先進駕駛輔助系統
先進駕駛輔助系統簡介
先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems;ADAS) 是近年各大車廠積極發展的重點技術,現階段主要功能並非控制控制車輛, 而是為駕駛人提供車輛工作狀況與車外靜、動態環境變化等相關資訊,並預先判斷分析提供駕駛人警訊及提早採取因應措施。
常見的輔助駕駛系統包括:盲點偵測(Blind Spot Detection System) 、停車輔助(Parking Aid System) 、後方 碰撞警示(Rear Crash Collision Warning System) 、車道偏離警示(Lane Departure Warning System) 、適路性車燈系統(Adaptive Front-lighting System) 、夜視系統 (Night Vision System) 、主動車距控制巡航系統(Adaptive Cruise Control System) 、碰撞預防系統(Pre Crash System) 、(緊急)煞車輔助等,甚至更多功能的系統組成。
ADAS主要工作元件
感測器(Sensor)
用於感知及接收車外環境變化,根據不同的偵測距離使用相對應的感測器,常見的感測器包括:飛時測距(Tof)、紅外線(Infrared)、超音波(Ultrasonic) 、雷達(Radar)、光達(Lidar)。
處理器( Processor )
又稱電子控制單元(ECU:Electronic Control Unit),蒐集感測器傳遞的 訊號,並分析處理後傳遞指令至致動器,處理器包括:微處理器(MPU)、 數位訊號處理器(DSP)、圖形處理器(GPU)。
致動器( Actuator )
接收處理器傳遞的指令後使相對應的裝置執行運作,如:自動煞車、警示訊息提示。
ADAS最常使用的感測器
攝影鏡頭
便宜,輕巧,但不適用於惡劣環境中。
雷達感測器
輕巧,又區分為紅外線、超聲波、毫米波雷達。
光學雷達感測器
昂貴,高精準度,須搭配強大處理器。
未來的ADAS會採用多種類感應器處理環境感測,互相配合補足單一感測器量測死角或環境干擾,不會有單一感測器完成所有工作。
全自動駕駛等級分類
由「汽車工程師學會(SAE:Society of Automotive Engineers)」從輔助駕駛到完全自動化駕駛,定義了六個等級,等級0為完全由人工操作無任何自動功能,等級1~等級5則依其輔助功能及操作方式區分為部分駕駛到全自動駕駛。
ADAS等級分類與所需感測器數量
越高等級的ADAS需求更多數量的感測器互相配合,尤其以雷達及車載鏡頭需求數量成長最多,光達因其優異的感測特性,光學廠亦積極的將光達元件輕量化及降低成本以符合車載使用。
感測器特性比較
結語
各車廠近期均競相推出了Level 3自駕車,Tesla執行長更表示已掌握接近Level 5全自動駕駛技術的開發,背後的主要龐大商機為感測器開發與感知融合系統單晶片SoC、車輛定位與高精圖資、5G 傳輸及 AI 決策控制,從感測器、5G 傳輸這些相關元件技術來探討,不難發現光學薄膜在其自駕車系統中扮演著舉足輕重的角色,尤其在攝影鏡頭及光學雷達感測器的設計及光學薄膜應用。
參考文獻
[1]Under the Hood: What Audi A8 Has Taught Us,EE Times
[2]先進駕駛輔助系統(ADAS)法規趨勢,財團法人車輛研究測試中心
[3]Sensorfelder der Umfeldüberwachung,Audi