台灣的研究機構在汽車科技的研發實力往往被外界所忽略,其實相關先進與創新的成果,並不輸給國外同等級的機構,甚至可與國際品牌整車大廠一較長短。財團法人車輛研究測試中心ARTC(以下簡稱車輛中心)今日於彰濱工業區內舉辦的20週年慶中,便展現了在一系列資通訊技術和主動安全系統的研發成果,內容相當令人驚豔。
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車輛中心所展示升級版的純電動車i-EV2 |
首先,車輛中心已經成功開發出整車全周身的影像辨識輔助系統、自動停車導航系統、前方碰撞預防系統和全自動停車系統。影像辨識技術是這些系統的核心,相關影像辨識演算技術和軟體設計,都是由車輛中心自力開發完成。至於在辨識晶片部份,車輛中心則是採用德州儀器(TI)的6437數位視訊開發平台。車輛中心所開發出的影像辨識系統,可在車輛行進間辨識道路指示動線、駕駛人臉或停車格等對象物的主要結構特徵點,也可以深入辨識不同對象物之間立體空間的景深差異,更可以在車輛行進間藉由影像辨識偵測前方的行車距離。
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自動停車導引系統結合車輛中心自力開發的影像辨識技術 |
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影像辨識技術可以先針對停車格進行特徵點搜尋 |
前方碰撞預防系統以影像辨識技術為基礎,搭配兩顆超音波而非雷達的感測鏡頭元件,以及Microchip的嵌入式煞車控制元件,便可計算出兩車間的行車距離和相對車速,在150公尺發出警示訊號並主動煞車減速以降低碰撞風險。
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車輛中心所開發的車輛車用安全影像系統 |
至於在全自動停車導航系統方面,則是相當令人驚豔。車輛中心是以上述相關超音波感測和影像辨識技術為基礎,搭配倒車攝影影像定位裝置和車輛方位演算法,進一步結合多轉向路徑規劃和電動輔助轉向控制。駕駛者藉由倒車影像定位辨識裝置設定好停車格之後,便可以藉由遙控模組,車輛便可以不經駕駛者控制,全自動地完成控制方向盤轉向、排檔、煞車到完全停妥車輛等動作,包括平行停車、倒車入庫和斜角停車等。
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駕駛不用坐在車上,靠遙控模組就可以全自動停車 |
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車輛中心所展示全自動停車系統內部示意圖 |
整車全周身影像輔助系統則是採用台廠帷享科技的4顆攝影鏡頭,車輛中心則自立開發出影像扭曲校正、影像視點轉換、影像縫合和車輛運動軌跡演算等關鍵技術,利用影像處理方法將車輛四周的影像,縫合成一張視點由車輛上方往下看的360度視野全周身影像,可進一步搭配倒車動態輔助系統來維護駕駛人的行車安全。
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整車全周身影像輔助系統已經應用在純電動車內 |
本報記者曾經在10月初日本CEATEC展會上,看見相似的展示內容,包括日本沖電氣半導體(OKI)、富士通(Fujitsu)、Epson Toyocom和半官方財團法人機構日本產業技術綜合研究所等,都有相關類似的技術成果。車輛中心自立研發結合影像辨識的一系列主動安全系統,其水準並不輸給先進國外,甚可並駕齊驅。
更進一步地,車輛中心也開發出影像式適路性頭燈系統,利用影像感測器偵測前方道路影像和車道動線的方式,去控制車頭燈轉向和靜態水平自動調整,即時提供可照明轉彎處的路況光線,避免光線干擾影響對向來車,提高駕駛在彎路行車時的安全。
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車輛中心所開發出的影像式適路性頭燈系統 |
另一方面,車輛中心在OLED車燈增亮設計上也有值得注意的成果。利用微結構穿透光線的折射和內部全反射的原理,可增加OLED亮度,透過特殊的週期性菱鏡結構設計,將OLED光線的角度集中在正負30度的範圍內,提高中心視角的亮度,在搭配反射鏡的設計下,可增加110%的亮度。
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車輛中心在OLED車燈增亮設計上也有令人矚目的成果 |
除此之外,車輛中心也針對車用影像安全系統,設計出FPGA開發驗證平台,進行演算法晶片化RTL驗證與開發等作業。在ECU部份,車輛中也推出包括盲點警示、車道偏移警示、駕駛人狀態監控、後視鏡、座位以及指紋辨識等車用的ECU模組。
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車輛中心針對車用影像安全系統設計出的FPGA平台 |
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一系列車用ECU模組的應用也相當多樣 |
值得注意的是,車輛中心在純電動車領域也有進一步的成果,目前已經升級研發第二代智慧純電動車i-EV2,是台灣首輛各項性能數據符合中國純電動乘用車技術條件GB乘車標準的車種。這款純電動車採用12個電池組的鋰鐵電池,充電時間為5~6小時,每次充電可行駛的距離在定速60公里時可達85公里左右,實際路測加速0到80公里所需時間為10.5秒,最高時速可達130公里。這款純電動車的智慧功能則是整合了車載通訊(Telematics)、車載網路CAN bus、整車控制VCU和電池管理BMS系統,相關能源使用狀態、電池電壓/電流/溫度、以及整車周身影像辨識訊息等,都可呈現在車內的車載通訊顯示面板中,隨時提供駕駛人參考。
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智慧電動車功能整合車載通訊、車載網路、整車控制和電池管理系統 |
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i-EV2智慧電動車內部的電動馬達 |
在彰化濱海工業區經年累月的東北季風強力吹拂下,車輛中心的研發團隊依舊正在堅守崗位,繼續戮力耕耘著台灣社會可能一直不太瞭解、實際上卻是可以在汽車產業界大放異彩的果實。國外的月亮不一定圓,台灣也有自己的一片天。車輛中心成立迄今已經有20個年頭,相關研發成果其實可與國外品牌車廠和研究機構一較高下。只是囿於政府財政困難,車輛中心在預算和補助經費上日益捉襟見絀,相關研發成果並沒有太多機會可以享受掌聲與喝采。這些默默無名的研發人員和團隊的努力,應該更為外界所重視。