AIoT 實現自駕車多元應用

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工商時報【本報訊】

1980年代風靡一時的美國電視影集《霹靂遊俠》中,能說話、與人互動,具備自動駕駛能力的霹靂車,觀眾至今仍印象深刻。30年後,科技終於讓霹靂車的奇想有機會逐步實現,未來自駕車可成為協助人類巡邏、接駁、物流的好夥伴。

在資訊科技的帶動下,近年來汽車產業展現前所未有的風貌,關鍵就在於運用物聯網、大數據、AI等技術,加上更強的運算能力挹注,汽車不再只是移動工具,還可以變得更聰明,自駕車正是當前最熱門的發展焦點。

開發自駕車最主要目的,自是要取代人為駕駛,也會因此改變移動的方式與銷售型態,要汽車要能「自駕」,需要多種技術的整合,尤其是在AI與物聯網結合的智慧物聯(AIoT)趨勢下,讓原本以機械性能為中心的汽車具備感知與學習能力,能自行判斷及操控。積極投入自動駕駛發展的NVIDIA就指出,自駕車可有效減少因交通意外而造成的傷亡及數十億美元的損失,並降低每單位距離的移動成本。

從汽車產業來看,通用汽車預估,全球連網車於2020年將達8,300萬輛,約等於全球汽車一年的銷售量;也就是說,屆時市面上所銷售的汽車幾乎都可以連網,對汽車連網的需求也會愈來愈高,這也使得幾乎所有車廠都投入自駕技術,希望能透過更具智慧的自駕車及應用服務來爭取未來的商機。

自動駕駛成未來趨勢 建立生態系是關鍵

台灣IBM全球企業諮詢服務事業群顧問協理陳昌裕表示,在科技快速發展下,許多技術愈來愈貼近,甚至實際導入我們的生活。以目前於各地如火如荼研發的自駕車技術來說,透過機器學習,AI能運作更順暢、更精準,也能算出駕駛的偏好與習慣,提高行駛的舒適度。

例如IBM運用人工智慧系統「華生」,與通用汽車合作開發OnStar Go車用軟體,能根據使用者的行為、習慣、所處位置等資訊,並與加油站、信用卡等廠商合作,分析並提供個人化的服務,如提醒油量並建議行駛路線上的加油站,突顯出自駕車在AIoT導入下,將不只是個自動駕駛、載運人貨的工具。

陳昌裕認為,世界主要車廠的發展重點都是從使用者出發,並建立生態系統、提供多元服務,才能滿足人類因自駕車而改變移動方式時的各種需求,特別是物聯網與AI結合下,可將許多服務串連起來,也是自駕車在發展時的重要方向。

整合AIoT軟硬體 發展智慧自駕技術

要讓自駕車上路,可簡單地視為各種資料的感測、接收、分析與決策後,車輛以此決策來運作,因此自駕車必須具備能夠掌握周遭環境的感測技術,除了目前廣為運用的雷達、GPS、超音波、結合影像辨識的攝影機,工研院資訊與通訊研究所車載資通訊與控制系統組組長蔣村杰指出,「光學雷達」(LIDAR;簡稱光達)是另一項達成高階至全自動駕駛的感測技術。

自駕車上使用的3D光達,能提供可靠的偵測能力、涵蓋範圍廣,且不易受到環境光源和天候、溫度等影響,許多自駕車都搭載數顆光達,以提升車輛感測能力,現階段光達的價格仍相當高昂,但已有廠商運用不同技術原理來開發價格更低的光達,對自駕車的應用與發展將有助益。

在自駕車實際行駛前,廠商需要收集資料來訓練演算法、提高精準度,蔣村杰表示,目前各開發商都不斷讓自駕車上路測試,然而包括使用的車型與載重、行駛速度和環境、未來應用目的等因素,都會牽涉到系統的設計與運作,自駕車開發者十分重視建立訓練模型的AI及開發平台。

NVIDIA便針對自駕車在面對複雜的道路環境時,需要大量的平行運算和即時反應提供工具與平台,包括提供每秒處理30兆次的運算作業系統晶片DRIVE Xavier,DRIVE AV自動駕駛車輛平台則可協助開發者建立環境感測技術的模型,甚至能透過虛擬環境來訓練,以克服實際道路測試不易遇到的狀況,並運用擴增實境,在自駕車行駛時顯示道路及周邊資訊,以及利用車內外感測器提供更多行駛協助,當駕駛人出現疲勞、不夠專注的情形時,可以適時提醒。

運用共享自駕概念 打造移動服務新模式

在自駕車的生態系中,藉由AIoT的驅動,將會不斷提出更多創新、並更具價值和效益的應用,例如自駕車的創新設計或營運模式,也是許多業者關注的地方。日本豐田汽車結合「移動服務」成立移動服務事業聯盟,和亞馬遜、必勝客、Uber等公司合作,將新開發的「e-Palette」自駕電動概念車,打造成無人快閃商店,便於移動到不同的地點營運,預計在東京奧運時就會有相關服務。

在長程貨物運輸上,自駕可避免駕駛疲勞而造成的意外,也能減少每單位距離行駛成本,目前如Google、Uber等都正投入相關研發與測試。或是如英國自動駕駛軟體開發新創公司Oxbotica,就與線上超市Ocado合作測試,透過小型自駕貨車「CargoPod」在城市中短距移動送貨,顧客在貨車到達後只需輸入密碼就可取貨,讓貨運型態在自駕車的應用下變得更為多元。

專攻自駕感知次系統 推展台灣自駕車產業

為加速自駕車發展,工研院成立「自動駕駛感知次系統產業合作夥伴計畫」,制定「自動駕駛感知次系統」架構及技術介面與規格,以使國內產業能自主開發差異化的技術與產品,並順利接軌全球自駕車潮流、促進產業升級。

蔣村杰表示,「自動駕駛感知次系統產業合作夥伴計畫」整合國內多個機構與單位,業者從研發階段就開始踴躍參與,並規劃在車輛環境感知次系統、自駕車接駁服務、自駕車規的資安及可靠度等關鍵技術上建立能量,未來更能延伸至相關產品、迎合業界需要。

「自動駕駛感知次系統」為台灣首套自主研發的環周感知系統,具備深度學習影像辨識、多重感知融合、即時建圖與定位,已搭載於工研院研發的自駕中型巴士,可在特定場域提供自動接駁,也可結合智慧道路安全警示系統,解決視線死角、降低路口碰撞。

另外,工研院也開發出「全天候多車型自駕車整合系統」,結合「同步定位與地圖建構」、深度學習與高精度3D動態地圖資料庫,可克服嚴苛的天候與環境挑戰,在大雨跟地下室無訊號環境中,都能暢行無阻,在各種速限下均可使用,能辨識動態障礙物的類別跟位置,目前已經以工研院中興院區為試驗場域,在無任何交通管制下行駛於人車混流的道路。

電動車的「下世代高能量鋰金屬固態電池(350Wh/Kg)」,比傳統鋰電池(140∼180 Wh/Kg)的能量密度高一倍,且具備高續航力跟高安全係數,可增加產品單次使用時間,此項技術初期應用在3C、穿戴裝置上,電池續航力提高一倍,未來還可裝載於電動車╱電動機車╱電動巴士上,行駛距離增加一倍。目前此電池已成功與德國材料廠商、國內電芯業者簽署合作計畫研發,協助加速布局下世代儲能電池的關鍵材料與技術。

汽車工業雖非台灣專長,但國內在資通訊、晶片、車用電子等供應鏈卻相當完整,是投入自駕車產業的一大利基;目前工研院在關鍵零組件及全方位的軟硬整合解決方案已投入許多心血,期許加速台灣在智慧車輛的發展與競爭力,為台灣自駕車產業爭取國際市場與商機。

(摘自工業技術與資訊327期)

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