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下一代汽车革命 - 人性化、智能化
打造新世代智能汽车

【作者: 丁于珊】2012年12月13日 星期四

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一些科幻电影中对于未来汽车的描述常常是除了跌宕起伏剧情外的一大卖点,例如电影蝙蝠侠随着续集不断推出,蝙蝠侠的汽车也添加越来越多强大的功能及装备。汽车能够飞天遁地、自动驾驶、语音控制等各种令人眼花撩乱的功能更是电影中不陌生的情节,汽车迷们也对此向往不已。


虽汽车发明至今已有百年历史,但是对于未来汽车的这些幻想如今还未能实现。Bill Gates曾在一场演讲中说过:「若汽车产业发展速度能够像信息技术一样快,说不定我们早就开着汽车上月亮了。」这显示了在汽车技术发展上仍有许多困难待克服。不过,随着汽车产业进入高速化发展,以及驾驶人对于驾驶经验的要求,汽车变得越来越聪明,走向智能化已是必然的发展趋势。


由于智能手机和平板计算机智能化、人性化的操作接口与服务具吸引力,让汽车电子也开始走向智能化发展。分析师认为,制造商正试图复制人们习惯的智能手机体验或触控操作模式进入车用市场中,并认为这些技术能够帮助他们增加销售量。


根据研究,在未来五年,汽车产业有超过90%的创新发明也将和汽车智能化系统相关,智能汽车被视为是汽车技术发展中的一场革命,也成为未来抢占市场的一个重要卖点,这也让各大车场加快其汽车智能化脚步。其中,汽车智能化又以三个重点为主,分别为汽车安全、驾驶操控便利及娱乐性能。



图一 : SAAB新车上的IQon车载资通娱乐系统(Source:SAAB)
图一 : SAAB新车上的IQon车载资通娱乐系统(Source:SAAB)

主动安全普及化

人为失误经常是车祸发生的主要原因,2010年美国公路上因人为失误而丧生的人多达3万3千人、220万人为此受伤,也因此,安全问题一直是汽车中最重要的一环。「与安全性相关的车用系统才是真正“有肉”的地方。」宜特科技可靠度工程处副总经理崔革文说道。


近几年汽车安全的观念从被动安全转为预防车祸发生的主动安全,为了达到零死亡率的愿景,一些欧美日等国更倾向于主动安全及被动安全技术两者兼具。


其中,因驾驶人观念改变为预防为主,使的主动安全近几年虽仍主要集中在高端车款中,却也极具市场成长潜力。在主动式安全中,又以主动式先进驾驶辅助系统(ADAS)平台设计市场成长最快,其功能也五花八门,包括适应巡航控制系统(ACC)、停车辅助(PA)、车道偏移警示(LDW)和技术和侧目标检测(SOD)等都是主要发展技术之一。


ADAS具体的行动包括一些简单的被动式警报或是提供信息给驾驶人,注意异常的车辆或道路状况。不过,在新的ADAS系统中,主动式干预也已经开始在一些较高级的车款中现身。


而ADAS系统中,许多车厂正致力于开发影像辨识及雷达的ADAS应用层面。例如适应巡航控制系统(ACC)就是采用雷达系统来探测前车车速,以调整自身车辆速度,保持安全距离。


因ADAS能够有效的提升驾驶人警觉并减少车祸事故的发生,各国政府也开始制定法规,要求车厂安装一些已得到验证的ADAS技术,并将其作为汽车中的标准配备,希望能够藉此保护司机、乘客行人及其他道路用户的安全。


一些OEM厂商也参与了ADAS技术研究,包括奥迪和大众、宝马、丰田和雷克萨斯、奔驰、日产与英菲尼迪、福特与富豪。其他如福特也积极推动ADAS朝向低端市场的发展,提高消费者对于这类较先进的安全系统有近一步的重视。


然而,汽车电子市场并不是想进就进得去,且一些主要技术通常和车厂紧密结合,也就是所谓的前装市场,能进入前装的全车设计的业者非常少,被取代性很高,获利率也不高。


此外,相较于消费性电子,发展车用IC需要完全不同的设计思维,尤其在与安全性相关应用部分,由于牵涉到人,在可靠性与耐用性上必须提供绝对的质量保证,也因此在导入市场的时程上相对较久。最基本的,就是必须通过汽车电子协会(Automotive Electronic Council;简称AEC)的可靠度验证要求。


车用IC跟过去台湾IC业者熟悉的「design for function」大不相同,从一个新产品的设计开发,到制造、验证与生产,都只有一个目标,就是「Design for Reliability」,把可靠度放到第一位。「可靠性与稳定性,才是车用IC最重要的设计关键。」崔革文说道。



图二 : ADAS系统能侦测四周路况,并提供主动安全措施
图二 : ADAS系统能侦测四周路况,并提供主动安全措施

从双赢到三赢 - 协同式安全

不过,要建立车与车、车与人、甚至是车与城市之间的零事故愿景,光是靠车子本身的主动或被动式安全仍然不够。如能透过车与车、车与人或车与环境之间的互相沟通对话,随时让驾驶人更了解路况,不仅避开可能发生的危险,大幅提升汽车驾驶的安全性,也能够有更舒适的驾驶体验,并实现智能交通系统。


在下一代的智能汽车技术中,互联网概念的协同式安全因应而生。如同智能手机间可以透过Wi-Fi等无线网络来传输信息,一些车厂也开始研究车子与车子的讯息传递。


但相较于智能手机间的Wi-Fi无线传输,工研院资通所车载通讯与网络部副工程师苏子翔提到,汽车由于行驶速度快,需要质量更高更稳定的无线通信才能够真正确保汽车安全,例如常用于车载通讯(或称为专用短距离通讯)系统中的IEEE 802.11p通讯协议。


除了必须制定更稳定的通讯协议外,协议式安全中包括了车、人及环境间的互相沟通,牵涉范围广泛,且互联网概念复杂,在信息服务、应用及管理上的问题都必须由政府制定明确的政策规范,才能有更进一步的发展。因此,协同式安全市场目前还未普及。


动口不动手 声控号令天下车

除了汽车安全外,驾驶操控便利及娱乐性能也是消费者在购买车子时,所要求提供的功能。汽车制造商正透过链接智能手机和使用App,实现智能化车用服务,如驾驶人可以随时掌握附近餐厅的评价、电影放影时间、最优惠的油价或是那些朋友正在附近。甚至,在福特和微软合作开发的「SYNC车用通讯整合系统」中,结合了医疗设备,提供花粉监控功能,给予过敏的驾驶人警告。


事实上,车用娱乐信息系统(IVI)不仅各大车厂之间竞争激烈,就连各大IT巨头如Google、Intel、苹果及微软等也积极切入此领域。


而自从苹果的iPhone 4S搭载了Siri后,语音控制开始蔚为风潮。其实语音控制早已不是新鲜的玩意儿,只是近几年由于技术逐渐成熟、数据库也越来越完整后,不管行动装置、家电、医疗等都看的到声控功能,各大车场对于声控市场布局也各有不同的策略。而看准庞大的市场,苹果、微软、Google等大IT巨头不约而同进入车用领域。苏子翔表示,语音控制已即将和汽车结合,打进车用市场。


正如福特在其官方网站介绍SYNC声控系统的口号「SYNC让你的眼睛专注在路上,并和世界保持链接(SYNC helps you keep your eyes on the road and stay connected to your world)」,透过语音控制对车上的服务下达指令,拨打电话、导航、搜寻并播放你喜爱的音乐等,便利的完成任务。虽应用层面还为扩大为全面声控,不过以四百万台的销售成绩抢得市场先机。


不让微软专美于前,苹果也在今年的全球开发者大会中宣布,将开发人工智能语音助理 - SEFM(Siri Eyes Free Mode),整合了地图、车辆控制和Siri语音功能,只要连接上iPhone就能够利用语音指令控制。


截至目前为止,已有通用汽车、丰田汽车、克赖斯勒、本田汽车、梅赛德斯—奔驰、奥迪汽车、宝马汽车和捷豹路虎等车厂计划加入SEFM。其中,通用汽车甚至暗示一年内将把Siri引入自己的车型当中。


在此同时,Google也正急起直追,紧锣密鼓的布局声控市场,在下半年陆续推出的Android车载资通讯 (Telematics) 系统中,主打语音搜寻,包括纳智捷Think+、SAAB IQon等车厂已加入了Android阵营。而Google也趁胜追击,推出了属于自己的语音助手Robin。


相较于苹果的Siri,Google的Robin更专注于汽车导航服务的开发,提供驾驶人导航、停车位置、交通信息、天气、油价等信息查询及本地化服务。除了语音控制外,也支持手势操作,彻底实现盲点操作。


智能汽车时代来临

随着各大业者切入点不同,可想见未来汽车领域的创新应用将朝向更加多元化的发展,颠覆我们的想象。到那时,车子也许不在只是车子,而是成为像80年代风靡一时的影集中,主角李麦克的车子伙计般具备人性化特质。


然而,在那之前,对于要实现真正的语音控制或其它各种创新的智能化功能,将这些服务变的普及,甚至建立一个全面的车连网应用,当中所牵涉到的层面及广,当中又以安全问题最需经过严格的验证。不过虽Bill Gates认为,汽车行业发展速度慢,要有一个最佳「伙计」并不是短期内可达成的目标,但却已是指日可待了。


汽车业推开源计划 选定Tizen为平台

Linux基金会日前宣布为汽车业成立一个专属的汽车等级Linux工作组 - AGL(Automotive Grade Linux)工作组,希望打破长期以来车厂封闭的资通讯系统开发环境,让开放社群能够帮助这个产业更快速的引进可靠而先进的技术。


目前加入者包括Jaguar Land Rover、Nissan、Toyota等重要车厂,以及Intel、NEC、NVIDIA、Renesas、三星、Symbio、TI等软硬件厂商。此一工作组已选定Tizen项目做为开发用的参考平台,将在此平台上提供广泛的车载应用,从仪表组件(Instrumentation Cluster)到车载资通娱乐系统(In-vehicle Infotainment, IVI)等。


对于Tizen,有些人可能已注意到它是三星在背后支持的一套开源操作系统。对手机操作系统发展有所研究的人,则更清楚Tizen的来头不小,其前身正是由Intel和Nokia共同推动的开源行动操作系统MeeGo,但两强相加仍不敌Apple与Google阵营的进逼,最终两家公司都放弃对MeeGo的主导权,在去(2011)年9月底被Tizen项目所取代。


事实上,Tizen的背景并非只承继了MeeGo,还整合了LiMo基金会的LiMo项目。再往前看,MeeGo也有前身,分别是Intel的Moblin和Nokia的Maemo,而谈到今日Linux基金会选择Tizen作为车载系统的开源参考平台,就得回溯到Intel独立推动Moblin的时期,就已和车厂建立起合作关系。


这也是后来进入MeeGo时期,由奇异(GE)、宝马、标致、Intel等大厂共同成立的“国际车载联盟(GENIVI Alliance)仍将MeeGo选为其IVI的开发平台之一。目前Tizen、Mentor Graphics IVI、MontaVista IVI、Ubuntu Remix IVI和Wind River IVI是该联盟所选的5种IVI发展版本。(CTIMES科技日报)


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