未來車不撞車(3/3)

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未來車不撞車(3/3)

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

保持在車道內

車前攝影機是車道保持系統的關鍵裝置,目的是在汽車偏離車道時警告駕駛人。攝影機會追蹤地上的標線,在車輛偏移出車道時發出警告。

日產汽車是最先引進這項技術的汽車製造商之一,目前正推出一套升級版的車道保持系統。任職於美國田納西州那許維爾的北美日產汽車的卡迪納里(Alex Cardinali)說:「我們的新型車道偏離預防系統,能夠防範駕駛人因為粗心、分心或打瞌睡而不慎偏離車道的情形。系統會進行單邊輪胎的煞車,讓車體產生側向偏移而修正回原車道。」除了利用裝在後照鏡上方的攝影機監測道路標線外,這套系統也會將車速與駕駛人的方向盤操作考慮進去。

在底特律南部地勢和緩起伏的郊區,我有機會在博世公司的美國測試機構外面,試駕一套類似的系統,在三名工程師的陪伴下,我們在一條幾乎無人的筆直雙線道路上來回測試。確認道路淨空後,鄰座的研究員在筆記型電腦按下幾個鍵,開啟車道保持系統,接著我將汽車駛向隔壁車道,此時方向盤與座椅開始震動,彷彿我們正開上像洗衣板的顛簸路面,系統傳達出明顯的訊息:駛回你自己的車道!我們繼續測試了數種同樣概念的類似應用,差別僅在於警示訊號可能是嗶嗶聲、鐘鳴聲,或是儀表板上的警示燈。當駕駛人打方向燈時,警示功能便會停止。

我很快發現自己最能適應一種類似軌道車的反應,根據駕駛人駛離車道時系統的反應曲線圖,工程師戲稱此斜線為「浴缸模式」。每次當我轉動方向盤試圖將車子駛離車道時,系統就會產生一股平順的抵抗力將車子導引回原本的車道。當我評論道「自己很容易就會開在浴缸中央」時,工程師便露出滿意的笑容。

避開視覺死角

「盲點偵測系統」(blind-spot detection system)的功能和車道保持系統相輔相成,利用安裝在側面的超音波或雷達感測器來監控鄰近車道,並通知駕駛人在視線死角是否有其他車輛。目前市面上的類似系統是利用側視鏡上的警示燈告知駕駛人。麥康奈說,試用過盲點偵測系統的駕駛人對其評價都很高,但這套系統在商用車市場上可能發展更快,畢竟所有卡車的視線死角範圍都很大。

「車道變換輔助系統」是盲點偵測系統的延伸應用,目的是告訴駕駛人鄰近車道上的汽車正快速接近,進而防止駕駛人變換到該車道。麥康奈說,此時感應區域會延伸到「車後數個車身長,約50公尺。」另一個相關技術則用於防止駕駛人倒車時,輾過在車道上玩耍的小孩,這種倒車保護系統能偵測到孩童或其他物體,在撞上之前煞住。NHTSA正與汽車製造商和供應商討論,如何防止這種可怕但幸而少見的悲劇。

麥康奈預測,未來的安全系統將能辨識並迴避行人與動物,例如夜間路上的鹿;此外也能辨識交通號誌,以防止駕駛人闖紅燈。
結合這些先進感測系統,尤其透過網路連結後,將如同在汽車四周築起一道無形的「保護罩」,幾乎能偵測出任何鄰近的危險,但這種車上系統可能會相當複雜且昂貴,甚至超過一般人願意負擔的價格。

基於成本考量,數家汽車製造商正在研擬一套便宜的替代方案,將汽車與道路公共設施連接起來,這套系統的通訊原理就跟傳簡訊一樣簡單。通用汽車的研發執行長陶布(Alan Taub)說:「與其依賴自己車上的感測套件,何不問問其他車輛以及鄰近路標或交叉口,附近發生了什麼事?」

會說話和自動駕駛「霹靂車」指日可待

陶布說,這種汽車對汽車(V2V)與汽車對道路(V2I)通訊系統,「能讓駕駛人看見視線之外的危險,例如停在轉角後的汽車。車上系統可能無法及時偵測到危險,但附近經過的汽車也許會看到。前方交叉路口上的管理系統若內建無線通訊,也能通知分心的駕駛人,他們即將闖紅燈。如果有必要,系統甚至能自動煞車。

這項概念最大的好處在於應用的技術十分簡單,汽車與道路上只需要裝備基本的感測器,例如全球定位系統、運算器,以及相容的短距離無線電波發射接收元件。並非每輛汽車一開始都要裝配這套系統,陶布表示:「只要有5~10%的車輛配備這套系統,便能看到安全成效。」

但這項方案也有缺點,V2V系統需要全國所有汽車製造商同意使用相同的通訊協定,光是這點就得花相當的時間來達成協議。此外,在汽車上配備V2I網路或許花費不高,但要在所有道路的公共設施上安裝所需裝置則所費不貲。據估計,在美國設置全國性的V2I系統,花費將高達一兆美元。

即便如此,仍舊有數家汽車製造商,包含豐田、通用、日產以及其他汽車公司正持續討論V2V技術。日本與中國的一些研究機構也正在發展V2I技術的原型。

只要目前發展的安全系統與自動導航科技的可靠性獲得有效驗證,而且駕駛人也能完全接受時,自動駕駛的汽車便指日可待。事實上,研究人員已經證明這種汽車的確可行。

2007年,在加州維克托維爾市,一輛綽號「老大」的改裝雪佛蘭豪放系列的汽車與其他幾輛類似的無人汽車彼此競賽,成功通過真實市區道路與擁擠交通的考驗。這些自動化的汽車與卡車,參與一項由美國國防高等研究計畫署(DARPA)舉辦的城市挑戰賽,目的是展現自動駕駛車輛的確可行。比賽後,通用汽車執行長小瓦戈納(G. Richard Wagoner, Jr.)預言,公司會在10年內開始販售自動化汽車。這個預言或許過於樂觀,但可以確定的是,真正能自動駕駛的車輛,會在不久的將來就會實現。(完)

(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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