車輛中心輸出多項自動駕駛技術,期待建立臺灣產業生態系

作者 | 發布日期 2016 年 10 月 14 日 19:10 | 分類 自駕車 follow us in feedly
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對於台灣的電子廠來說,由於傳統 PC、行動裝置帶動的成長不在,而物聯網還未有突破性成長下,寄望於還未開拓的領域是相當正常的發展方向。財團法人車輛研究測試中心 (Automotive Research & Testing Center, ARTC) 為臺灣汽車品,除了實施新車要在台上市的認證工作以外,也著手研發自動駕駛車輛所需要的各項智慧系統,並技轉給臺灣廠商,期得未來建立完整的生態體系。



一般來說汽車產業以及相關媒體比較熟悉車輛中心,但時代在演進,近來隨著自動駕駛議題被不少科技廠投入心力研發,以智慧車型式出現的汽車消息常常出現在科技媒體上面。科技新報很榮幸獲邀前往車輛中心,來看看有那些可以運用到自動駕駛的技術,並實地體驗五大科研成果。

軟體產業先推出 beta 版本軟體測水溫的慣例,但汽車產業通常不這麼搞,一定確定接近百分之百的安全、可靠才會推出產品。由於汽車發生意外是人命關天的事情,因此汽車相關產品的試驗階段需要的時間相當久,穩定性測試的結果必須要有相當的可靠度才能問世。

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▲ 不論是那一系統,滿布車子內外的感測器都是獲取外面環境資訊的重要工具。

目前車輛中心發展的自動駕駛技術,可以做到 L1~L2 等級的自動駕駛程度,包括將一一為大家介紹:

自動輔助駕駛系統

儘管要到達完全的自動駕駛還有好長一段光景,但是以交通事故成因大都是因人類疲勞而注意力渙散造不幸。不少房車都有的自動緊急煞車(Autonomous Emergency Braking System,AEB System),車輛中心也有研發相關技術。搭配車道跟隨系統(Lane Following System,LFS),維持車輛在車道內行駛,遇緊急狀態提醒駕駛趕緊握好方向盤,甚至是緊急煞車,避免意外發生。

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▲ 車輛中心人員說明他並未操控車子,一切由系統運行。

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▲ 在車輛中心的試車場上,不論是在何種道路狀況,像是在彎道上,系統仍能靠著車子前面的攝影鏡頭,維持在固定的車道上。

 

自動緊急煞車系統

車輛中心在試車道上,駕駛不碰觸方向盤和煞車,直接讓媒體實地體驗車輛中心開發的 AEB 系統,以及車道跟隨系統,讓車輛在道路行駛中,無論直線、轉彎皆能自行維持在車道內,當遇到其他車輛或行人等障礙物出現時,系統將主動介入控制煞車,以減輕事故所造成的傷害,進而達到更安全的行車環境。 實地體驗的結果是當 AEB 系統啟用時,坐前座很驚險,感受到相當強的慣性。

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▲ 前面的車輛帶著試撞部分,測試後車緊急煞車系統是否正常啟用。

智慧車、自動駕駛系統是相當複雜的技術,要驗證安全性也有一套準則標準。而為了讓各家車廠開發的自動駕駛車輛都能符合公認的安全標準,如歐盟新車安全評鑑協會(European New Car Assessment Programme,Euro-NCAP)制定一系列針對自動緊急煞車系統(AEB)測試方式與評分標準,並依據系統在各種使用條件下所展現的防護能力給予客觀驗證評價。車輛中依據現在普遍接受的檢驗標準,已經建置與歐洲同步且符合國際標準之自動緊急煞車系統驗證技術,可實施行人防撞偵測功能測試(AEB Pedestrian)、AEB NCAP主動安全系統驗證技術(AEB City & AEB Inter-Urban)等,可以評估廠商研發之系統效能、分析測試數據,以提供產品驗證及改良建議。

 

無線充電技術

車子上的半導體零組件將會越來越多,傳統的電瓶已經沒辦法滿足越來越多的電力需求,還有裝置之間也得連網,因此就需要無線充電系統及車載網路管理。現行車輛高功率的充電環境又較 3C 產品複雜,經常引發安全疑慮,因此車輛中心所開發出之車用無線充電系統(Wireless Charging System,WCS),便加入金屬異物偵測(Foreign Object Detection,FOD)技術,能即時判斷金屬異物入侵與否,有效中斷無線電力傳輸,並將相關訊息發送至客戶端,避免導電產生安全問題,以提升系統安全性。本系統整合了多項技術,包含整車網路系統、整車控制、電能管理、異物偵測,有效即時反應充電異常狀態,並以「網路診斷」及「網路管理」溝通整車系統,強化系統之智慧及安全性。

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▲ 車輛中心人員說明無線充電系統的運作方式。

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▲ 一般設想的汽車無線充電方式是車子開過去,就能跟地面架設的充電模組配對開始充電。但為了研發、測試上方便操作,無線充電模組轉了 90 度。

停車場域自動輔助駕駛系統協助車子自動進出停車場

很多應該都有進停車場找車位的時候,常常需要不斷轉圈圈找出那裡有空車位,而離開時可能忘了停車的車位在那裡,需要花不少時間找尋車子。停車場域自動輔助駕駛系統就是一以上場景的救星!這套系統匯集六項功夫於一身,能夠讓車子在停車場自動停車,運用超音波與影像之感測技術,整合自動控制、感知辨識及車輛聯網技術,再藉由自動停車系統、車道跟隨系統、車輛定位系統、車輛遠端控制系統、障礙物偵測技術等六項技術功力,讓駕駛者可以透過人手一機的行動裝置,獲得停車位資訊,輕輕一點,即可讓車輛自動尋找車位、停妥車輛;當回到停車場時,再輕輕一點,車輛自動從停車位駛出,駕駛便能夠輕鬆取車,提供駕駛者更為便利的停車環境。

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▲ 測試人員用手機 App 叫車選停車位,就能夠停到對應的停車位。

筆者實際體驗的結果,在車輛中心建築跟建築之間的一般車道,車子能夠被手機 App 叫到定位載人,在路途中成功閃避障礙物,並且成功回到原來上車的地點,車上乘客下車。

 

行人辨識系統

自動駕駛車輛要能上路,一定要能掌握不同方向來車,即時做出決定,避免意外發生。而在台灣以及東南亞國家,機車是相當普遍的交通工具,車子的辨識系統要能識別機車,避免擦撞等狀況發生。車輛中心研發的行人辨識系統,運用機器學習辨識截取的動態影響中的交通工具或行人。目前系統的辨識率以汽車的辨識率最好,而機車、單車、行人(類行人)部分還有待提升。

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▲ 儘管汽車的辨識率相當高,不過在機車或類人形部分,行人辨識系統還得再往上提升。

當然自動車上路,一定要能掌握行人動向。德國研究數據顯示,在行人的車禍事故中,高達 40% 的比率是因駕駛者未察覺到行人,使車輛在未減速的情況下直接衝撞行人,因而讓人員損傷加重。有鑑於影像辨識技術日漸成熟,並且廣泛應用在車輛安全上,因此,車輛在防撞系統的設計上,對於行人的辨識功能也逐漸被重視。歐盟新車安全評鑑協會(European New Car Assessment Programme,Euro-NCAP)公布的測試規範要求,已將自動緊急煞車之行人偵測功能列為2017年的評分項目之一。車輛中心為因應此技術發展趨勢,運用動態偵測範圍技術、行人識別技術發展出行人辨識系統,同步導入開發自動緊急煞車系統(AEB)幫助駕駛者提高車輛附近行人或突發狀況的察覺能力,降低車輛在未減速的情況下直接撞擊行人的意外事故。

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▲ 用在模擬突然出現的行人,測試車子的緊止防煞系統是否會即時啟動。

儘管自動駕駛車輛的目標很簡單,就是要人不用費心開車,專心享受交通工具來往的樂趣。但從車輛中心研發的五大技術來看,每一項技術看似達成的目標很簡單,卻是得經過不斷測試改進後,卻認能運行而且能確保車內人的安全才能推出,進而技轉給國內廠商。對科技媒體來說車輛中心是相當陌生的單位,但在自動駕駛和智慧車的議題中也有一席之地。我們也期待車輛中心驗證與研發,領導國內廠商能在自動駕駛、智慧車的浪潮下乘風破浪做出一番成績出來。

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▲ 早期的自動駕駛系統測試時必須有圖中的關閉系統,切換為人工駕駛的功能,如今透過直接操作方向盤就能切換成人工操作了。

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