幾乎所有車輛事故都是由人為失誤所引起,而這類事故可透過先進駕駛輔助系統(ADAS)加以避免。ADAS 的作用在於透過減少交通事故的發生,並降低那些無法避免的事故所造成的嚴重影響,從而防止人員傷亡。
關鍵的安全性至關重要的 ADAS 應用包括:
這些救命系統是 ADAS 應用成功的關鍵。它們整合了最新的介面標準,並執行多種基於視覺的演算法,以支援即時多媒體、視覺協同處理及感測器融合子系統。
ADAS 應用的現代化,是邁向實現自動駕駛車輛的第一步。
ADAS 在自動駕駛的等級光譜中屬於第 2 級和第 2+ 級。隨著自動駕駛等級的提升,機器的控制比例會增加,而人類的控制比例則會減少。如今,ADAS 技術正協助我們朝第 5 級(完全自動駕駛)邁進,讓駕駛人逐漸適應這樣一個概念:終有一天,技術將能夠處理駕駛過程中的所有環節——無需駕駛人介入。 註:L2 與 L2+ 自動駕駛的區別在於,L2+ 包含能提升自動化程度的額外功能(例如自動變換車道),但駕駛人仍保有完全控制權。
ADAS 包含一系列功能,從基礎輔助到進階自動化功能皆有涵蓋。其中部分功能包括:
ADAS 由多個獨立組件構成,這些組件協同運作以提升駕駛安全與舒適性。透過各組件提供的即時資訊,ADAS 能夠感知周遭環境、規劃行動,並控制車輛的機械元件以執行該行動。
汽車是下一代行動連網裝置的基礎,而自動駕駛技術正迅速發展。自動駕駛應用解決方案被劃分為多種晶片,稱為系統單晶片(SoC)。這些晶片透過介面與高效能電子控制單元(ECU),將感測器與致動器相互連接。
自動駕駛汽車運用了多種此類應用與技術,以實現涵蓋近距離(車輛周邊)與遠距離的 360 度視野。這意味著硬體設計正採用更先進的製程節點,以滿足日益提高的性能目標,同時降低功耗與佔用空間的需求。
過去汽車安全方面的重大改進(例如:防碎玻璃、三點式安全帶、氣囊)均屬被動安全措施,旨在將事故發生時的傷害降至最低。如今,先進駕駛輔助系統(ADAS)借助嵌入式視覺技術,能主動提升安全性,從而減少事故發生並降低乘員受傷的風險。
車載攝影機的應用涉及一項新的 AI 功能,該功能利用感測器融合技術來識別和處理物體。感測器融合技術的運作原理類似於人類大腦處理資訊的方式,它借助影像辨識軟體、超音波感測器、光達(LiDAR)和雷達,將大量數據整合在一起。這項技術的物理反應速度遠比人類駕駛者更快,能夠即時分析串流影片、辨識影片中的內容,並決定應如何應對。
以下是一些最常見的 ADAS 應用:
除了整合多種技術的極度複雜性之外,還有幾項挑戰使得先進駕駛輔助系統(ADAS)的設計與開發具有獨特性。首先,ADAS 必須在適應動態狀況的同時進行即時回應。此外,它還提供人機互動功能,因此直觀的溝通至關重要,以消除混淆並確保操作簡便易用。而且,ADAS 須遵守複雜的法規,例如《ISO 26262 》,這是一項適用於所有車輛電氣與電子系統的國際功能安全(FuSa)標準。
為了開發 ADAS,工程師會進行一個涵蓋研究、設計與測試的多階段流程。
在設計與測試階段,工程師仰賴透過模擬軟體及 軟體與電子驗證工具所實現的虛擬化技術,藉此協助他們探索 各種選項,並在實體原型製作之前,驗證設計是否能符合法規標準。這些方法使工程師得以預測並驗證 ADAS 系統內跨領域技術與力學之間的複雜內部協調機制——這些機制若非透過虛擬化技術,工程師將無法察覺。
此外,虛擬化技術使我們能夠取代數十億英里的實車道路測試。透過虛擬模型,工程師得以評估數百萬種情境,其中包括那些在現實世界駕駛測試中因過於危險、成本過高且耗時過長而難以實現的、未預見且關鍵的邊界案例。虛擬化是加速先進駕駛輔助系統(ADAS)開發的唯一可行途徑,既能確保符合法規要求,又能建立消費者的信任與接受度。
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根據美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)的數據,2025年美國道路上共有36,640人死於機動車事故,這凸顯出道路安全仍是亟待解決的重大挑戰。 與2024年相比,死亡人數下降了6.7%。儘管死亡人數已從近期的高峰水準下降,但駕駛分心、酒駕、決策失當及疲勞等人類因素,仍持續是導致交通事故的主要原因。NHTSA的事故成因研究一再顯示,絕大多數事故都與駕駛相關因素有關。
由於能降低事故發生率並拯救生命,先進駕駛輔助系統(ADAS)的重要性日益提升。諸如自動緊急煞車(AEB)、行人偵測、環景監控、停車輔助、駕駛疲勞偵測及其他駕駛監控系統等功能,透過提供至關重要的安全警示與干預措施,協助駕駛人避免或減輕碰撞事故。隨著車輛日益智能化,ADAS 技術在提升道路安全方面扮演著關鍵角色,並為更高層級的車輛自動化奠定基礎。
隨著汽車電子硬體與軟體的數量不斷增加,當今的汽車設計流程必須進行重大變革,以應對相互衝突的目標所帶來的融合挑戰:
產業趨勢正從分散式的先進駕駛輔助系統(ADAS)電子控制單元(ECU),轉向採用集中式電子控制單元的、更具整合性的ADAS域控制器。目前,我們處於SAE International所定義的第2級(部分駕駛自動化)階段,在此階段下,車輛雖能同時控制轉向與加速/減速,但尚未達到自動駕駛的標準,因為駕駛座上仍有人類駕駛員,且可隨時接管控制權。
要邁向完全自動駕駛汽車(即能夠感知周遭環境並在無需人類介入的情況下運作的車輛),必須強化這些車輛的電子架構。
隨著電子架構的擴展,資料量也隨之增加。為了處理這些資料,新型整合式網域控制器需要具備更高的運算效能、更低的功耗,以及更小的封裝尺寸。
為處理海量數據而採用 64 位元處理器、神經網路及人工智慧加速器,需仰賴最新的半導體特性、半導體製程技術及互連技術,以支援先進駕駛輔助系統(ADAS)的功能。
此外,電子模組的減少將促使計算架構趨向集中化,這需要關鍵的汽車基礎元件,包括具備視覺處理能力的處理器、神經網路以及感測器融合技術。在實現這些目標的同時,必須兼顧品質、安全與資安的需求。
汽車的每個環節皆以實現更高度的互聯為設計目標,這要求子系統與系統單晶片(SoC)設計人員將安全措施的範圍,擴展至傳統上為確保物理安全所採取的措施之外。將最新的嵌入式電腦視覺與深度學習技術應用於汽車系統單晶片(SoC),能為先進駕駛輔助系統(ADAS)帶來更高的精準度、更佳的能效及更優異的性能。
要實現第 5 級自動駕駛,必須強化現有功能並整合感測器融合技術,同時更倚重人工智慧驅動的決策機制,以及具備車聯網(V2X)等強大的通訊能力。不可預見的駕駛情境(例如極端天氣條件)、符合法規標準、網路安全風險,以及駕駛員教育,都是阻礙先進駕駛輔助系統(ADAS)演進的幾大難關。 然而,隨著這些系統在偵測、感知與執行方面的持續改進,最終將實現完全自動駕駛車輛。
ADAS 與自動駕駛雖有關聯,但兩者有所區別。ADAS 旨在輔助人類駕駛者,而駕駛者仍需對車輛負責(SAE 第 1 至 2+ 級);相較之下,自動駕駛則逐步消除對人類操控的需求(第 3 至 5 級)。ADAS 是基礎:在 ADAS 中已獲驗證的感測、感知與控制等基礎模組,正是更高自動化等級的建構基礎。
ADAS(即先進駕駛輔助系統)是一套協調運作的安全技術,能協助車輛感知周圍環境,並透過輔助或介入來防止碰撞。
感測器(攝影機、雷達、光達、超音波)將資料傳送至運算單元,該單元會整合資料、做出判斷,並向執行器發出指令,以執行煞車、轉向或向駕駛人發出警示。
自適應巡航控制、自動緊急煞車、盲點偵測、車道維持輔助、交通標誌辨識、駕駛疲勞偵測,以及停車輔助等功能。
不。ADAS 是協助駕駛人,但駕駛人仍需保持對車輛的控制(第 1 至 2+ 級);而自動駕駛則無需人類控制(第 3 至 5 級)。請參閱上方的等級說明頁面。
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