節能、安全議題驅動電動車、自駕車技術發展

Cadillac發展名為Super Cruise的行車感測系統，可支援高速行駛中透過感測器偵測前方障礙物主動介入煞車，避免車主因疲勞而發生追撞事故。Cadillac

汽車產業面臨全球石化燃料供應不穩、全球暖化與車輛排汙減量等問題，近年汽車產業發展的方向正逐步轉往汽車電子發揮，除純電力驅動EV車實用性越來越高，各種新穎的汽車電子科技正逐一實現，例如無人汽車、駕駛主動預警，更新穎高效能的嵌入式運算技術正積極導入新一代的造車科技中…

過去強調高性能、高馬力表現的造車概念，隨著全球環保意識抬頭，如何降低現有石化燃料車種排放汙染問題，甚至加速無汙染排放的EV(Electric Vehicle)純電動車產品量產銷售，已經成為近來各大車廠積極努力的目標。此外為了讓新一代的汽車擁有更多賣點，以前還在實驗室的高科技造車技術、汽車電子科技，正逐一實現，利用最新穎的嵌入式運算科技，逐一成為新穎車款都看得到的新功能。

車用電子應用抬頭  感測元件、技術整合應用激增

車用電子一向是半導體廠商積極耕耘的重要市場，在汽車的引擎動力逐步將被純電力、無排放汙染的電動馬達取代下，已有業者評估未來10年汽車電子的用量將會越來越高，除動力系統大幅整合電力驅動技術方案外，各式整合最新數位電子技術的電裝配件也會越來越多，例如LED(Light-Emitting Diode)車燈？照明系統、路況夜視顯示器、車用觸控顯示器、3G/4G車用無線數據傳輸模組、導航系統、車用娛樂系統、線傳控制系統、先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems；ADAS)…等新穎科技，大小車廠紛紛嘗試在新車款整合更多高科技電裝品或是智能配件，提升新車附加價值。

其實車用電子不若一般資訊電子產品，若事涉車用主動性安全設計的電裝用品，對於電子元件的品質要求相當嚴苛，例如元件須應付車外的極端溫度下運行、防靜電、抗振動、抗雜訊與更長的元件壽命要求等，汽車電子元件需以高性能與模組化進行整合，搭配分層式架構減低元件可能的誤動作或故障影響整體車電系統。汽車電子產品在元件的寬溫要求、性能表現、功耗與延遲都會較一般電子產品有更高要求，尤其是在寬溫要求(-40~150°C)甚至是涉及安全性的元件故障率要求方面，都對電子元件帶來更多設計與製造挑戰。

Google推無人駕駛車  技術方案逐步到位

以世界衛生組織公佈數據顯示，全球每年會有近124萬人死於交通事故！世界衛生組織呼籲全球車廠應投入研發更安全性交通載具，其中無人自動駕駛汽車目前技術方案已日趨成熟，透過越來越強大的車載資通訊電腦系統整合，發展可以主動避開行車風險、事故的自動駕駛車輛，已經無技術的發展門檻，反而是不同的自動駕駛技術如何透過車聯網(Internet of Vehicle；IOV)進行行駛數據交換，建構更安全完善的自動駕駛車應用環境。

自動駕駛車技術方案，主要由透過車載電腦控制車輛行進，對於常見因為駕駛疲倦或是失誤造成的車禍、事故與傷亡事件，利用車載電腦介入協助自動駕駛，雖然少了操控車輛的駕駛樂趣，但卻可在安全性上更為加分，尤其是針對行動不方便的身障人士、反應能力趨弱的中？老年人等，可解決需自行駕駛車輛的用車問題。而透過自動駕駛車輛的最佳化行車油耗控制設計，還可有效增加燃油效率，相對減少汽車汙染排放。

感測+自動控制  建構自動駕駛應用基礎

而自動駕駛技術主要是由感測技術方案與自動控制技術方案所組成，目前感測技術已有車載雷達測距、機器視覺高解析度鏡頭、衛星車輛定位技術等，可補足自動駕駛的路況車流掌握需求。而自動控制技術方案目前針對車用需求，已有開發完善的自動停車、車輛碰撞主動預警、車道偏離、路標圖形自動辨識、自動巡航控制等技術方案，而這些自動控制技術方案亦須搭配控制元件進行整合，將相關自動控制應用需求整合實踐。

分析汽車安全技術方案，可以從主動式安全與被動式安全兩大領域進行討論。在主動式安全方面，像是自動駕駛由於是以嵌入式系統自主控制車輛運行，屬於主動式安全技術整合方案，像是Google發展的自動駕駛汽車(Google Self-driving cars)，就整合了機器視覺的高解析度攝影機、雷達測距感測器、雷射感測器等感測技術方案，而在介入自動駕駛過程中，駕駛行為也會參照車主駕駛行為模式進行分析與整合，讓自動駕駛行為可以與真實駕駛行為更趨一致，同時利用更高安全性的人工智能與高度整合的感測器環境，建構相對安全的自動駕駛環境。

新一代感測技術整合  可發展進階車用安全應用

分析自動駕駛技術會發現，取代車主駕駛的路況檢視即為豐富完整的感測方案組合，其中包含雷達、雷射、高速攝影機元件與圖形辨識技術等，與駕駛自行開車狀況不同，機器視覺、雷達、雷射、GPS(Global Positioning System)定位等感測元件不會疲倦，至少在元件可能出現故障疑慮時會主動提示駕駛介入車輛操控，而機器視覺可進一步解讀路標圖示或速度標示，進而變更自動駕駛操控條件或進行對應介入控制，而自動駕駛進行過程中也不光僅保障自車避免碰撞，以Google的自動駕駛車來說，車頂的360度攝影鏡頭同時會監控車輛周邊人、車、障礙物等物體，自動建立緩衝區避免車輛碰撞。

自動駕駛技術與已發展相當成熟的自動定速巡航技術一樣，當駕駛想要介入取代自動駕駛電腦進行車輛操控前，只要輕踩煞車或是微幅轉動方向盤，汽車的控制權隨即交還車主自行控制，不僅提供了自動駕駛的便利性，當車主隨時想取回控制權，也可用最簡單直覺的方式交換自動駕駛控制權。

機器視覺、感測技術與車聯網整合  車用電子發展更多元

自動駕駛發展現況，在汽車工業技術、機器視覺、圖形(標示)即時辨識、感測器整合相關技術與自動控制技術已持續不斷進步、創新下，自動駕駛技術並非夢想，目前已有Google與GM(General Motors)等國際車廠投入研發，感測技術、自動控制整合等技術已不是自動駕駛技術的發展門檻。

自動駕駛比較大的問題反而是，當自動駕駛技術出現故障或因為零組件老舊導致誤動作，若在自動駕駛期間造成車禍、損失，相關技術方案的賠償肇責歸屬，反而成為新的問題。因此目前多數車廠在自動駕駛的整合應用上，多半也僅願意在量產車中導入自動停車、車距自動偵測？警示等功能，在相關功能使用前也會有警語說明仍以車主操控為主，若期間產生肇事問題仍由車主自行承擔。

另一方面，車用電子未來也會因為車聯網技術逐步實踐，透過車聯網的整合與連接，車用電子產品、娛樂系統也能與車聯網進行緊密連結整合，提供更多加值內容供車主使用。有了車聯網的技術整合，進而第三方開發者也能針對車用娛樂或資訊需求環境，提供各式雲端加值服務，甚至連結道路周邊障礙提示、周邊車輛車位置分析、路況警示等整合資訊，提供駕駛更安全的用車環境。

但也是受惠車聯網的便利連接，反而形成新的網路安全問題來源，因為車主若慣於使用車聯網提供的駕駛建議與主動提示，減低了駕車警覺性，若因車主輕忽再加上車聯網遭受駭客介入惡搞，產生車禍事故或介入新一代的自動駕駛操控，網路安全也成為新一代車電應用發展車廠必須正視的重要關鍵。

高效能嵌入式SoC  協助汽車業者建構先進車電應用

除了各大車廠逐步增加車用電子、應用技術整合的發展力度外，車用電子相關的晶片業者也積極開發更高性能的嵌入式處理器或是SoC(System on Chip)產品，例如Nvidia則以Tegra視覺運算模組(Visual Computing Module；VCM)產品，與Audi共同推廣整合車電應用，Nvidia同時在CES 2014發佈與Google、Audi、GM、Honda、Hyundai合組開放汽車聯盟(Open Automotive Alliance；OAA)，發展汽車電子相關應用。

尤其是ADAS相關應用已經成為新車款爭相整合的新應用，先進駕駛輔助系統需要整合高效能嵌入式處理器與多元感測元件深度整合，尤其在機器視覺與圖像自動分析判斷方面，也需要高效能GPU(Graphics Processing Unit)進行演算分析與處理，而Nvidia計畫以Tegra K1 VCM因應車用電子進階嵌入式運算應用需求，利用整合於SoC的192核心Kepler架構GPU，除強化原有車載系統使用者互動介面使用體驗外，也可進一步強化機器視覺處理與分析效能，在汽車以嵌入式運算處理部分主動安全提示與多媒體應用整合。