集的居民社區(qū)、商業(yè)廣場等實現(xiàn)固移結(jié)合、寬窄結(jié)合、公專結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)覆蓋;協(xié)同建設(shè)車聯(lián)網(wǎng)、無人配送專用網(wǎng)絡(luò),推動重點區(qū)域、重點園區(qū)應(yīng)用車用無線通信技術(shù),支持無人配送車自動駕駛,實現(xiàn)園區(qū)、社區(qū)無人配送;在重點社區(qū)、樓宇內(nèi)應(yīng)用適用可靠、經(jīng)濟
19、耐久的信息通信技術(shù),支持配送設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)測、安全預(yù)警等應(yīng)用;此外,5G 網(wǎng)絡(luò)目前還在應(yīng)用落地的早期階段,由于各方需求呈現(xiàn)碎片化狀態(tài),且缺少解決方案集成商,導(dǎo)致行業(yè)應(yīng)用終端少,尚未探索出合適的商業(yè)模式,從而推高了定制化成本。C-V2X 通信技術(shù)是車路協(xié)同實現(xiàn)環(huán)境感知的重要技術(shù)之一,與傳統(tǒng)車載激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、超聲波等車載感知設(shè)備優(yōu)勢互補,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供雷達 無法實現(xiàn)的超視距和復(fù)雜環(huán)境感知能力。C-V2X 通信通過和周邊車輛、道路、基礎(chǔ)設(shè)施進行通信,從時間、空間維度擴大了車輛對交通與環(huán)境的感知范圍,能夠提前獲知周邊車輛操作信息、視覺盲區(qū)等周邊環(huán)境信息??梢姡珻-V2X 的應(yīng)用能夠增強
20、環(huán)境感知能力、降低車載傳感器成本、使能多車信息融合決策。中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國自行研制的先進全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(英文簡稱 BDS),是繼美國 GPS、俄羅斯 GLONASS 之后全球范圍內(nèi)第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),北斗三號全球星座部署已經(jīng)全面完成。目前北斗系統(tǒng)已全面服務(wù)于交通運輸行業(yè),在亞太地區(qū)的定位精度可達到水平 5 米、高程 5 米的水平。發(fā)展社區(qū)、園區(qū)、以及樓宇內(nèi)的無人配送,需要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供高精度的地位與地圖服務(wù),尤其是樓道內(nèi)的導(dǎo)航和定位服務(wù),對精度的要求更高,且可能存在信號丟失、不穩(wěn)定的情況,因此還需要結(jié)合慣性導(dǎo)航、室內(nèi)定位等多項技術(shù),開發(fā)多方式聯(lián)動定位系統(tǒng),提升北斗系統(tǒng)
21、高精度導(dǎo)航與位置服務(wù)能力,為無人配送提供高精度、高可靠性的服務(wù)。遙感衛(wèi)星,是用作外層空間遙感平臺的 HYPERLINK /item/%E4%BA%BA%E9%80%A0%E5%8D%AB%E6%98%9F/21439 人造衛(wèi)星。用衛(wèi)星作為平臺的 HYPERLINK /item/%E9%81%A5%E6%84%9F%E6%8A%80%E6%9C%AF/1697262 遙感技術(shù)稱為 HYPERLINK /item/%E5%8D%AB%E6%98%9F%E9%81%A5%E6%84%9F/3307785 衛(wèi)星遙感。通常,遙感衛(wèi)星可在軌道上運行數(shù)年,衛(wèi)星軌道可根據(jù)需要來確定。遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時間內(nèi)覆
22、蓋整個地球或指定的任何區(qū)域,當(dāng)沿 HYPERLINK /item/%E5%9C%B0%E7%90%83%E5%90%8C%E6%AD%A5%E8%BD%A8%E9%81%93 地球同步軌道運行時,它能連續(xù)地對地球表面某指定地域進行遙感。雖然目前還沒有應(yīng)用于自動駕駛的衛(wèi)星,但已有車企研究發(fā)射近地衛(wèi)星以支持自動駕駛業(yè)務(wù)。其他無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)移動配送設(shè)施我國法律法規(guī)對交通參與者都賦予了法律屬性,明確了其法律地位,實施歸類管理,因此需要完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并加以引導(dǎo),盡早構(gòu)建行之有效的管理體系,明確投資、準(zhǔn)入、路權(quán)、牌照等管理要求。工業(yè)和信息化部印發(fā)的關(guān)于加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理的意
23、見從加強數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全管理、規(guī)范軟件在線升級、加強產(chǎn)品管理、保障措施等方面提出了 11 項具體意見,其中加強產(chǎn)品管理方面,明確要求嚴(yán)格履行告知義務(wù),加強組合駕駛輔助功能產(chǎn)品安全管理,加強自動駕駛功能產(chǎn)品安全管理,確??煽康臅r空信息服務(wù)。為無人配送車輛的標(biāo)準(zhǔn)化,提供了一定發(fā)展方向。針對無人配送服務(wù)及其相關(guān)的無人配送小車,目前我國業(yè)內(nèi)還缺乏完備的法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。未來,隨著無人配送服務(wù)的成熟及大規(guī)模應(yīng)用,需要出臺更多更完善的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施,建立無人配送服務(wù)管理體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,從而規(guī)范行業(yè)發(fā)展,促進行業(yè)健康壯大。業(yè)務(wù)平臺業(yè)務(wù)平臺主要指網(wǎng)聯(lián)云控體系,網(wǎng)聯(lián)云控體系是基于新一代通信和云計算技術(shù),
24、實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施、車輛和云計算資源的互聯(lián)互通和協(xié)同運行,通過構(gòu)建智能車網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施平臺和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺,降低自動駕駛系統(tǒng)成本、提升車輛感知決策能力和安全水平的一體化解決方案。網(wǎng)聯(lián)云控的優(yōu)勢在于,能夠使高級別自動駕駛達到足夠的安全等級;使低級別硬件配置的車輛可能實現(xiàn)更高水平的自動駕駛。建設(shè)無人配送網(wǎng)聯(lián)云控平臺,需要構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、跨品牌、跨平臺、開放共享的數(shù)據(jù)生態(tài),以應(yīng)對配送行業(yè)的高并發(fā)、大流量多源數(shù)據(jù),并保證安全性、低延時、可靠性;需要實現(xiàn)多源信息融合并匹配高精度地圖和定位實現(xiàn)協(xié)同感知計算,利用云端資源實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)條件下的各類自動駕駛配送小車應(yīng)用的控制閉環(huán),保證應(yīng)用實施自主可控,增強服務(wù)能力;此外還需要開發(fā)
25、商業(yè)化運營模式,降低無人配送網(wǎng)絡(luò)運營成本,探索優(yōu)質(zhì)高效的配送服務(wù)模式。目前國內(nèi)建設(shè)無人配送網(wǎng)聯(lián)云控體系在以上方面還有較大進步空間。社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的基礎(chǔ)條件在社區(qū)園區(qū)領(lǐng)域發(fā)展與無人配送相關(guān)的智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),整體而言需要三個基礎(chǔ)條件,即自動駕駛技術(shù)發(fā)展、新一代智能基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展、無人配送技術(shù)的發(fā)展。自動駕駛技術(shù),近幾年發(fā)展迅猛的科技公司如京東、美團、阿里等在多年前就開始了相關(guān)技術(shù)的研發(fā),近年來陸續(xù)誕生了多家相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司,目前已有多家企業(yè)進入無人配送車小批量生產(chǎn)、應(yīng)用階段。國內(nèi)的無人配送起步比國外稍晚,但是國內(nèi)的企業(yè)有著明顯的場景優(yōu)勢。第一,配送業(yè)務(wù)量級來說,國內(nèi)人
26、口眾多,物流業(yè)務(wù)需求規(guī)模巨大,遠(yuǎn)超其它任何一個國家。其次,國內(nèi)人口密度較為集中,每單配送的距離相對較短,對無人配送設(shè)備的可持續(xù)工作能力要求相對較低,根據(jù)目前無人配送技術(shù)的發(fā)展程度來看更容易滿足需求,易于落地。第三,在移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的帶動下,人們對新興事物的可接受程度變高,由此帶來的是無人配送產(chǎn)品的可實施落地的場景愈加豐富。隨著無人配送車輛生產(chǎn)規(guī)模的擴大、落地場景的增多、以及與具體業(yè)務(wù)的結(jié)合愈加緊密。自動駕駛和無人配送技術(shù)已然實現(xiàn)了快速的發(fā)展。新一代智能基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展同樣迅猛,在通信技術(shù)方面:政策上持續(xù)推動結(jié)合 5G 商用部署,統(tǒng)籌利用物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、光纖網(wǎng)等,實現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施與公共信息基礎(chǔ)設(shè)施
27、協(xié)調(diào)建設(shè)。逐步在高速公路和鐵路重點路段、重要綜合客運樞紐、港口和物流園區(qū)等實現(xiàn)固移結(jié)合、寬窄結(jié)合、公專結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。協(xié)同建設(shè)車聯(lián)網(wǎng),推動重點地區(qū)、重點路段應(yīng)用車用無線通信技術(shù),支持車路協(xié)同、自動駕駛等。利用北斗系統(tǒng),提升交通運輸行業(yè)北斗系統(tǒng)高精度導(dǎo)航與位置服務(wù)能力,推動衛(wèi)星定位增強基準(zhǔn)站資源共建共享,提供高精度、高可靠的服務(wù)。探索推動北斗系統(tǒng)與車路協(xié)同、ETC 等技術(shù)融合應(yīng)用。在智能網(wǎng)聯(lián)汽車核心技術(shù)發(fā)展上,政策層面已將智能網(wǎng)聯(lián)汽車已上升至國家戰(zhàn)略層面,其發(fā)展定位已經(jīng)從車聯(lián)網(wǎng)概念的重要組成部分,向智能化集成轉(zhuǎn)移。并擁有了更為完善明確的頂層設(shè)計和諸多指導(dǎo)性規(guī)劃文件。2018 年 4 月,工信部、
28、公安部及交通部聯(lián)合發(fā)布智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理規(guī)范(試行),確定了智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試管理基本框架,推進地方開展自動駕駛道路測試。隨后北京、上海、深圳、長沙、天津等多座城市先后出臺地方道路測試管理規(guī)定。V2X 測試、車路協(xié)同測試多地開花。隨著工信部構(gòu)建的“基于寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)的智能汽車與智慧交通應(yīng)用示范”項目的推動,國內(nèi)已經(jīng)構(gòu)建形成了包括北京- 河北、上海、浙江、湖北(武漢)、江蘇(無錫)、廣東等多家車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)。研發(fā)包括車路協(xié)同、自動駕駛、先進輔助駕駛、交通大數(shù)據(jù)等新技術(shù)與新產(chǎn)品。開展包括實驗驗證、測試評估、封閉測試、應(yīng)用示范等多方面功能性營運項目,為自動駕駛的快速發(fā)展創(chuàng)造示范性條件。社區(qū)園區(qū)無人
29、配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)力“新基建”是中國在把握世界科技發(fā)展新趨勢和自身發(fā)展新支點基礎(chǔ)上的科學(xué)決策。“新基建”指的是以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動;以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ);面向高質(zhì)量發(fā)展需要;提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務(wù)。提出并實施新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),不僅在國家層面上具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義,對物流領(lǐng)域尤其是無人配送行業(yè)有著重大的應(yīng)用價值?!笆奈濉北尘跋碌摹靶禄ā睉?zhàn)略布局總依托2020 年 3 月,中共中央政治局常務(wù)委員會召開會議,會議指出,要加快 5G 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度。2020 年 4 月,國家發(fā)改委首次明確新型基礎(chǔ)設(shè)施的范圍,國家發(fā)改委相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,初步研究認(rèn)為,新型基礎(chǔ)
30、設(shè)施是以新發(fā)展理念為引領(lǐng),以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動,以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),面向高質(zhì)量發(fā)展需要,提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。同月召開的國務(wù)院常務(wù)會議部署加快推進信息網(wǎng)絡(luò)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),明確“創(chuàng)新投資建設(shè)模式”“以應(yīng)用為導(dǎo)向”等一系列要求。從總體上來看,這些為智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施的部署與無人配送的普及提供了有力保障。為進一步推動無人配送應(yīng)用的開展,當(dāng)下的智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃目標(biāo)的主要實施路徑包括:1)實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略:強化新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃指導(dǎo),完善政策環(huán)境,支持構(gòu)建多元化的無人配送示范和應(yīng)用場景,加強前瞻性、引導(dǎo)性的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新,夯實發(fā)展基礎(chǔ)。2)推進垂直
31、融合發(fā)展:編制專項規(guī)劃,加強產(chǎn)業(yè)與基礎(chǔ)電信企業(yè)對接,做好綜合平衡和銜接協(xié)調(diào)。在外循環(huán)方面,加強資源整合和共建共享,促進協(xié)同融合,提高資源要素配置效率。在內(nèi)循環(huán)方面,打造高質(zhì)量園區(qū)網(wǎng)絡(luò),引領(lǐng) 5G 技術(shù)在垂直行業(yè)的融合創(chuàng)新。無人配送與智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略布局進展“新基建”的推進無人配送提供了必要的基礎(chǔ)支撐,因為無人配送的高效運行離不開配套的智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施支持。在推動基礎(chǔ)設(shè)施部署方面,國家始終堅持“單車智能+網(wǎng)聯(lián)賦能”的發(fā)展戰(zhàn)略。2021 年以來,加快推進新基建的政策暖風(fēng)頻吹,為無人配送的加速發(fā)展開啟了更大空間。2021 年 6 月,國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委、交通運輸部關(guān)于進一步降低物流成
32、本的實施意見,明確提出推動降低物流成本與新基建相結(jié)合,加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)、智慧公路、智慧港口、智慧物流園區(qū)等融合型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推廣運用 5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)。7 月 15 日,國家發(fā)展改革委等 13 部門發(fā)文,支持自動駕駛、自動裝卸堆存、無人配送應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施。8 月 6 日,交通運輸部發(fā)布關(guān)于推動交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見,圍繞智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施和智慧物流建設(shè)做出系列部署。交通運輸部相關(guān)負(fù)責(zé)人日前也表示,無人快遞車在校園等半封閉環(huán)境下發(fā)揮了作用,未來可以把“聰明的路”與“智能的車”結(jié)合起來,加快推進無人快遞車更廣泛的使用,可以納入交通強國試點當(dāng)中。圍繞
33、無人配送,不少地方也提出,支持制造企業(yè)聯(lián)合快遞企業(yè)加快推進制造業(yè)物流技術(shù)裝備智慧化,建設(shè)車路智能協(xié)同系統(tǒng)和智慧物流平臺等等。新基建的全力推進,特別是 5G 技術(shù)的加速應(yīng)用,將全面打通智慧物流閉環(huán)。由中國物流與采購聯(lián)合會與蘇寧物流、江蘇移動等此前聯(lián)合發(fā)布的5G 智慧物流創(chuàng)新示范白皮書指出,在倉儲端,基于 5G 的泛在智能、端-邊-云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)推動物流倉儲環(huán)節(jié)從貨物入庫、揀選、盤點、分揀和發(fā)貨等操作可實現(xiàn)物流倉儲環(huán)境全面數(shù)據(jù)化、可視化和智慧化。在物流運輸配送環(huán)節(jié),全自動的實現(xiàn)需結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛系統(tǒng)的使用,5G 技術(shù)讓無人配送服務(wù)的研究和落地提供了鏈路保障、計算能力等,打通了車載終端設(shè)備的互聯(lián)。工
34、信部將加快發(fā)布實施智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試與示范應(yīng)用管理規(guī)范(試行),支持行業(yè)機構(gòu)和企業(yè)在更大范圍內(nèi)進行道路測試,開展多種場景包括無人配送場景下的示范應(yīng)用,進一步推動數(shù)據(jù)共享、結(jié)果互認(rèn),鼓勵探索商業(yè)化發(fā)展模式。表 1-1 戰(zhàn)略指引下的無人配送試運營現(xiàn)狀企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品代表車型試運營城市具體場景京東物流第五代智能快遞車北京、天津、蘇州、常熟、瓊海、無錫等京東快遞、外賣、商品代買、外賣快遞代取美團魔袋 20北京買菜/外賣阿里巴巴小蠻驢杭州、上海、成都、北京菜鳥快遞新石器X3廈門、上海、北京、蘇州餐飲零售白犀牛無人配送車北京、上海生鮮零售行深智能絕地 3000H長沙、武漢、蘇州快遞外賣一清創(chuàng)新夸父淄博、蘇州
35、生鮮物流為促進無人配送一體化的深度應(yīng)用,相關(guān)部門正在積極制定與智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施部署相關(guān)的各項政策,為未來五年的基礎(chǔ)設(shè)施部署提供明確的戰(zhàn)略指引。在新發(fā)布的交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案(20212025 年)中明確指出,“到 2025 年,打造一批交通新基建重點工程,形成一批可復(fù)制推廣的應(yīng)用場景,制修訂一批技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,促進交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與運輸服務(wù)網(wǎng)、信息網(wǎng)、能源網(wǎng)融合發(fā)展?!笨梢姡S著國家戰(zhàn)略的明確指引與合理規(guī)劃,無人配送服務(wù)將逐漸實現(xiàn)廣泛的群眾覆蓋,在交通基礎(chǔ)設(shè)施運行效率與安全水平逐步提升的基礎(chǔ)上,邁向高質(zhì)量發(fā)展。第二章 無人配送設(shè)備及技術(shù)介紹無人配送設(shè)備室外無人配送車室外無人配送解決
36、方案由無人配送車、車輛運營監(jiān)控平臺、配送訂單平臺化服務(wù)、車輛量產(chǎn)質(zhì)檢工具等產(chǎn)品組成,以高級別自動駕駛能力為核心基礎(chǔ),包含自動駕駛算法及在線架構(gòu)、自動駕駛高精度地圖、自動駕駛仿真云平臺、自動駕駛傳感器套件及車輛、自動駕駛主動安全算法和硬件等。通過模塊化組合形成城市、園區(qū)、樓宇無人配送解決方案,并服務(wù)于末端快遞配送、商超社區(qū)服務(wù)、校園配送、園區(qū)配送、外賣、買菜、閃購等場景。室外無人配送車由于需要處理天氣因素、地面復(fù)雜的障礙物或交規(guī)信息以及高速移動的車輛、人群等,把重點放在傳感器覆蓋度,如何在現(xiàn)有的交規(guī)體系下實現(xiàn)無人駕駛,包括識別車道線、識別人、做提前的預(yù)判加減速等。圖 2-1 室外無人配送設(shè)備室內(nèi)
37、無人配送機器人當(dāng)前室內(nèi)無人配送機器人主要應(yīng)用于酒店、商場等公共建筑內(nèi),也有部分開始進入寫字樓。室內(nèi)和室外本質(zhì)上是同一套技術(shù)框架,都是通過傳感器感知環(huán)境、定位導(dǎo)航然后做到避讓和自主行駛。但室內(nèi)需要解決兩大技術(shù)難點,1)靠自身傳感器如何做到穩(wěn)定可靠的定位和導(dǎo)航:GPS 在室內(nèi)是無效的,在沒有全局定位的參考下,需要靠自己的傳感器定位;2)安全和效率的平衡:室內(nèi)無人配送與人是零距離接觸的,需要保證較高安全性,與此同時還要保證機器人能夠開展高效的服務(wù)工作。目前室內(nèi)無人技術(shù)主要通過感知、計算、執(zhí)行三大模塊來實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的定位和導(dǎo)航,以及安全和高效的工作。圖 2-2 室內(nèi)無人配送設(shè)備無人驛站無人驛站主體為自
38、動化立體倉庫,驛站本身占地面積小,容量大,可以滿足整個社區(qū)用戶快遞臨時存儲需求。同時無人驛站設(shè)計有可供室外無人配送車停放、充電的車庫以及可將快遞自動放入/取出室外無人配送車的裝置。用戶可自行到驛站取貨,亦可隨時預(yù)約無人配送車送貨上門。無人驛站真正意義上實現(xiàn)無人值守,有效解決末端配送難的問題,顯著提升服務(wù)質(zhì)量。無人驛站在物流系統(tǒng)中不僅提供快遞代收件,也是社區(qū)內(nèi)的物流最末端中轉(zhuǎn)站。一方面可對接上游物流的批量配送方式以降低成本,另一方面可滿足每個客戶的時間和服務(wù)需求。另外,無人驛站不僅可提供快遞物流服務(wù),也可拓展為電商社區(qū)倉、生鮮蔬菜倉、以及其他各類服務(wù)的物流節(jié)點。全自動化的設(shè)計不但能提供 7*24
39、 小時服務(wù),且降低了運營的人工成本,更適應(yīng)未來勞動力逐漸減少的趨勢。無人配送設(shè)備的相關(guān)技術(shù)無人配送設(shè)備的設(shè)計,既是基于現(xiàn)有空間設(shè)計規(guī)范,同時也是基于運送物品的需求。了解目前無人配送的室內(nèi)外自動駕駛相關(guān)技術(shù),將更有助于提供支持無人配送的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計方案。定位和地圖室外在無人配送車作業(yè)過程中,準(zhǔn)確的車輛定位信息是環(huán)境感知、路徑規(guī)劃和地圖制作的基礎(chǔ)需求,通常要求定位精度達到 10 厘米量級。如果定位出現(xiàn)較大偏差,車輛在無人駕駛時便會出現(xiàn)偏航等異常行為,嚴(yán)重影響車輛行駛路徑的準(zhǔn)確性和行車安全性。高精度地圖需要專業(yè)的采集和制作,相關(guān)實施公司需要具有高精度地圖服務(wù)資質(zhì)。對于園區(qū)路況要求,地面平整,周邊建筑
40、已建設(shè)完成的園區(qū)。同時,由于直接關(guān)系到車輛行駛安全性,無人配送車對定位的可靠性有很高的要求,要求車輛在所有路段,各種復(fù)雜環(huán)境下都能提供高頻、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的實時定位信息。任何路段的定位精度不達標(biāo)都無法滿足無人駕駛的上路要求。當(dāng)前的定位技術(shù)主要包括衛(wèi)星定位、慣性導(dǎo)航定位、激光點云匹配定位和視覺匹配定位等。單一傳感器進行的定位存在其固有的局限性,如:利用視覺技術(shù)來實現(xiàn)定位的技術(shù)路線優(yōu)勢是攝像頭成本較低,但很容易受光照變化和陰影等因素的干擾;激光雷達雖然精度較高且不易被干擾,但依然會受車輛遮擋的影響,而且在某些缺乏幾何特征的環(huán)境中難以定位。因此目前主流的自動駕駛方案都采用兩種或以上融合定位方案。室內(nèi)室內(nèi)
41、柔性化的定位和導(dǎo)航主要通過 SLAM 技術(shù)來實現(xiàn)。SLAM 全稱為 Simultaneous localization and mapping(同步定位與地圖構(gòu)建)。SLAM 通過傳感器獲取的信息來進行當(dāng)前位姿的推算、軌跡估計與環(huán)境建圖,相比傳統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、路標(biāo)導(dǎo)航等定位方式,SLAM 技術(shù)的所有算法都是圍繞傳感器收集的信息來展開的。總體來說,SLAM 技術(shù)大致包含了感知、定位、建圖三個過程:1)感知:通過傳感器(激光雷達或視覺傳感器)來獲取周圍環(huán)境的信息;2)定位:通過傳感器實時獲取自身位置及姿態(tài);3)建圖:根據(jù)自身位置及傳感器獲取的信息,描述出當(dāng)下所在環(huán)境的地圖。根據(jù)不同的傳感器
42、,可分為激光 SLAM 和視覺 SLAM:激光 SLAM:激光雷達可對周圍物體實現(xiàn)全方位掃描測距,其采集到的物體信息會呈現(xiàn)出一系列分散的、具有準(zhǔn)確角度和距離信息的點,被稱為點云。通常激光 SLAM系統(tǒng)通過對不同時刻兩片點云的匹配與比對,計算激光雷達相對運動的距離和姿態(tài)的改變,也就完成了對自身的定位。視覺 SLAM:隨著計算機視覺的迅速發(fā)展,視覺 SLAM 因為攝像頭成本低、且收集的信息量大、適用范圍廣等優(yōu)點受到關(guān)注。為避免視覺 SLAM 中的累計誤差以及陀螺儀本身的累計誤差,造成的實用化比較苛刻的情況,建議考慮基于融合 UWB 的視覺 SLAM 的室內(nèi)定位與導(dǎo)航方法,通過 UWB 定位和視覺
43、SLAM 掃描建立室內(nèi)定位地圖,可以通過計算公式和算法準(zhǔn)確計算出無人配送設(shè)備的最優(yōu)位置估計。然而單一傳感器無法處理諸如紋理少等復(fù)雜環(huán)境,且 SLAM 是軟硬結(jié)合系統(tǒng),硬件帶來的算力、傳感器同步、定位精度等問題軟件無法解決。在此基礎(chǔ)上又形成了 1)多傳感融合 SLAM 方案,即把多種傳感器混合在一起,包含激光雷達、相機、慣性傳感器、GPS 等;2)多特征融合 SLAM 系統(tǒng),相較于單一采用點特征,多特征融合利用環(huán)境中不變的線、面等多種特征做到對環(huán)境進行更為完整的描述;3)語義 SLAM 系統(tǒng),提取圖像、點云中的語義信息,并對此進行描述從而認(rèn)知環(huán)境,實現(xiàn)對自身的定位并建圖。結(jié)合多傳感器、多特征基元
44、和幾何語義,打造了多源融合的 SLAM 方案。感知室外環(huán)境感知是無人車與外界環(huán)境信息交互的關(guān)鍵,相機、雷達、定位導(dǎo)航系統(tǒng)等為無人車提供大量的周邊環(huán)境及自身狀態(tài)數(shù)據(jù),只有感知到周圍的行人、車輛以及突發(fā)狀況,才能為后面規(guī)劃線路。感知系統(tǒng)以激光雷達與相機為主要傳感器,輔以高精度地圖、高精度定位等信息,實現(xiàn)車身 360 度全方位場景理解與目標(biāo)檢測跟蹤。感知系統(tǒng)從車端裝載的多種傳感器(攝像頭,激光雷達,毫米波雷達)接收多模態(tài)輸入信號,利用 AI 深度學(xué)習(xí)和計算機視覺的方法對多模態(tài)的傳感器信號進行融合處理,實現(xiàn)對場景中障礙物及交通信號燈的檢測、識別、跟蹤,路面可行駛區(qū)域的分割,然后將這些信息發(fā)布給下游的規(guī)
45、劃控制模塊。以某公司自主研發(fā)的無人配送車為例,感知系統(tǒng)包括目標(biāo)檢測與跟蹤模塊、場景理解模塊等。目標(biāo)檢測與跟蹤模塊負(fù)責(zé)對行駛環(huán)境中的交通參與者及其運動狀態(tài)進行檢測與認(rèn)知,包括機動車、非機動車、行人等。通過結(jié)合激光雷達點云信息與相機圖像信息,檢測模塊采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)準(zhǔn)確識別目標(biāo)的三維空間位置、大小、朝向等信息;多目標(biāo)融合跟蹤模塊通過建模、預(yù)測、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等技術(shù),對多個模塊輸出的檢測結(jié)果進行特征融合,實現(xiàn)動靜態(tài)障礙物連續(xù)幀跟蹤。場景理解模塊基于激光雷達點云數(shù)據(jù)與相機圖像數(shù)據(jù),通過對場景進行精細(xì)化分割,并結(jié)合高精度地圖信息,實現(xiàn)特殊場景分類,如雨雪霧天氣場景等,和長尾障礙物檢測,如重型卡車、三輪車、低矮
46、障礙物等。交通信號燈模塊基于車輛實時定位、高精地圖中信號燈信息、相機傳感器數(shù)據(jù)等,通過車輛投影、位置匹配、檢測分類等技術(shù),實現(xiàn)對交通信號燈狀態(tài)的識別。此外,為了充分利用各傳感器的優(yōu)勢、彌補不足,還開發(fā)了一整套車輛傳感器全自動標(biāo)定系統(tǒng),從而將激光雷達與相機數(shù)據(jù)進行融合,使環(huán)境感知信息更豐富。全自動標(biāo)定系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)激光雷達外參標(biāo)定、相機內(nèi)外參標(biāo)定等功能,并在線監(jiān)測標(biāo)定關(guān)系變動,確保車輛整體標(biāo)定關(guān)系正確。該技術(shù)對于透明材質(zhì)的圍擋,隱形網(wǎng)圍欄可能使用上具有局限性,具體需要技術(shù)測評。室內(nèi)室內(nèi)場景種類較多,隨著機器人的應(yīng)用場景越來越垂直,面對商業(yè)寫字樓內(nèi)復(fù)雜多變的環(huán)境,單靠某一個傳感器來實現(xiàn)對環(huán)境的感知并
47、不可靠,需要增加多類傳感器,互相彌補各自性能上的缺陷,將多類傳感器的數(shù)據(jù)融合,計算當(dāng)前機器人實時狀態(tài)下的周圍環(huán)境情況,以便在導(dǎo)航規(guī)劃中,增加各個傳感器之間的信息互通,提高整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)健性,增強數(shù)據(jù)的可信度,提高精度,擴展系統(tǒng)的時間、空間覆蓋率,增加系統(tǒng)的實時性和信息利用率等。決策與控制要實現(xiàn)配送車的智能化,穩(wěn)定、可靠且高精度的決策規(guī)劃控制模塊是必不可少的部分。以某公司自主研發(fā)的無人配送車為例,規(guī)劃控制模塊的功能如下:車輛接收到配送任務(wù)后,基于高精地圖信息,搜索一條從車輛當(dāng)前位姿到目標(biāo)配送點的全局最優(yōu)行駛路線;車輛沿著該全局路徑行進過程中,會實時根據(jù)車輛當(dāng)前狀態(tài)下的周圍道路信息(包括所有
48、道路交通參與者、道路標(biāo)識、路口紅綠燈狀態(tài)等信息)做出安全可行的決策(包括繞行、加速、減速、停車等);車輛安全到達目標(biāo)配送點后,會向服務(wù)端上報已到達信息。無人配送車決策規(guī)劃過程中需要結(jié)合高精地圖信息,車輛在行進過程中,在高精地圖中實時查詢車道信息、停止線信息、路口信息、紅綠燈信息、人行道信息及各種限速信息等,實時協(xié)助車輛做出安全可行的駕駛決策。為了實現(xiàn)配送車更加智能化,決策規(guī)劃部分設(shè)計了一套支持多場景的系統(tǒng)架構(gòu),可以根據(jù)需求添加相應(yīng)場景對應(yīng)的決策規(guī)劃算法解決方案,實現(xiàn)多場景解耦式并行開發(fā)。車輛在自主行駛過程中,會根據(jù)當(dāng)前位姿、周圍障礙物分布情況,自主從場景集中選取對應(yīng)的應(yīng)對方案并執(zhí)行。線控底盤室
49、外電動無人車線控底盤主要有五大系統(tǒng),分別為線控轉(zhuǎn)向、線控制動、線控?fù)Q擋、線控油門、線控懸掛。其中線控轉(zhuǎn)向和制動則是面向自動駕駛執(zhí)行端方向最核心的產(chǎn)品,技術(shù)難度最高。從執(zhí)行端來看,線控油門、線控?fù)Q擋、線控空氣懸掛雖然技術(shù)都比較成熟,但最為關(guān)鍵的轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)目前還沒有一套可以適用于 L4 駕駛的穩(wěn)定的量產(chǎn)產(chǎn)品。此外,針對電動無人配送車定制化開發(fā)的線控底盤,還需要集成動力電池、電池管理系統(tǒng)、安全防撞設(shè)備、急停模塊、燈光控制系統(tǒng)、動力電機等設(shè)備。室內(nèi)室內(nèi)服務(wù)機器人在運動控制上主要采用伺服輪轂電機。1)在電機速度較快的情況下輪轂電機能平穩(wěn)地運轉(zhuǎn),但是在低速控制下,電機轉(zhuǎn)矩小且不穩(wěn)定。為實現(xiàn)低速場景下的
50、大轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定運行與機器人的精準(zhǔn)控制,伺服輪轂電機應(yīng)運而生。2)編碼器可提供位置、角度、電機運行速度、距離等信息,并反饋到控制器,控制器通過計算脈沖數(shù)量確定當(dāng)前位置,實現(xiàn)對運行速度、距離、位置的精準(zhǔn)控制。3)矢量控制算法可通過調(diào)整變頻器的輸出頻率、輸出電壓的大小及角度,輸出額定轉(zhuǎn)矩并進行快速加減速。C-V2X 技術(shù)V2X 是車輛對外界信息交互以及一系列車載通信技術(shù)的總稱,實現(xiàn)車輛與一切可能影響車輛的實體進行信息交互,減少事故發(fā)生,減緩交通擁堵,降低環(huán)境污染以及提供其他信息服務(wù)。其中 V 代表車輛,X 代表任何與車交互信息的對象,當(dāng)前 X 主要包含車、人、交通路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)。V2X 有兩個核心設(shè)
51、備,一個是裝載在車輛上的 OBU,另一個是部署在路側(cè)的 RSU。車輛可以通過自身的 OBU 與周圍其他車輛的 OBU 以及 RSU 建立通信連接,獲取周圍的車輛信息和路況信息;車輛也可以通過自身的 OBU 與公眾移動通信網(wǎng)建立通信連接,獲取所需的信息服務(wù)。V2X 通信技術(shù)是車路協(xié)同實現(xiàn)環(huán)境感知的重要技術(shù)之一,與傳統(tǒng)車載激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、超聲波等車載感知設(shè)備優(yōu)勢互補,為智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供雷達無法實現(xiàn)的超視距和復(fù)雜環(huán)境感知能力。V2X 通信通過和周邊車輛、道路、基礎(chǔ)設(shè)施進行通信,從時間、空間維度擴大了車輛對交通與環(huán)境的感知范圍,能夠提前獲知周邊車輛操作信息、交通控制信息、擁堵預(yù)測信息、視
52、覺盲區(qū)等周邊環(huán)境信息。可見,V2X 的應(yīng)用能夠增強環(huán)境感知能力、降低車載傳感器成本、使能多車信息融合決策。國際上主流的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)有 DSRC 和 C-V2X 兩條技術(shù)路線。由于國內(nèi)在IEEE 802.11p 系列技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面缺乏核心知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及優(yōu)勢,中國信科(大唐)、華為等中國企業(yè)主導(dǎo)推動具有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的 C-V2X 技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備研發(fā)、產(chǎn)業(yè)合作、應(yīng)用示范等方面已取得主導(dǎo)地位和領(lǐng)先優(yōu)勢,C-V2X已經(jīng)成為全球車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)。V2VV2V 通過專用的無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送車輛速度、位置、駕駛方向、剎車等信息給周圍車輛。依靠信息融合與智能處理技術(shù),
53、周圍車輛的駕駛員收到警告后能夠提前應(yīng)急處置或車輛本身自動采取制動減速等措施,例如車道偏離、自適應(yīng)巡航控制、盲點偵測等。另外,車輛間也可以構(gòu)成一個互動的平臺,實時交換文字、圖片和視頻等信息。V2IV2I 的 I(Infrastructure)是車輛行駛過程中遇到的所有交通基礎(chǔ)設(shè)施,涉及交通攝像頭、信號燈、公交站、立交橋、隧道、交通誘導(dǎo)屏等。V2I 是指車載設(shè)備與交通基礎(chǔ)設(shè)施進行通信,交通基礎(chǔ)設(shè)施也可以獲取附近區(qū)域車輛的信息并發(fā)布各種實時信息。V2PV2P 是指行人、騎行者等弱勢道路使用者通過手機、平板電腦等移動設(shè)備與車載設(shè)備進行通信。V2P 實現(xiàn)車輛對周圍行人或騎行者最近時間的位置、速度、加速度
54、和方向信息進行分析和預(yù)測,描繪出行人或騎行者過去、現(xiàn)在以及將來的行進路線,當(dāng)其剛開始橫穿馬路時,車輛便及時預(yù)測到兩者的行進路線有可能交匯,從而及時降速并避免了可能發(fā)生的事故。V2NV2N 是指車載設(shè)備通過接入網(wǎng)/核心網(wǎng)與云平臺連接,云平臺與車輛之間進行數(shù)據(jù)交互,并對獲取的數(shù)據(jù)進行存儲和處理,提供車輛所需要的各類應(yīng)用服務(wù)。信息融合技術(shù)信息融合(Information fusion)是人類和其他生物系統(tǒng)中普遍存在的一種本能。這種本能通過綜合多種身體器官(例如耳、鼻、喉、四肢等)所感知的信息(例如物體、聲音、氣味、溫度等)與先驗知識,由神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制,經(jīng)過大腦處理之后形成一個完整的認(rèn)知結(jié)果。信息融
55、合技術(shù)(早期稱為數(shù)據(jù)融合技術(shù))源于軍事需求1973 年美國國防部資助開發(fā)的聲納信號理解系統(tǒng),最初是被作為一種戰(zhàn)場態(tài)勢感知技術(shù)而被提出的,類似人體多器官感知數(shù)據(jù)融合,其目標(biāo)是進行多源傳感器數(shù)據(jù)融合(Multi-sensor Data Fusion,MSDF),以便及時、準(zhǔn)確地獲得運動目標(biāo)的狀態(tài)估計,完成對運動目標(biāo)的連續(xù)跟蹤,并提供決策支持。第三章 社區(qū)園區(qū)無人配送智能網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用場景社區(qū)園區(qū)道路設(shè)施社區(qū)園區(qū)道路設(shè)施包括社區(qū)園區(qū)內(nèi)除建筑物以外的道路,以及依托于道路部署的綜合桿、路側(cè)和交通工程等附屬設(shè)施。良好的社區(qū)園區(qū)道路設(shè)施是可以減少自動駕駛車輛的感知識別難度和誤差,是支撐無人配送車高效、安
56、全運行的基礎(chǔ)。社區(qū)園區(qū)出入口控制設(shè)施社區(qū)園區(qū)出入口控制系統(tǒng),應(yīng)確保車輛的進出有據(jù)可查,進出可控,固定車輛快速通過電動擋車器,實現(xiàn)社區(qū)園區(qū)的高效和安全管理。具有車輛信息采集、處理、上傳后端平臺,可實現(xiàn)實時視頻、抓拍圖片顯示、進出抓拍圖片關(guān)聯(lián)、實時報警信息顯示、系統(tǒng)日志顯示、軟件開關(guān)閘、高峰期鎖閘、設(shè)備連接狀態(tài)顯示、報警聯(lián)動等功能,可與無人駕駛車輛通訊,并聯(lián)動開合關(guān)閉。出入口控制系統(tǒng)主要包含刷卡及電動擋車器模塊、遠(yuǎn)距離識別模塊、車牌識別模塊等相關(guān)模塊。圖 3-1 社區(qū)園區(qū)出入口控制系統(tǒng)社區(qū)園區(qū)內(nèi)部道路社區(qū)園區(qū)內(nèi)部道路應(yīng)能滿足無人駕駛車輛運行的相關(guān)要求,道路基礎(chǔ)設(shè)施一般包括道路路面及線形、交通標(biāo)志、
57、交通標(biāo)線、交通信號燈等交通信號以及 LED 顯示屏、隔離護欄、示警樁、減速防撞等安全防護設(shè)施等。圖 3-2 社區(qū)園區(qū)內(nèi)部道路設(shè)施組成道路路面應(yīng)保持平整,無坑洼或破損;社區(qū)園區(qū)道路線形應(yīng)避免大坡度,坡度不宜大于 7。交通標(biāo)線優(yōu)先采用高反射性能的標(biāo)線材料和凸起路標(biāo)等,實現(xiàn)發(fā)光、反光等不同應(yīng)用場景下的特性,便于無人配送車輛在陰雨、霧霾等天氣下的識別。由于淺色路面標(biāo)線對比度低,不易被識別,適應(yīng)無人配送道路的實體交通標(biāo)線宜設(shè)置在黑色瀝青路面上,當(dāng)路面為混凝土路面或淺色路面時,應(yīng)采用增加標(biāo)線對比度的措施。圖 3-3全天氣下高反光性能標(biāo)線交通標(biāo)志應(yīng)具備逆反射性能,有條件優(yōu)先采用主動發(fā)光版面,當(dāng)標(biāo)志環(huán)境表明照
58、度較低時,標(biāo)志板面光源應(yīng)能自動開啟,宜采用面板顯示主動發(fā)光交通標(biāo)志,提升無人配送車輛在低能見度下的識別準(zhǔn)確性。圖 3-4 在霧霾、陰雨天氣具有高顯示性能在實體交通標(biāo)志標(biāo)線基礎(chǔ)上可配置數(shù)字化的交通標(biāo)志標(biāo)線,其主要功能在于將交通標(biāo)志標(biāo)線承載的交通規(guī)則、道路狀態(tài)等信息轉(zhuǎn)化為更易于機器辨識的數(shù)字信息,并以信息化的手段進行發(fā)布或傳輸。社區(qū)園區(qū)內(nèi)部的交叉路口,交通量較大的地方宜設(shè)置信號控制系統(tǒng),無信號控制的路口應(yīng)具有明確的交通組織流線,便于自動駕駛車輛識別。社區(qū)園區(qū)內(nèi)部應(yīng)做好無人配送車輛的行駛路線組織和規(guī)劃,線路盡可能固定,客貨分離;且指定路線上應(yīng)盡量避免“動態(tài)”障礙物,如停放的車輛、行人和/或自行車等。
59、為了幫助無人配送車輛平穩(wěn)、按指定路線運行,應(yīng)考慮采取措施抑制路邊停車、行人沖突和自行車,有條件情況看下可考慮采用社區(qū)園區(qū)無人配送專用車道。圖 3-5 社區(qū)園區(qū)專用標(biāo)志標(biāo)線社區(qū)園區(qū)人行密集區(qū)域道路應(yīng)設(shè)置安全隔離設(shè)施,實現(xiàn)人車分離,避讓非機動車需要頻繁制動,導(dǎo)致運行平順性差、能耗高。綜合桿綜合桿為路側(cè)的智能化設(shè)施提供搭載的載體。社區(qū)園區(qū)內(nèi)部綜合桿一般配置包括有智慧屏、路照明設(shè)施、路名標(biāo)識桿、通信設(shè)施設(shè)備、RSU 單元以及感知設(shè)施設(shè)備等,在滿足基本功能的同時承擔(dān)智慧社區(qū)園區(qū)建設(shè)前端感知層的服務(wù)功能。綜合桿一般安裝于人行道或綠植區(qū)域。圖 3-6 具有復(fù)合功能的綜合桿路側(cè)設(shè)施路側(cè)設(shè)施主要是以實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)
60、功能為目的,安裝于社區(qū)園區(qū)道路兩邊的設(shè)施設(shè)備,由監(jiān)測、通信、控制、發(fā)布等組件構(gòu)成的設(shè)施系統(tǒng),應(yīng)滿足不同等級無人駕駛配送車輛的通行需求。可選擇合適的路側(cè)、車道設(shè)施,如路側(cè)立柱、綜合桿、門架等位置部署。根據(jù)實現(xiàn)不同場景的業(yè)務(wù)需求,社區(qū)園區(qū)路側(cè)設(shè)施可實現(xiàn)以下要求:路側(cè)智能設(shè)施應(yīng)具備路側(cè)通信、交通流檢測、交通事件檢測、交通參與者檢測、路面及氣象環(huán)境監(jiān)測等道路交通信息感知檢測功能,優(yōu)先選擇一機多能或感知融合一體化設(shè)備;根據(jù)對時延從高到低的不同應(yīng)用需求,綜合考慮建設(shè)成本,分別選用在桿件、路側(cè)、通信機房或數(shù)據(jù)中心布設(shè) MEC(路側(cè)邊緣計算單元)設(shè)備;路側(cè)智能設(shè)施優(yōu)先安裝在道路已有桿件上,在功能及合規(guī)性滿足的
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