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智能車輔助駕駛技術成為近期發展亮點

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眼動偵測技術,已經成為目前車用電子熱門的應用技術,圖為研發技術驗證的應用雛形,目前動態追蹤攝影機與分析電路已可做得如同煙盒大小。fraunhofer
眼動偵測技術,已經成為目前車用電子熱門的應用技術,圖為研發技術驗證的應用雛形,目前動態追蹤攝影機與分析電路已可做得如同煙盒大小。fraunhofer

智能車在相關技術不是處於研發與驗證階段,就是共通的V2X應用環境尚未成熟,導致更趨實用的智能車應用環境遲遲無法成形,更遑論大型車廠投入量產產品設計,對於智能用車應用市場,反而現在著眼於行車輔助用途的各種感測與應用技術,漸漸成為近來智能車應用熱門話題,相關產品的研發成果值得持續關注...

近年來汽車應用市場,持續導入各種新穎的應用技術,不管是在節能、安全與便捷等應用面向,均提供汽車設計開發更多的技術應用可能性,但汽車產業畢竟是相對保守且對安全規範要求較高的產業,對一般業者來說除非有大車廠奧援,基本上很難打入汽車設計的供應鏈。

PND車用導航機以更多附加功能,創造產品附加應用功能。Cartft

PND車用導航機以更多附加功能,創造產品附加應用功能。Cartft

行車輔助用途的記錄設備,整合G Sensor感測器可以讓影像同步追加碰撞時間點記錄資訊。Sky Blue Ocean Technology

行車輔助用途的記錄設備,整合G Sensor感測器可以讓影像同步追加碰撞時間點記錄資訊。Sky Blue Ocean Technology

車載輔助設備市場 成為相關廠商競逐新藍海

即便是現有可在汽車內使用的智能設備、多媒體車上機等嵌入式設計方案,對於一般電子廠並非太困難的事,但實際上要將產品導入整車設計中,其實會面對相當多的應用限制,例如,車用電子的安全要求相對較高,像是電子產品的耐用度就必須以更高的標準要求,另外,電子系統的耐高溫、抗塵、耐潮溼等惡劣使用環境的強化設計,也必須用更高的等級進行產品開發,不只開發成本高,對於後續產品的驗證、測試也會成為周邊業者的新門檻。

對於無法直接進入智能車市場的業者來說,直接切入成車產品對應設計的難度較高,也有較高的產品設計風險,因此不少小廠開始朝向以汽車售後市場、升級市場的應用方向進行相關產品開發,利用產品安規要求相對較低,對於產品耐用度、架構等限制與門檻也提供更多可行的進入市場形式。

PND導航產品市場 受手機導航應用壓縮

像是原本就是以升級市場切入的車用PND(Personal Navigation Device)產品,原本可透過單機掛載車內的形式進入車用電子應用市場,但在智能手機的大量風行影響下,因為智能手機也可以透過App的功能擴增、而令手機也能兼具PND導航車機的完整功能,使得汽車PND的銷售狀況被智能手機與App大幅侵蝕,讓PND相關業者不得不轉而投入App產品開發,避免應用市場遭行動應用導航軟體過度侵蝕。

但畢竟PND產品的產品毛利,明顯優於平板電腦與智能手機,對導航車機的業者來說無法平白將PND導航車機的市場拱手讓出,因此不少業者則開始嘗試擴增PND的產品使用價值,透過更高的功能附加價值,一方面增加PND產品的利潤,另一方面透過功能加值方式,與智能手機的擴增型導航應用拉開競爭距離。

PND結合行車記錄器附加功能 增加產品應用價值

最直接的例子就是在PND型產品上追加如行車記錄器攝影功能,或是加上動態感測器額外提供PND也能具備高階行車記錄器的車輛碰撞影音與時序記錄功能,甚至於可以額外搭配PND既有的GPS定位座標資訊,讓行車記錄影像可以達到更高程度的記錄舉證效用,不只記錄影像,也同時記錄了碰撞時間、發生位置等實用的紀錄資訊。

而新一代的PND產品擴增行車記錄功能在競爭能力上也漸漸顯得趨於弱勢,因為高階智能手機,如iPhone或是高階的Android Phone,大多也具備高攝錄品質的影音紀錄功能,而這類高階智能手機本身採行的嵌入式系統與運行資源,可以輕易應付高階的多工運行要求,要在導航軟體App運作期間同時處理行車影像記錄,也僅需在App設計中擴增手機攝影鏡頭的直接記錄控制功能,因此僅追加行車記錄器攝像頭或是相對應的擴充功能,已經無法成為PND產品的應用亮點。

眼動偵測技術應用持續發燒

在Samsung新款S4系列手機,首度導入的眼動偵測技術(Eye tracking methods),現在也有相關業者注意,開始導入在如PND或是車用相關的輔助行車設計應用功能!透過PND整合可以觀察、追蹤駕駛者眼球快速動作的電子攝影機,透過嵌入式系統分析駕駛者的駕車狀態,若透過嵌入式系統預設的判斷資料評估駕駛出現疲勞駕駛或精神渙散癥兆時,行車輔助器或是加值型PND產品可以快速發出聲響或是燈號警示,提醒駕駛者應提高行車注意力。

透過高精度的眼動偵測技術,或是駕駛體態動作追蹤分析,可以利用嵌入式系統進行即時駕駛的體能情境監控,當確定駕駛處於精神不濟時系統即時介入,雖然這類外掛型的車上機、輔助儀本身無法介入車輛的行車電腦,無法做出例如增加汽車制動力減速的進階主動安全控制應用設計,但至少可以利用較和緩具提示作用的燈號、訊息音效提示駕駛人,達到提升行車安全、避免交通事故的設計目標。

高精度眼動分析 衍生新穎人機互動介面應用

基本上眼動偵測可以做到的功能會更多,只要搭配高精度的分析機制,就可以做到更精緻、高精度的偵測反應機制,例如提供駕駛更直覺的人機操作互動應用,例如利用眼動偵測進行來電接聽動作執行或是背景音樂播放控制等,但實際上這些進階功能相對也對車上機的前端感測追蹤設計機制形成考驗,必須使用更高階的電子攝影機進行動態追蹤與分析,反而因為可能衍生的實用價值不高、關鍵零組件精度提升帶來更高的成本負荷,減低相關業者的開發興趣。

除眼動應用技術大量使用機器視覺(Machine Vision)為核心技術外,可以達到判定使用者狀態,進而進行必要的駕駛提示功能外,其實眼動追蹤下的瞳孔追蹤技術,亦可利用攝影機進行眼球運動影像的即時捕捉分析,經由嵌入式系統軟體進行即時分析與數位化影像動態資訊後,透過系統取得的眼球追蹤移動方向偵測、瞳孔大小變化等數據,即時判斷出受測者的眼球注視焦點、眼球移動速度、瞳孔變化,再搭配車前的行駛狀態影像分析判讀,眾多數據整合分析產生更具精確度與實用價值的輔助駕車應用體驗。

除了感測與分析駕駛人的精神狀態外,眼動技術也可發展進階應用形式,例如,汽車駕駛本身的應用環境為無法使用手勢或手動開關的應用情境,進階的眼動追蹤分析技術,就可以衍生更多「毋需動手」的眼動偵測動作指令,像是利用眼球互動的人機介面進行如關閉部分功能、接聽即時來電等應用情境。

不只是高階的眼動偵測觀察,對於輔助型汽車擴增設備的設置難處,就在於無法與整車進行更高度的整合,像是這些輔助行駛設備大多必須利用內建的感測機制來進行行車狀態的擷取與掌握,也會造成影響關鍵功能的實用性。

例如,目前已有整合透過前端攝影機的即時影像擷取分析,取得車前車況狀態分析與警示功能,但實際上這類加值應用目前僅具備基礎應用水準,透過行車記錄器與嵌入式系統即時分析前車車距的感測功能,因為為採用機器視覺即時分析取得前車車距資訊,畢竟無法如同雷射測距的高精準度,因此號稱具前方車距判斷提示功能的汽車輔助儀或是行車記錄器,大多只會把這類功能列為次要功能,並不會作為核心應用功能,除非這類輔助行車儀可以追加更高精度的測距感測機制,對整合後的行車輔助效益將會略微影響其使用價值。