چه چیزی در C-V2X وجود دارد؟

راه‌حل‌های یکپارچه‌سازی C-V2X: راه‌حل‌های یکپارچه‌سازی سیستم C-V2X PC5 مبتنی بر شبکه 5G در حال حاضر شامل دسته‌های زیر است:

• تبدیل سیگنال‌های کنترل چراغ راهنمایی به پیام‌های داخلی C-V2X قابل تشخیص توسط RSU/OBU برای پیاده‌سازی برنامه‌های SPAT. وسایل نقلیه خودران معمولاً به دوربین‌ها و هوش مصنوعی مجهز هستند تا اطلاعات چراغ راهنمایی را تشخیص دهند. با این حال، دقت تشخیص به راحتی تحت تأثیر شرایط نامساعد آب و هوایی یا موانع قرار می‌گیرد. این راه‌حل، مقاومت در برابر هر شرایطی را که ممکن است مانع از تشخیص بصری شود، افزایش می‌دهد.

• استفاده از فناوری هوش مصنوعی، که عملکرد عالی را در زمینه‌های متعدد نشان داده است، برای برنامه‌های VRUCW. عملکردهای تشخیص کاربران آسیب‌پذیر جاده و هشدار برخورد مبتنی بر یادگیری عمیق را می‌توان از طریق معماری سیستم C-V2X مبتنی بر PC5 پیاده‌سازی کرد.

• یکپارچه‌سازی C-V2X در سیستم رانندگی خودران (ADS) برای افزایش ایمنی. ADS می‌تواند شرایط جاده را نظارت کند، مشکلات احتمالی را تشخیص دهد و برای جلوگیری از تصادفات رانندگی اقداماتی انجام دهد. موفقیت این پروژه‌ها، پایه و اساس محکمی را برای 5G NR-V2X آینده ایجاد خواهد کرد.

I. یکپارچه‌سازی سیستم کنترل چراغ راهنمایی:برای پیاده‌سازی برنامه‌های SPAT به صورت محلی، معماری سیستم نشان داده شده در شکل 1 طراحی شده است. برنامه SPAT C-V2X مبتنی بر PC5 با موفقیت راه‌اندازی شده است، که در آن:

شکل 1. نمودار معماری یکپارچه‌سازی سیستم کنترل چراغ راهنمایی

• سیستم می‌تواند مستقیماً اطلاعات چراغ راهنمایی را از کنترل‌کننده چراغ راهنمایی جمع‌آوری کند.
• برنامه جمع‌آوری چراغ راهنمایی مسئول دریافت اطلاعات چراغ راهنمایی کنار جاده است. این شامل فاز چراغ راهنمایی، رنگ و زمان باقی‌مانده است که همگی به واحد کنار جاده (RSU) ارسال می‌شوند.
• RSU این اطلاعات را می‌خواند و آن را در پیام‌های پروتکل C-V2X بسته‌بندی می‌کند.
• RSU پیام‌های C-V2X را از طریق رابط PC5 به واحد روی برد (OBU) پخش می‌کند.
• واحد روی برد (OBU) نصب شده در وسیله نقلیه خودران این اطلاعات را تجزیه و فیلتر می‌کند و سپس آن را به رایانه صنعتی (IPC) سیستم رانندگی خودران برای کنترل کاهش سرعت یا توقف ارسال می‌کند.
• رابط کاربری (UI) اطلاعات فنی C-V2X را به روشی شهودی نمایش می‌دهد.

II. یکپارچه‌سازی سیستم برنامه VRUCW: برنامه VRUCW C-V2X مبتنی بر PC5 در شکل (2) نشان داده شده است، که در آن:

شکل 2. نمودار شماتیک سیستم یکپارچه‌سازی VRUCW

• برنامه VRUCW را می‌توان یک سرویس P2I2V (عابر پیاده-زیرساخت-وسیله نقلیه) در نظر گرفت. دوربین‌های IP باید در منطقه جاده برای نظارت در خط دید (LOS) و خارج از خط دید (NLOS) نصب شوند.
• از یک سرور هوش مصنوعی مجهز به مجموعه‌ای از فناوری‌های یادگیری عمیق (مانند CNN (شبکه عصبی کانولوشن) و SSD (تشخیص‌دهنده تک شات)) استفاده می‌کند. اگر عابری از منطقه پوشش دوربین عبور کند، سیستم شیء را تشخیص می‌دهد.
• سرور هوش مصنوعی نتایج تجزیه و تحلیل، از جمله تشخیص هدف و پیش‌بینی حرکت، را به واحد کنار جاده (RSU) منتقل می‌کند، که سپس این اطلاعات را به تمام واحدهای روی برد (OBUs) در منطقه پوشش خود پخش می‌کند.
• OBU مسئول ادغام اطلاعات وسیله نقلیه (مانند سرعت، جهت و موقعیت) برای تعیین وجود خطر برخورد است. ما از یک الگوریتم طبقه‌بندی هدف برای تعیین جهت عابر پیاده برای محاسبه بعدی احتمال هشدار برخورد استفاده می‌کنیم.
• با فرض وجود خطر برخورد بین عابر پیاده و وسیله نقلیه، به عنوان مثال، اگر فاصله بین آنها کمتر از 50 متر باشد و سرعت وسیله نقلیه بیش از 10 کیلومتر در ساعت باشد، ما از طریق الگوریتم یک هشدار برخورد را فعال می‌کنیم.

III. یکپارچه‌سازی سیستم رانندگی خودران:یکپارچه‌سازی C-V2X مبتنی بر PC5 با سیستم رانندگی خودران در حال حاضر به صورت نشان داده شده در شکل (3) طراحی و پیاده‌سازی شده است، که در آن:

شکل 3. نمودار شماتیک سیستم یکپارچه‌سازی رانندگی خودران

• واحد کنار جاده (RSU) اطلاعات را از کنترل‌کننده چراغ راهنمایی یا سرور هوش مصنوعی دریافت می‌کند. سپس این اطلاعات را در منطقه پوشش خود با استفاده از یک قالب پیام از پیش تعریف شده پخش می‌کند.
• واحد روی برد (OBU) پیام‌های پخش شده را از طریق ارتباط C-V2X مبتنی بر PC5 دریافت می‌کند.
• OBU از طریق پروتکل TCP/IP به رایانه صنعتی (IPC) سیستم رانندگی خودران متصل می‌شود. OBU پیام‌های سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی (GNSS) و شبکه کنترل‌کننده (CAN) را از وسیله نقلیه دریافت می‌کند.
• OBU از الگوریتم‌های داخلی پیشرفته برای تعیین خطرناک بودن وضعیت استفاده می‌کند. سپس پیام‌های هشدار مربوطه را بر اساس وضعیت به IPC سیستم رانندگی خودران ارسال می‌کند.

در این مرحله، فناوری C-V2X همانطور که انتظار می‌رود در سیستم رانندگی خودران ادغام شده است.