¿Qué hay en C-V2X (Vehículo a Todo) (6)?

Soluciones de integración C-V2X: Las soluciones de integración del sistema C-V2X PC5 basado en la red 5G actualmente incluyen las siguientes categorías:

• Convertir las señales de control de los semáforos en mensajes internos C-V2X reconocibles por la RSU/OBU para implementar aplicaciones SPAT. Los vehículos autónomos suelen estar equipados con cámaras e inteligencia artificial para reconocer la información de los semáforos. Sin embargo, la precisión del reconocimiento se ve fácilmente afectada por las condiciones climáticas adversas o las obstrucciones. Esta solución mejora la robustez contra cualquier condición que pueda dificultar el reconocimiento visual.

• Utilizar la tecnología de inteligencia artificial, que ha demostrado un excelente rendimiento en múltiples campos, para aplicaciones VRUCW. Las funciones de detección de usuarios vulnerables de la vía y de advertencia de colisión basadas en el aprendizaje profundo se pueden implementar a través de una arquitectura de sistema C-V2X basada en PC5.

• Integrar C-V2X en el sistema de conducción autónoma (ADS) para mejorar la seguridad. El ADS puede monitorear las condiciones de la carretera, detectar problemas potenciales y tomar medidas para evitar accidentes de tráfico. El éxito de estos proyectos sentará una base sólida para el próximo 5G NR-V2X.

I. Integración del sistema de control de semáforos:Para implementar aplicaciones SPAT localmente, se ha diseñado la arquitectura del sistema que se muestra en la Figura 1. La aplicación SPAT C-V2X basada en PC5 se ha lanzado con éxito, donde:

Figura 1. Diagrama de arquitectura de integración del sistema de control de semáforos

• El sistema puede recopilar directamente la información de los semáforos del controlador de semáforos.
• El programa de adquisición de semáforos es responsable de recibir la información de los semáforos en la carretera; esto incluye la fase del semáforo, el color y el tiempo restante, que se envían a la unidad de carretera (RSU).
• La RSU lee esta información y la empaqueta en mensajes de protocolo C-V2X.
• La RSU transmite los mensajes C-V2X a la unidad de a bordo (OBU) a través de la interfaz PC5.
• La unidad de a bordo (OBU) instalada en el vehículo autónomo analiza y filtra esta información, y luego la envía al PC industrial (IPC) del sistema de conducción autónoma para el control de desaceleración o parada.
• La interfaz de usuario (UI) muestra la información técnica C-V2X de forma intuitiva.

II. Integración del sistema de aplicaciones VRUCW: La aplicación C-V2X VRUCW basada en PC5 se muestra en la Figura (2), donde:

Figura 2. Diagrama esquemático del sistema de integración VRUCW

• La aplicación VRUCW puede considerarse un servicio P2I2V (Peatón-Infraestructura-Vehículo). Se deben instalar cámaras IP en el área de la carretera para la monitorización de la línea de visión (LOS) y la no línea de visión (NLOS).
• Utiliza un servidor de IA equipado con una serie de tecnologías de aprendizaje profundo (como CNN (Red Neuronal Convolucional) y SSD (Detector de Disparo Único)). Si algún peatón pasa por el área de cobertura de la cámara, el sistema detectará el objeto.
• El servidor de IA transmite los resultados del análisis, incluido el reconocimiento del objetivo y la predicción del movimiento, a la Unidad de Carretera (RSU), que luego transmite esta información a todas las Unidades de a Bordo (OBU) dentro de su área de cobertura.
• La OBU es responsable de integrar la información del vehículo (como la velocidad, el rumbo y la posición) para determinar si existe riesgo de colisión. Utilizamos un algoritmo de clasificación de objetivos para determinar la dirección del peatón para el cálculo posterior de la probabilidad de una advertencia de colisión.
• Suponiendo que existe un riesgo de colisión entre el peatón y el vehículo, por ejemplo, si la distancia entre ellos es inferior a 50 metros y la velocidad del vehículo supera los 10 km/h, activamos una advertencia de colisión a través del algoritmo.

III. Integración del sistema de conducción autónoma:La integración de C-V2X basado en PC5 con el sistema de conducción autónoma se diseña e implementa actualmente como se muestra en la Figura (3), donde:

Figura 3. Diagrama esquemático del sistema de integración de conducción autónoma

• La Unidad de Carretera (RSU) recibe información del controlador de semáforos o del servidor de IA. Luego transmite esta información dentro de su área de cobertura utilizando un formato de mensaje predefinido.
• La Unidad de a Bordo (OBU) recibe los mensajes transmitidos a través de la comunicación C-V2X basada en PC5.
• La OBU se conecta al PC industrial (IPC) del sistema de conducción autónoma a través del protocolo TCP/IP. La OBU recibe mensajes del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) y de la Red de Área del Controlador (CAN) del vehículo.
• La OBU utiliza algoritmos internos avanzados para determinar si la situación es peligrosa. Luego envía mensajes de advertencia correspondientes al IPC del sistema de conducción autónoma en función de la situación.

En este punto, la tecnología C-V2X se integra en el sistema de conducción autónoma como se esperaba.