隨著工業化時代發展,每年均會有上千萬的車輛從工廠進出、買賣。然而,
為我們生活帶來許多便利的同時,卻也無可避免交通工具帶來的負面影響,尤 其以駕駛及乘客的安全問題最為嚴峻。根據聯合國統計,每年有五千多萬人在 車禍中受傷,其中大多是人為所致。有鑒於此,目前眾多廠牌的汽車系統均導
入先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS),提供駕駛人車 輛的工作情形與外部環境變化等資訊助駕駛本身判斷周遭情況,同時藉由預先 發出危險狀況的警告智能,讓使用者及早反應,從而採取相對因應措施。另一 方面,車電產業受到上述技術快速發展的強烈影響,同時產業界線已逐漸模糊,
越來越多廠商藉由提供相關服務平台而切入車輛產業,估計每年將會出現更多 基於先進駕駛輔助技術的系統載具和運行模式,而特斯拉(Tesla)公司則基於上述 願景,已率先達成在特定環境下運行自動駕駛的量產化商品。
根據美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)所提出的分類系統,可以將自 駕車系統分為五個層級,如圖2.45 所示。第一個層級(等級 0)為最原始的操作系 統,由駕駛者本身掌控車輛的機械及物理功能,並無任何自動駕駛的功能介入;
等級 1 則加入了個別功能或者裝置,提升整體駕駛感與行車安全,如電子穩定 程式(ESP)或防鎖死煞車系統(ABS),幫助行車安全;等級 2 則如現今市面上的 中高階車款,主要由駕駛人控制車輛,但加入其他自動化功能,減輕操作負擔,
如巡航定速(ACC)結合自動跟車和車道偏離警示,而自動緊急煞停系統(AEB)透 過盲點偵測和汽車防撞系統的部分技術結合,降低因碰撞造成的車輛行駛意 外;等級 3 為完全的自動駕駛,但駕駛本身須在部分緊急狀況時介入操作;等 級 4 之後則是由汽車系統本身駕駛,無須外部介入,並且透過完善的汽車通訊 系統,進行車輛之間的彼此溝通協調。
圖2.45 自駕車分類系統(© 2017 Vox Media, Inc. All Rights)
為了達到等級 3 以上的自駕車系統,汽車本身需要有自行判斷周遭環境並 做出決策的技術,多感測器整合系統的輔助儼然成為不可或缺的趨勢。透過各 式各樣的感測器,如雷達、紅外線感測器、照相機等來感測車身周遭環境,建 構出空間資訊,配合全球衛星定位系統(GNSS)來進行導航服務,但多數自駕車 系統往往會受到周遭環境的變化影響,產生乘客在安全上的風險問題。目前系 統除了眾所皆知的衛星訊號遮蔽或者都市環境中訊號的多路徑效應之外,以利 用影像感測器為主的整合系統中,面對天候劇烈變化,或者影像被遮蔽的情況,
皆有可能造成系統辨識錯誤。
近年來在測繪領域中,全球衛星定位系統逐漸完善,加上慣性導航的整合 式定位演算法亦逐漸成熟,使得基於車載及空載導航定位的室外移動測繪技術 獲得廣大的應用。傳統測量技術中,若僅使用遙測技術作為唯一採集空間資訊 的方法,將無法全然符合成本與採集效率的考量;而使用人員操作的地面測量 技術雖可達到高精度的成果,但是在人力花費與時間成本上無法兼顧大面積與 即時性這兩項需求。隨著科技的演變與成長,現今測量與空間資訊技術多元發 展,在眾多空間資訊技術中,最廣為人知技術為即時移動式測量及空間資料收 集平台─移動式的遙測及製圖系統(Mobile Mapping System, MMS),不同於以往 傳統測量技術的資料收集方式,移動式的遙測及製圖系統採用多種製圖感測器 的搭配,以及整合式導航定位定向系統來收集空間資料,短時間內可蒐集大量 資料並縮短人力與時間兩項成本。
移動測繪系統中,車載移動製圖系統,意即我們常見的測繪車,可以說是 現今自駕車的基礎雛型,其搭配不同的空間感測器來大量且快速的建構周遭的 三維環境資訊。除 Google 持續發展基於街景技術的各式應用外,Apple 也於 2014 年起落實發展自主移動製圖技術,以急起直追的態勢發展專屬的Apple Van 以補 足其相對於 Google 在空間資訊的劣勢;同時芬蘭 Nokia 轉投資的世界級圖資大 廠 Here 亦發展自主的行動測繪技術亦被德國三大車廠併購,成為世界上最大的 導航機採用地圖,壟斷了超過八成的導航用圖;甚至連 TOYOTA 都在 CES 2016 展出乘用車地圖收集技術,可以說地圖將決定車廠開發自動駕駛技術的成 敗也不為過。從各國廠商的競爭不難看出,收集資料龐大又複雜多變的地圖資 訊雖然需要花費龐大時間與經費,但卻是發展自動駕駛不得不為的未來趨勢。
即使目前市場上車載的最新感測系統已經達到相當水準之精度,然而搭載 高解析度攝影機和雷射掃描儀所組成的自動巡航系統,最佳環境下也僅能「看」
到前方兩百多公尺遠,此距離限制在高速行駛下不足以保證自動駕駛的安全 性,更不用說起霧下雨等各種艱難環境狀況帶來的干擾,另外考慮到衛星定位 在都市地區的誤差極大,這時就有賴與「高精度地圖」配合來系統視野的廣度 與深度。高精度地圖為搭載三維空間資訊之全新型態地圖,為了使智慧型載具 可以看到外界景物的方法,自駕車若需要安全地執行自動駕駛任務,車輛必須 知道自己在道路上的位置及周遭已知的景物,因此需要有極為精確的新型態三 維地圖。職是之故,高精度地圖已是未來自駕車產業不可或缺的發展方向。
工作項目
習方式、議程規劃等內容與內政部討論定案後辦理,除受邀講者出席費 由內政部其他專案負擔外,其餘所需費用由廠商負擔。
4. 製作成果介紹短片,影片長度約 3~5 分鐘,含中英文介紹,無須字幕。
七、成果效益評估及擴大科技應用
依據科技計畫績效管考平台(http://stprogram.stpi.narl.org.tw/)提供格 式,配合內政部辦理本案計畫「科技發展計畫績效評估作業」自評作業需 求,參考內政部提供之相關績效作業範本,填寫本案相關成果效益報告書、
績效指標、佐證資料、政府科技發展計畫績效評估;另配合將本案各期資 訊登載政府研究資訊系統(GRB, https://www.grb.gov.tw/),且將登載結果繳 附於各期工作成果,並適時接受諮詢。
八、定期召開工作會議
本案將自行定期召開工作會議,並適時接受諮詢。其中 2 次需邀請使 用者(名單需先與內政部討論)參與交換意見,並作為後續應用方向或執 行參考,所需費用由本案負擔。