As tecnologias de direção autônoma dependem fortemente da conectividade do veículo, e gerenciar essa interação está se tornando mais importante do que nunca.
Espera-se que a tecnologia de direção autônoma tenha um impacto significativo na Internet dos carros, pois os veículos sem motorista gerarão uma quantidade significativa de tráfego (e os carros receberão mais dados de entrada). O gráfico abaixo é minha previsão de como os veículos autônomos afetarão o fluxo de dados em veículos em rede. Esta previsão é uma visão geral da indústria de internet automotiva e destaca os principais segmentos de mercado. A linha do tempo apresentada também cobre apenas os principais casos de uso para veículos autônomos (embora o prazo para a implantação desses veículos seja um tanto obscuro). O cronograma abaixo é, em minha opinião, bastante otimista.
O gráfico usa códigos de cores para indicar cenários de uso de veículos não tripulados. Os sistemas ADAS (incluindo sistemas Tier 2 e 3) são marcados em preto. Os veículos não tripulados para o transporte de mercadorias são marcados em azul claro e os táxis robóticos em azul escuro. Os caminhões não tripulados são marcados em verde. Veículos não tripulados de rota fixa e veículos pessoais não tripulados são marcados em vermelho. Por fim, algumas questões relacionadas aos casos de uso para veículos autônomos são destacadas em amarelo no lado direito do gráfico.
Cada categoria contém dois blocos - com dados entrando no carro e dados transferidos do carro. Esses blocos representam muitos tipos de dados, todos os quais serão discutidos em detalhes a seguir. Como esperado, os diferentes casos de uso para veículos autônomos serão igualmente importantes para toda a indústria, pois usam tecnologias semelhantes.
Carros com ADAS
As funções dos sistemas ADAS na parte inferior do gráfico já estão começando a influenciar o estado das coisas na indústria. Para carros com sistemas ADAS e funcionalidade de 2 e 3 níveis de autonomia, o fator cibersegurança é especialmente importante, o que aumenta a capacidade do mercado de Internet automotivo. Para veículos com sistemas ADAS, as atualizações de software pelo ar também estão se tornando cada vez mais importantes, pois os relatórios da American Automobile Association exigem melhorias significativas nesses sistemas. Várias atualizações funcionais estão sendo lançadas para sistemas ADAS e, com o tempo, essa direção só se desenvolverá. Este desenvolvimento na indústria indica a seguinte tendência: Os sistemas ADAS serão atualizados com mais freqüência do que as unidades de controle eletrônico.
Também se espera que a quantidade de dados gerados por veículos com sistemas ADAS cresça. Os veículos de nível 2 e 3 requerem informações de tráfego e navegação. Os sistemas Road Experience Management e Roadbook da Mobileye estão se tornando cada vez mais importantes.
Como há uma grande incerteza sobre como os motoristas estão usando os recursos do ADAS, é importante coletar e analisar os padrões de uso dos recursos do ADAS. Esse fator também pode afetar a frequência das atualizações de software.
É provável que os sistemas ADAS modernos tenham suporte para V2X (rede de automóveis) - apesar da batalha entre V2X-DSRC e C-V2X, duas tecnologias de rede de veículos concorrentes. O tempo e o ritmo de implantação desses sistemas não são claros, mas o V2X provavelmente expandirá a gama de casos de uso para a Internet de carros.
Veículos não tripulados para transporte de mercadorias
Uma das consequências da pandemia Covid-19 tornou-se o fato de que o transporte de mercadorias em veículos não tripulados está se tornando um dos principais segmentos do mercado de veículos não tripulados. Existem dois tipos de veículos não tripulados para o transporte de mercadorias: dispositivos que se movem ao longo de calçadas e veículos que circulam em vias públicas. Como esses veículos não têm passageiros, muitas das funções usuais de transporte em rede não são mais necessárias. No entanto, as unidades de controle eletrônico exigirão ampla funcionalidade de rede (especialmente as unidades de controle autodirigidas).
Tudo isso significa que as atualizações OTA (assim como as atualizações de funcionalidade) serão especialmente importantes. Os veículos autodirigidos para o transporte de mercadorias podem ser utilizados pelos operadores de frota, cujos veículos podem regressar regularmente à base (normalmente esta necessidade surge várias vezes ao dia). Nesse caso de uso, as atualizações de segurança podem ser instaladas na estação de manutenção doméstica. As tecnologias sem fio continuarão sendo a espinha dorsal da rede, embora o cabo também possa ser usado para algumas funções.
As questões de cibersegurança também serão muito importantes para as operadoras.
Os dados operacionais de tais veículos são provavelmente da maior importância. São esses dados que podem ser a chave para melhorar o software e o hardware de carros autônomos (por meio de uma análise abrangente).
Os veículos com direção autônoma usarão sistemas de navegação de dados de estradas e mapas para o transporte de mercadorias, e esses dados precisam ser atualizados regularmente. Assim, as atualizações dos dados da estrada serão coletadas por dispositivos de correio não tripulado e essas atualizações serão distribuídas por toda a frota conforme necessário.
Para os clientes desses serviços, os dados sobre quais mercadorias são carregadas no carro e quando serão entregues serão cruciais.
Veículos não tripulados com rotas fixas
A pandemia de Covid-19 impactou negativamente os veículos não tripulados com rotas fixas (e variáveis), pois o compartilhamento de tais veículos se tornou indesejável. A lista de cenários possíveis para a utilização de veículos não tripulados com rotas fixas inclui viagens em áreas fechadas e várias rotas de ônibus. As perspectivas de uso desses carros devem se recuperar (talvez o entendimento dessa norma mude) dentro de um ou dois anos.
A funcionalidade principal dos veículos de rota fixa se sobrepõe à funcionalidade dos dispositivos de entrega. As unidades de controle eletrônico contarão com uma conexão de rede estável e a frequência das atualizações funcionais aumentará significativamente.
Além disso, para cada um dos passageiros de tal carro, a questão da segurança cibernética se tornará aguda - atualizações de software significativas serão necessárias para melhorar a confiabilidade de vários sistemas de segurança (incluindo o software de bordo precisará monitorar cuidadosamente qualquer atividade suspeita).
Os dados operacionais de veículos com rotas fixas terão a maior prioridade - eles serão usados para melhorar a segurança e funcionalidade do software e hardware desses veículos.
Os usuários de veículos em rota não tripulada serão solicitados a acessar dados sobre a disponibilidade e o horário de chegada de tais veículos em tempo real. A precisão desses dados determinará a satisfação do usuário e a frequência de uso do serviço.
Mudanças nos dados das estradas também serão coletadas e registradas, mas neste segmento de mercado elas não são tão importantes devido ao fato de que a viagem será feita em um número limitado de rotas.
Caminhões não tripulados
Como resultado da pandemia Covid-19, há uma grande demanda por serviços para o transporte de várias mercadorias. A situação atual do mercado estimula o investimento na área de caminhões autônomos. A indústria de transporte de carga não tripulada é dividida em diferentes direções: transporte entre centros de transporte, caminhões para áreas fechadas e transporte em rotas fixas.
A conectividade é crítica para caminhões autônomos. Os ECUs desses caminhões exigirão uma conexão sem fio estável e atualizações de recursos e sem fio serão lançadas com frequência.
A segurança cibernética em vários níveis é importante para todos os veículos que dirigem sozinhos - especialmente para caminhões, devido aos danos que podem ser causados por ataques de hackers maliciosos. A maioria dos caminhões autônomos serão frotas de segurança cibernética, variando de uma ampla variedade de softwares de rastreamento de fluxo de trabalho a bordo até centros de operações em nuvem.
Para caminhões autônomos, os dados operacionais de outros veículos autônomos serão muito importantes - eles podem ser a chave para garantir a segurança e a funcionalidade do software e do hardware.
O rastreamento das tendências de segurança ao longo dos anos exigirá dados e análises adicionais sobre a operação de frotas de caminhões autônomas. Esta abordagem é necessária em todos os cenários de veículos autônomos, mas sua implementação é especialmente importante no caso de dispositivos projetados para substituir veículos movidos por humanos. Todos esses dados são necessários para comprovar a segurança de veículos não tripulados em comparação com aqueles dirigidos por uma pessoa - os dados permitirão avaliar várias métricas numéricas, analisar as condições de direção e outros dados semelhantes.
Os dados de saúde da carga e do caminhão são importantes agora, mas serão críticos na cadeia de suprimentos futura (movida por veículos autônomos). No futuro, os requisitos para os detalhes desses dados e a frequência de sua atualização aumentarão.
Robotaxi
A maioria dos testes de táxi robótico foi realizada no início da pandemia Covid-19, depois houve atrasos e cancelamentos de testes. Quase todos os testes do robotáxi foram atendidos por um motorista humano que monitorava a segurança do sistema. Cerca de 5% dos test drives do Phoenix da Waymo foram sem drivers. A lei da Califórnia permite o teste de direção sem motorista, mas requer controle remoto. As autoridades chinesas também estão começando a permitir veículos autônomos sem motorista em algumas regiões do país.
Robotaxi apresenta requisitos muito mais pesados para a operação de uma conexão sem fio, em comparação com veículos não tripulados, que foram discutidos anteriormente. Como em outras áreas da indústria, os eletrônicos de controle de veículos exigem conectividade sem fio de alta velocidade para atualizações de software frequentes e funcionalidade aprimorada.
Além disso, os táxis robóticos precisam de amplos recursos de segurança cibernética. A maior parte dos robotáxis farão parte de frotas que vendem viagens, e esses veículos terão proteções de hardware e software integradas. Os centros de operações em nuvem rastrearão, analisarão e compararão as operações de comunicação de rede para encontrar padrões incomuns para que possam investigar e agir quando necessário.
Espera-se que o Robotaxi ofereça a seus passageiros uma ampla gama de conteúdo - incluindo conteúdo de vídeo que antes não podia ser consumido por motoristas regulares. Esse fenômeno é frequentemente conhecido como "economia do passageiro" - celebra o fato de que o motorista também se tornou um passageiro e pode consumir conteúdo de vídeo. Ao usar o vídeo, os requisitos de largura de banda aumentam significativamente, e o trabalho sobre esta questão começará no campo do robotaxi após o início da implantação dos serviços.
Mobileye's Roadbook é um roteiro alinhado (Fonte: Mobileye)
Os dados operacionais serão especialmente importantes para a operação de táxis robóticos - eles podem ser obtidos de várias matrizes de dados que surgem durante a operação de frotas de veículos. A análise desses dados pode ser a chave para garantir a segurança e a funcionalidade do hardware e software do robotaxi.
Informações adicionais e análises das operações da frota serão usadas para melhorar os sistemas de segurança dos táxis robóticos por décadas. Esses dados e sua análise serão necessários para provar que os táxis robóticos serão mais seguros do que as empresas de táxi existentes com motoristas humanos. É importante determinar as condições de direção mais adequadas para a operação de táxi robótico. Se a indústria puder determinar quais dados vale a pena rastrear e como usá-los, será possível formular padrões da indústria para analisar e comparar os resultados (bem como os próprios resultados que irão promover a segurança dos veículos autônomos em uma perspectiva global).
Os veículos de teste já estão coletando informações de tráfego e mudanças nas condições das estradas e, à medida que os serviços continuam a ser implantados, esses processos continuam e ganham impulso.
A economia de passageiros, por sua vez, aumentará a necessidade de dados estatísticos sobre o consumo de conteúdo no robotaxi. A questão principal é quais configurações de privacidade o usuário pode controlar.
Veículos pessoais não tripulados
Veículos pessoais não tripulados de 4º nível aparecerão muito em breve, e as perspectivas de seu desenvolvimento e implantação são muito confusas. O melhor cenário é o seguinte: os veículos pessoais não tripulados utilizarão as plataformas de software utilizadas nas frotas robotaxi e serão capazes de fornecer serviços semelhantes para uso pessoal. Assim, os veículos pessoais não tripulados precisarão das mesmas tecnologias de internet automotiva que os táxis robóticos.
A economia de passageiros em carros autônomos será mais avançada do que em táxis robóticos, pois os passageiros passarão mais tempo em tais veículos, o que levará a um consumo de conteúdo mais extenso e maior carga nos canais de comunicação sem fio.
Outros problemas na indústria de veículos não tripulados
Há uma série de desafios no mercado de veículos autônomos, marcados nas caixas amarelas na figura. Todos esses desafios estão relacionados às capacidades de conectividade sem fio de veículos autônomos.
O controle remoto é uma tecnologia que pode ser aplicada em vários casos. Sua essência é que o veículo será controlado remotamente por um operador que verá o que os sensores do veículo veem. Essa tecnologia pode ser usada por um curto período de tempo sob certas condições (ou como uma alternativa no caso de problemas de software). O controle remoto requer uma largura de banda sem fio significativa para transmitir as informações do sensor ao operador.
As conexões sem fio são essenciais para todos os veículos, o que levanta uma questão importante. Alguns veículos não tripulados precisam de um canal de backup para garantir a comunicação a qualquer momento? Há uma pergunta semelhante - o sistema de segurança cibernética precisa de sua própria conexão sem fio para aumentar o nível de segurança? Acredito que a segunda questão pode ser respondida afirmativamente. Um canal sem fio adicional, se necessário, pode ser usado como canal de comunicação de backup para transmissão de dados.
Quase todos os carros vendidos nos Estados Unidos têm uma caixa preta que registra as principais informações da ECU em caso de acidente. No entanto, recuperar esses dados é difícil e caro. Acredito que os dados sobre acidentes envolvendo carros autônomos devem ser armazenados em uma caixa preta e também imediatamente transferidos para uma parte neutra para armazenamento e análise. Esses dados podem ser transmitidos pelas conexões sem fio existentes.
O V2X continua sua jornada na indústria automotiva, apesar da oposição entre o V2X-DSRC e o C-V2X. Os veículos autônomos não exigem suporte V2X, embora essa tecnologia tenha recursos e benefícios de integração muito promissores. O V2X se tornará outro canal para comunicações sem fio com veículos (e outras instalações) à medida que a tecnologia for implementada nos próximos 3-5 anos.
Além disso, qualquer veículo pode aproveitar os dados do fluxo de tráfego e se beneficiar deles, o que será ainda mais significativo com o V2X. Existe a possibilidade (ou probabilidade) de que os veículos autônomos sejam capazes de interagir com os sistemas de gerenciamento de tráfego - pelo menos em nível local ou regional? Se possível, essa tecnologia será implementada em 10, 15 anos ou no futuro?
Finalmente, vamos dar uma olhada em mais algumas perguntas para expandir a internet de carros. A primeira pergunta é quando aparecerão os padrões para veículos não tripulados , quantos serão e a que níveis eles se referem?
As cidades inteligentes usam dados de carros conectados, mas big data de vários casos de uso de veículos autônomos serão ainda mais úteis. Eles vão entregar resultados que irão melhorar a produtividade de todo o transporte urbano. Quantos dados são necessários para isso e quando essa interação será organizada?
Veículos autônomos geram enormes quantidades de dados - especialmente de sensores em lidars, radares e câmeras. A maioria dos dados do sensor tem vida curta e nunca sai do veículo. Surge a pergunta: que parte dos dados dos sensores será enviada do carro para a nuvem? Acredito que seja muito pequeno, mas a quantidade total desses dados ainda será grande.
Assim, surge outra questão. O armazenamento de dados é freqüentemente usado como um meio-termo com a transmissão sem fio devido a questões de custo. A memória dos dispositivos que armazenam dados é apagada após a conexão com uma rede com ou sem fio. Eu acho que a memória de bordo em carros autônomos será usada para armazenar temporariamente a maioria dos dados vindos dos sensores.
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