〈工業技術資訊月刊〉車電展大秀國人自駕技術

※來源:工研院
(圖片:AFP)
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智能移動、車聯共享

資通訊科技的導入,為汽車產業帶來翻天覆地的變化,電動車、自駕車技術呈現跳躍性進展,在各大車廠、資通訊巨擘競相投入下,汽車電子市場熱鬧滾滾。「台北國際車用電子展」4 月底登場,共 1,340 家廠商參展,吸引超過 7,000 人參觀,工研院研發的自駕車首度參展,整合多項智慧駕駛功能,成為展中矚目焦點。 

工研院研發的自駕車首度亮相,不僅成為展中焦點,更宣布與新竹市政府簽約,由新竹市政府開放路權,讓自駕車在南寮上路。
工研院研發的自駕車首度亮相,不僅成為展中焦點,更宣布與新竹市政府簽約,由新竹市政府開放路權,讓自駕車在南寮上路。

想像一下,某個與朋友聚會酣唱後的深夜,只要對著手機輕輕呼喚,幾分鐘後,一部自駕車穿過大街小巷,避開行人與壅塞道路,來到你的跟前。這樣的場景指日可待,甫落幕的「台北國際車用電子展」中,國人自主研發的自駕車首次現身,可突破天候與日夜限制,具備辨識車道、行人、號誌功能,車距控制、車輛跟隨也都難不倒它。 

日本市場研調機構富士總研(Fuji Chimera Research Institute, Inc.)報告指出,2019 年,在美國、墨西哥、加拿大與及中國市場需求顯現下,全球自駕車市場熱度升高;預計 2020 年,全球 L3 級以上自駕車銷售量為 18 萬台,市場正式起飛;到了 2040 年,全球新車市場將有三分之一具備 L3 級以上的自駕能力,相關零組件需求快速成長。 

根據國際汽車工程師學會的定義,將駕駛從 L0 到 L5,共分為 6 個等級:L0 是完全由駕駛人操控;L1 大部分需要駕駛人操控,系統偶爾幫忙輔助控制車距;L2 是汽車部分自動,系統有多項駕駛輔助功能,但仍需由駕駛人主控車輛;L3 已邁入自動駕駛的門檻,系統具有辨識環境的能力,駕駛人可在特定情境下放手讓車自己開,並適當進行干涉;L4 的汽車是高度自動駕駛,在條件許可下可讓系統完全自駕,駕駛不一定要介入操控;L5 是在任何情況下,皆可由自駕系統完全操控。 

經濟部技術處處長羅達生表示,決定自駕車技術的感知、決策、控制三大系統以及整車基礎材料發展,均可看見台灣業者的用心著力。從數據看,台灣廠商確實充滿活力,2018 年台灣汽車零配件出口金額創下 70 億美元佳績,面對蓬勃成長的自駕車商機,緊扣物聯網(IoT)、人工智慧(AI)及 5G 等尖端技術的台灣廠商實力絕對足夠。 

產官學研攜手 打造台灣自駕產業鏈

台灣車輛移動研發聯盟(Mobility Taiwan Auto Research Consortium)主委,同時也是工研院機械與機電系統研究所所長胡竹生指出,自駕車是系統性的技術,mTARC 整合了車輛研發法人、資通訊研發法人、產業公會與業者平台,一起為台灣自駕技術與產業供應鏈而努力。本次台灣車輛移動研發聯盟於車電展秀出的 23 項技術,包括自動化(Automated)、聯網化(Connected)、電動化(Electrified)及服務化(Serviced)等智慧駕駛全方位解決方案,未來商機可期。 

開放場域的實驗運行,也是攸關自駕車發展的關鍵,工研院在車電展中,也宣布與新竹市政府簽約,由新竹市政府開放路權,讓自駕車在南寮上路。在此之前,該自駕車已在工研院院區內人車混流的道路上,累積超過 2,000 公里測試,藉由在真實道路的測試、行駛及驗證的過程,來增進自駕車的功能與安全性。 

1. 下世代高能量鋰金屬固態電池 跑得更遠更安全

無論是電動車還是自駕車,電池的續航力與安全性是下世代運輸系統的根本。工研院耗時 10 年研發的「高能量鋰金屬固態電池」,克服一般鋰電池容易燃燒爆炸的安全缺失,並將電池能量密度提升至 350Wh/Kg 以上,足足比傳統鋰電池高了 1 倍,續航力更強。 

由於續航力跟安全係數都很高,開拓了這款高能量電池未來應用的領域。應用手機、穿戴式裝置上,裝置使用時間可增加 1 倍,用於電動車、電動機車、電動巴士上,行駛距離可增 1 倍。工研院目前與德國材料廠商、國內電芯業者簽屬合作計畫研發,提前布局下世代的儲能市場。 

將「高能量鋰金屬固態電池」應用於手機、穿戴式裝置甚至是電動車上,使用時間可增加至少 1 倍以上。
將「高能量鋰金屬固態電池」應用於手機、穿戴式裝置甚至是電動車上,使用時間可增加至少 1 倍以上。
2. 全天候多車型自駕車整合系統

工研院的全天候多車型自駕車整合系統,採用「同步定位與地圖建構」(Simultaneous Localization and Mapping)技術,在移動過程中,將感測到的路徑、障礙物、交通號誌等訊息,即時載入系統並迅速建置高精度 3D 地圖。有別於 GPS 衛星定位的自駕技術,一駛入室內,自動駕駛功能形同關機,工研院的自駕技術,即使在室內、隧道衛星訊號微弱的地方,依然能自動駕駛、自動停車。 

導入即時 AI 深度學習技術,全天候多車型自駕車達到美國汽車工程師協會所定義的自駕車「Level 4」等級,不僅能夠克服雨天、大霧等天候不良對感測器造成的影響,即使路上意外出現人車,都能即時保障行車安全。更重要的是,工研院自駕車整合系統可快速安裝至各型車款,目前已通過小貨卡、轎車、休旅車、巴士、大卡車等多種車型的測試運行,為全國首創先例。 

「全天候多車型自駕車整合系統」即使在室內、隧道衛星訊號微弱的地方,依然能自動駕駛、自動停車,自駕功能已達國際定義的「Level 4」等級。
「全天候多車型自駕車整合系統」即使在室內、隧道衛星訊號微弱的地方,依然能自動駕駛、自動停車,自駕功能已達國際定義的「Level 4」等級。
3. 智慧定點裝置人流偵測系統 城市運輸更智慧

搭公車雖然環保又省錢,但難免遇上人太多、根本上不了車、或是空車一直跑、沒人要上車等需求與供給無法即時對接的狀況。車輛中心於車電展中發表「智慧定點裝置人流偵測系統」,提供城市交通更優質的智慧服務。 

這套系統是透過電腦運算平台,實現即時(Real-Time)偵測的一套系統。在公車站牌安裝攝影機,偵測公車站候車乘客的即時狀況,後端平台再用影像辨識,將人流偵測結果顯示於螢幕。交通專家可依據即時影像內容,調派車輛疏散突如其來的大規模人潮。隨著資料逐步累積,更可透過大數據分析,歸納出該路段的公車搭乘需求變化,作為日後車輛調派班次的安排參考。當公車到站頻率跳脫白紙黑字的「尖峰」與「離峰」班距,讓城市運輸更智慧,民眾搭車更順遂。 

「智慧定點裝置人流偵測系統」透過攝影機,偵測公車站候車乘客的即時狀況,並將人流偵測結果傳輸至後端平台,作為日後車輛調派班次的安排參考。
「智慧定點裝置人流偵測系統」透過攝影機,偵測公車站候車乘客的即時狀況,並將人流偵測結果傳輸至後端平台,作為日後車輛調派班次的安排參考。
4. 車聯網與自動駕駛車輛解決方案 結合上帝視角能行駛混合車流

汽車工業愈往電動車與自動駕駛時代前進,與資通訊產業的距離就更接近。工研院籌組「自動駕駛感知次系統產業合作夥伴計畫」,串聯台灣汽車電子、半導體、資通訊業者組成汽車電子的台灣代表隊,合作開發的「S3 自動駕駛感知次系統」,是全台第一套針對自動駕駛需求所研發的環週感知系統,針對亞洲複雜的道路環境設計,除了可與道路交通號誌連線,並借重台灣資通訊產業的技術,設定應用軟體白名單(Whitelisting)避免惡意攻擊,讓自駕車的資安管理做到滴水不漏。 

固定路線行駛的自駕巴士是適合台灣業者切入的利基型市場,這輛由台灣代表隊所打造的自駕中巴,日前已於台中花博期間,在半封閉道路上試運行,提供載客服務。此外,這套系統也結合了甫榮獲愛迪生獎的車聯網(V2X)解決方案「iRoadSafe 智慧道路安全警示系統」,同時保障駕駛與用路人的安全。這套系統現已技轉國內廠商,逐步串起自駕感知次系統的供應鏈。 

工研院攜手業者開發全台第一套針對自動駕駛需求的環週感知系統「S3 自動駕駛感知次系統」,逐步串起自駕感知次系統的供應鏈。
工研院攜手業者開發全台第一套針對自動駕駛需求的環週感知系統「S3 自動駕駛感知次系統」,逐步串起自駕感知次系統的供應鏈。
5. 新創企業 AI 電子式後視鏡 為車裝上腦與眼

此外,由工研院新創成立的創科電子,長年鑽研先進駕駛輔助系統(ADAS),所展出的電子式後視鏡,看似與一般電子後照鏡並無不同,卻搭載了 AI 深度學習系統,等於為車輛安裝了大腦與眼睛。在汽車行駛時,可以透過影像感測器擷取道路上不斷變化的所有物體特徵,進行即時影像處理,精算出所有物件的相對空間位置與速度,開發出獨家的「全天候障礙物偵測功能」。 

創科電子也打造「自動深度學習系統」,與台灣在地車隊合作,快速累計超過 20 萬筆路況資訊,再透過系統自動標記技術、節省近 9 成人力。即使是司機看不到的視覺死角,也能透過全通道影像接合技術,在車輛快要發生碰撞時即時發出警示。未來,大型車輛因視覺死角釀成交通意外的悲劇,可望因這項技術的逐步普及而逐漸杜絕。 

電子式後視鏡搭載了 AI 深度學習系統,開發出獨家的「全天候障礙物偵測功能」,等於為車輛安裝了大腦與眼睛。
電子式後視鏡搭載了 AI 深度學習系統,開發出獨家的「全天候障礙物偵測功能」,等於為車輛安裝了大腦與眼睛。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 329 期 2019 年 05 月號,未經授權不得轉載。


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