未來車不撞車(2/3)

未來車不撞車(2/3)

撰文/Steven Ashley│譯者/周坤毅
轉載自《科學人》2009年1月第83期

網路式安全系統

此外,ESC也是下一世代安全系統的關鍵。史戴普說,這種系統有賴車上以網路彼此溝通的感測器、致動裝置與電腦。由於ESC系統利用加速度感測器(或G值感測器)來監控汽車的整體運動,因此能提供足夠的資訊給中央監測與控制裝置,以便在危險時做出有效的反應。他說:「在過去,不同的汽車安全次系統都是獨立運作,現在網路連結讓組件互相溝通,使我們在使用同樣甚至更少設備的情況下,也能提升系統能力,甚至開發全新的功能。」

以下面的技術革新為例,博世公司目前是以兩個獨立的感測器,一個是門上的壓力感測器,另一個是穩定控制裝置中的加速度感測器,兩者都可確認正在發生側面碰撞後立刻啟動安全氣囊。史戴普指出:「不幸的是,系統要等感測器確認後,才會啟動安全氣囊,如此錯失了寶貴的千分之一秒,而那是碰撞時的黃金時刻。」在最新的網路式安全系統中,中央控制器就像監控車輛運動狀態的「黑盒子」,持續從ESC的偏航感測器(用於感測汽車相對於其垂直軸向的旋轉速度,以判斷汽車是否發生側滑)獲得資訊,適時將側撞安全氣囊準備好,一旦觸發了車門上的壓力感測器,便能立即啟動安全氣囊。

先前各個獨立的安全次系統彼此連結之後,各種關鍵資訊便能彼此流通,對此,汽車工業正要開始運用這項技術的潛力。史戴普下了一個結論說,這項改變應可節省成本,「因為只需使用較少的感測器,便能達成同樣的任務。」

警告!快撞上了!

另一個令人興奮的技術是針對前方車輛或其他障礙物的防撞警告與煞車輔助系統,例如我在福特模擬器以及其他測試道路上所測試的版本。車前碰撞警告系統藉助不久前才引進的適性巡航控制裝置,利用雷達偵測來保持兩輛汽車間的預設距離或時間差。

新型「停車再啟動」適性巡航控制系統讓駕駛人在低速行進的車陣中輕鬆許多,因為這套系統能精確跟著前方車輛停停走走。在加裝了攝影機與複雜的軟體控制演算法後,便構成基本的碰撞警示系統。

這套裝置需要同時使用雷達與攝影機以取得不同資訊。任職於美國密西根州奧本丘「大陸汽車系統」的麥康奈(Dean McConnell)說:「雷達可感測前方是否有物體,並量測出與障礙物之間的距離,但雷達無法辨識這個物體是什麼。攝影機則能分辨出重要的物體(例如其他車輛)以及不重要的物體(例如街上的人孔蓋)。」只有合併兩種資訊,系統才有把握決定是否出現碰撞危險而需要煞車。

麥康奈指出,傳統配置包含一具77GHz的長距離微波雷達(用於監控前方120~200公尺遠的區域),以及另一具24GHz的短距離雷達(能掃描前方數十公尺內的範圍),此外,還有廣角攝影機,能夠辨認出40~50公尺遠的目標。當警示系統發現前方車輛接近的速度太快,便會輕踩煞車,顯示煞車警告或啟動其他訊號,同時預先將煞車油壓系統加壓,以便在瞬間啟動煞車。如果駕駛人沒有採取任何動作,而碰撞已迫在眉睫,系統也會自動將車輛減速,至少能減低碰撞帶來的衝擊。許多人將這項技術比擬為汽車潰縮區域的進階版。

在適當時機自動煞車

現今的碰撞警示系統勾勒出未來主動式安全系統的願景:系統能自動煞車,或是將車輛帶回原本的車道以避免意外。但是在任何道路、任何速度下均能確保萬無一失的技術依然十分困難,還需要5~10年的發展時間。

富豪汽車首次在XC-60車款上發表「都會安全防護概念」自動煞車系統,能在車速低於每小時32公里時,迴避並減輕碰撞。都會安全防護系統著眼在市區中車速較慢時經常發生的小擦撞,任職於瑞典戈特堡的富豪汽車公司的布羅伯格(Thomas Broberg)說,在許多地方,這類擦撞的比例高達所有汽車碰撞事故的3/4。大部份的擦撞肇因於駕駛人分心,雖然這些意外極少導致死亡,但常造成頸部扭傷,同時耗費高昂的社會成本。

都會安全防護系統配備有紅外線雷射測距儀,能射出光束、尋找距離車輛前方6~7.5公尺之內的物體反光。接收器會計算彼此的接近速度,並在必要時備好緊急煞車以便迅速反應。布羅伯格說:「如果駕駛人當時什麼都沒做,系統會自動煞車,此時系統不會發出警告,以免讓駕駛人感到困惑。」事後系統才會通知駕駛人,都會安全防護系統剛剛曾經介入。

發展一套在任何狀況、任何速度都能自動煞車的系統將會相當困難,布羅伯格說,因為在所有危急的狀況下,如何確保系統都能做出正確的反應,將是一大挑戰。布羅伯格指出:「讓汽車自動煞車很容易,問題在於如何確保系統不會在錯誤的時機煞車,同時每次遭遇危險都能做出正確的反應。」目前,富豪汽車以及其他製造商與安全系統供應商仍持續進行測試,以確保自己的系統絕對可靠,例如他們正將這套系統安裝在一般消費者的車上,以便在世界各地的不同環境中進行測試。大部份時候這套新系統不會啟動,只會記錄系統是否做出正確的判斷。(待續)

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)

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