解放人車關係,開拓駕駛新體驗

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透過車載資通訊設備所建構出的車聯網,能夠讓車輛自動與外界溝通並交換訊息,能夠更有效掌握行車資訊與安全性。圖片來源:SAS

從90年代開始,在不同科幻電影或影集之中,時常出現不同且可自動駕駛的交通工具,大至宇宙航艦,小到一般車輛,其中,霹靂遊俠影集中的霹靂車當屬於自動駕駛車的先驅。而為什麼自動駕駛在這幾年如此引人注意呢?可以從兩方面探討,首先是降低災禍發生,其次則是創造嶄新體驗。

單以台灣地區的道路交通事故原因統計數據來看,在2013年時,因為汽機慢車駕駛人的過失所導致之肇事事件有1,548件,比率高達 82.91%。這些原因不外乎駕駛人疏忽、酒醉駕車、疲勞駕駛或不熟悉路況所致,而這些問題都可以透過自動駕駛的方式有效抑制甚至解決。

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GOOGLE透過專案與競賽的方式,不斷刺激新創意與新技術的生成,目前已經開發出可上路的概念車,前景相當看好。資料來源:Google

行車安全是自動駕駛中相當重要的一項功能,而透過感測器可以即時偵測行車路線上的異常狀態,並下達自動煞車的指令,能夠確保行車意外的發生。圖片來源:Volvo

美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)的汽車自動化分級。

官方主導研發 需求帶動創新

從2008年開始,通用汽車就已經宣示朝向無人駕駛的方向邁進,希望能夠讓越來越枯燥乏味的通勤過程,變成是可利用的空閒時間。當時的執行長Rick Wagoner便表示「你能在開車上班途中完成任何你想做的事,而且非常安全。」這句話也呈現出人們對於自動駕駛的最高訴求。

自動駕駛車在2014年之前,都還只是存在於紙本或是測試環境中,但是在該年初,由法國Induct公司所研發的Navia無人車成為首款正式銷售的自動駕駛汽車。可載8名乘客,最高時速20公里,適用場地為機場、校園、體育館等非一般道路用地。

另外,美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)也將汽車自動化等級分為5級,從0級的手動駕駛開始,到4級的全自動駕駛,每一等級都有不同的規範與要求。

目前市售的車輛幾乎都屬於1級,不過由美國國防部先進防衛研究計畫署(DARPA)所舉辦的比賽中,則普遍可見屬於4級的車輛。DARPA的比賽目標是車輛在沒有人為控制的情況中,能夠自動行駛240公里。

該比賽在2004年首次舉辦,2005年時由加州史丹佛大學及Volkswagen ERL電子研究實驗室合作的隊伍所改裝的車輛,通過4次初賽後在決賽當天成功穿越了3個狹窄隧道、超過100個急彎與相當蜿蜒且起伏大的山路,並自動行駛了212公里,不但創下紀錄也替自動駕駛立下新的里程碑。

自動駕駛方興未艾  市場切入機會大

讓車輛能夠全自動駕駛前往我們所要到達的目的地,同時自動閃避危險路段、因應突發狀況並避免塞車問題,是我們對於自動駕駛的終極渴望,但是在達到此目標之前,還有許多技術與週邊設備需要開發。

目前主要的主動式行車安全系統幾乎都由各大車廠研發生產,例如雷達偵測、主動煞車、自適應巡航控制、車道維持輔助系統等。這些系統最主要的是協助駕駛人在行車過程中的操作並增強安全性。

就像我們曾經提到過的,有許多交通事故都是由於駕駛人而起,一方面當然是駕駛人本身的行為錯誤,但也有部分是因為其他車輛所導致的。而透過上述的自動化系統,不但能夠有效避免突發狀況,也能夠阻止駕駛人過度或過激的反應,進而降低事故發生率。

以目前來看,與汽車工業相關的自動化技術已經日漸成熟,而現在市場的目光焦點逐漸放在與駕駛人甚至是其他車輛的互動上。例如,透過雷達偵測系統偵測其他物體(人、車或其他障礙物)與自身間的距離,並採取相對應的措施。

這些先進自動駕駛輔助系統(Advanced Driving Assistance System;ADAS)目前都已經導入市售的高階車款中,並逐漸在平價車款上安裝,並確實有效地降低了事故發生率。

另一方面的技術發展則是強化偵測駕駛人的狀態,例如駕駛警示系統。透過攝影機或生理回饋機制探測駕駛者目前的狀態,當駕駛者產生過度的頭部偏擺、眼睛開闔狀態異常,甚至透過呼氣偵測或行車狀態偵測等方式,判別駕駛目前是否處於異常狀況進而採取相對應的處置方式。

透過這些技術與裝置,汽車已經變的相當安全了,但是距離「自動駕駛」的願景還有一定的距離。最主要的原因是車輛還無法有效地分析環境中的各種變化,像是天候因素、路況、甚至是交通號誌等。

環境掌控需要物聯網技術

在道路上不像測試環境中只有一台車輛行駛,因此自動駕駛車還需要掌握周遭環境的各項變化,除了透過雷達、攝影機等方式主動觀察外界環境外,也可以透過物聯網的方式,提早瞭解各項環境變化。

在行車過程中最常遇到的就是各式交通號誌與標線,透過物聯網的連線,未來自動駕駛車將可以接收到即將到來的交通號誌變化,並提前做出反應,在一般道路上行駛將可以有效解決闖紅燈或搶快等事故發生。

在自動駕駛車領域中,物聯網中的車聯網是相當重要的一環,能夠做到交通事故管理、行車收費、車況分析、路線規劃導航、遠端監控及車輛防盜等。除了透過V2V方式與其他車輛互動,同時也能夠建構出V2R、V2I甚至是V2H等不同關係網路。

但要能夠妥善架構物聯網,第一步驟就是需要具備量好的基礎網路環境,包含Wi-Fi、2/3/4G系統,同時需要建構以政府為核心的中央伺服器系統。透過各項規則、規範及優先順序排列等機制,讓現實中的車流得以模擬成為網路環境中的眾多封包,進而達到最佳的行車排序與管理。

Robert Bosch 車輛系統工程與自動化駕駛副總裁 Michael Fausten 在談及自動駕駛技術的發展時,便認為自動駕駛是為了將人們從「開車」這件事情中解放出來,讓樂趣維持是樂趣,但無聊乏味的食後就可以由汽車自動取代。除此之外也是為了提高安全性,透過合理行車模式降低油耗,讓時間利用更有效率。

因此,自動駕駛絕非字眼所述單單僅是「駕駛」而已,而必須要結合車內外環境乃至於駕駛者本身的各項行為,從技術、法規、環境及行為等著手,方能建構出最完善的自動駕駛技術。