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感测上云端 车联网美梦成真
智慧行车的终极目标

【作者: 王岫晨】2013年12月03日 星期二

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尽管物联网(IOT)尚未全面实现于现实生活当中,但其串联所有资讯的概念十分具有前瞻性,这也是许多产业争相投入发展物联网的主要原因。这其中,车联网(IOV)更是具有发展潜力的超级新星。


车联网指的已经不再是单纯的车内讯息传递,而是层面更广的整车资讯与行动网路的串接,用意在于透过先进感测技术、无线通讯、网路技术、数据处理、自动控制、资讯整合等不同层面的技术应用,来建构更智慧化的交通网络系统,让行车不再是杂乱无章的随机行为,而是能够藉由综合管控系统,来实现人、车、路与环境之间的智慧互动。


终极目标:自动驾驶

车联网的应用范畴,包括交通事故管理、行车收费、车况分析、远端监控、路线导航规划,以及车辆防盗等。远程目标甚至是希望能达到如同电影中那样,由中控系统来统一控制不同车辆的行进,达到自动驾驶的终极目的。



图一 : 车联网架构分析图
图一 : 车联网架构分析图

事实上,在这个万物皆联网的时代,汽车与网路的融合,更是将人、车、路与环境合为一体的最快捷径,而未来的汽车将是网路与感测整合下的产物。在车联网的环境中,汽车就是个强大的行动终端,只要坐上驾驶座,就能透过高度整合的中控仪表板,一手掌握动力控制、方位导航、影音娱乐、无线通讯与网路连结等核心功能。不只行车资讯将能透过网路对外发送,驾驶甚至可连结全世界,这样美好的行车体验,正是车联网所能提供的应用远景。


车联网这种全新的通讯应用,是电信营运商转型、传统网路产业跨界、以及资讯工业整合的下一个发展核心,更是汽车产业发展的全新领域。汽车产业上一个发展重点在于绿色环保,因此大量开发新一代的电动车。当然过程并不顺遂,许多问题仍待克服。而现在,车联网成为汽车产业发展的第二个新方向。


当然,为了高度整合各不同领域,车联网在发展过程中势必也将遭遇更多不可预期的因素。这也使得车联网尽管立意良善,但要能真正实现,恐还须待各方的共同努力。



图二 : 车联网的终极目标,就是要实现无人自动驾驶的愿景,不过要实现这样的美梦,还需要更多时间的努力。
图二 : 车联网的终极目标,就是要实现无人自动驾驶的愿景,不过要实现这样的美梦,还需要更多时间的努力。

车联网三大系统

车联网希望做到的,就是能让车与车、车与人、车与路、以及车与感测设备之间进行更多一层的互动,实现人、车、路、环境间的感知互通、讯息互享。透过动态行动通讯系统,不管是车辆、道路与环境的现况,甚至是驾驶者本身的身心状况,都可以经由无线网路来收集并统整各方讯息,进行分析、演算并公布,让汽车能接收到讯息,并让驾驶人得知最新状况,来进行最佳的行车判断。


车联网广义来看,是非常先进的科技连结,甚至能透过环境中的感测讯号,让汽车能自行判断该进行何种动作,进而执行自动驾驶的任务。只不过,这终究是可望而不可及的远程目标。目前许多厂商所标榜的车联网,充其量只能称作是智慧车载系统,尽管整合了GPS、多媒体影音等车室内娱乐功能,但都不是真正车联网的架构与精神。


事实上,真正的车联网,必须涵盖终端、网路与远端三个系统层面。在终端系统方面,指的其实就是汽车上各种拥有智慧感应能力的元件。透过这些感测元件,能充分收集车辆在任何时刻的状况,包括静止、行进、过弯等各种状况的讯号,透过这些讯号的收集,汽车也能执行车辆内、车与车间、以及车与环境之间的进一步联系。


在网路系统方面,车联网的主要目的,当然是透过网路的串联、资讯的互享,来达到更智慧化的行车环境。这其中牵涉到的V2V(车对车间)、V2R(车对路)、V2I(车对网路),以及V2H(车对人)等不同的讯号连结问题,且为了在不同的异质网路架构间进行漫游与互连,各种不同网路标准间的互通性也成为关键。


第三就是远端系统。远端系统是实现智慧行车环境最重要的一环,正由于道路上大量行进或停止中的车辆,所撷取而出的资讯量十分惊人,已经达到巨量资料(Big Date)等级,这些资讯都需要即时传送、虚拟化、安全认证、资讯暂存、行动互连等技术,以便在远端进行快速的分析与处理,并在第一时间传回车辆中,以便进行进一步的动作。



图三 : 车上的联网早已不是新鲜事,但车联网目标是将车上网络进一步向外延伸。
图三 : 车上的联网早已不是新鲜事,但车联网目标是将车上网络进一步向外延伸。

标准纷乱:车联网最大阻碍

车联网的立意良善,其远程所欲达到的全自动化目标,更是智慧行车环境的终极展现。只不过,要达到远程目标,还需要更多时间的努力。而车联网究竟只是个概念,还是能够带来真正的商机呢?


工研院资通所车载资讯与控制部经理冯世安认为,车联网这样的概念,从物联网延伸而出,事实上已经不是新鲜事,在市场上已经不断有相关技术投入此领域。在过去,车上已有联网技术的相关应用,而现在车联网要做的,就是将车上网路进一步扩展开来,延伸到更高一层级的对外联系。


当然,在作法上,也得循序渐进才行,没办法一蹴可几。冯世安说,车联网有许多不同阶段的发展模式,就目前来说,比较可行且可已有相关使用经验的,就属V2V与V2I。


V2V所要做的,就是车对车的直接资讯传递,不必透过网路基础设备来交换资讯,而是直接透过3G或4G讯号,直接与目标车辆进行资讯连结。这种方式,就如同按喇叭一样,不需要其他介质,很快就能让目标车辆知道本地端车辆要做什么,优点在于快速,更能达到安全的目的。


当然,目前所有的问题,还是在于标准的不同,因为每部车因品牌不同,不同品牌厂所选择配合的通讯技术往往不同。要如何让这些不同的通讯标准间能够相容并进行接轨,考验着相关车厂的默契与智慧。就如同现行的ETC一样,在建置期后,还必须订定配套的法规,才有办法上路实行。未来在V2V相关的标准与法规制​​订上,势必得更加正视这个环节。


你真的需要车联网?

相较于V2V,V2I就比较自然一些。毕竟在这个行动世代,能联网的装置十分普及。驾驶者在车上,就可以直接透过手机,让车辆直接联网。


冯世安举了个最普遍的例子,就是GPS行车导航系统,在云端化的导航趋势下,结合动态路况,更可透过用路人分享的资讯,将所有最新路况消息传送至远端系统进行整合,再将资讯回馈给导航服务,如此GPS装置就能让驾驶人掌握最即时的路况变化。


也正因为V2I执行方式较为自然,特别在行动装置APP盛行的今天,透过APP能结合行动装置,将更多直觉式的行车服务带向车用市场上,例如透过GPS来累积驾驶人的驾车习惯,把这些资讯送回到远端进行分析,就能知道驾驶人在什么时候需要怎样的资讯,进而提供个人化的差异服务,这也使得V2I成为目前最普及的车联网应用。


车联网以网路连结为主要目的,因此发展过程中所遭遇的种种问题,当然都是围绕着网路在打转。冯世安说,车联网目前遭遇最主要的挑战,仍在于网路基础设施的布建,以及V2I无线上网的连线成本问题等。至于更高一层的V2R,也就是车辆与道路之间的互动,事实上目前已有许多道路资讯,例如行车速限或路名地段等,是需要驾驶人自己去看才能得知。


一旦要实现V2R,就必须将这些资讯电子化,然后透过无线通讯的方式传递到车内,并显示在行车仪表板或挡风玻璃上,这就出现一个新的问题了,这些道路设备是谁要出资去建设?而就算是基础设施布建完成了,也会产生营运与回收的问题,更可能进而产生使用者必须付费的收费问题,这些都可能导致V2R停留在概念阶段,而难以真的实现。


毕竟对于驾驶人来说,这些资讯直接看路标就好,何必还要花费一笔庞大费用去购置设备及付费,只为了让原本在路旁标示牌上的资讯,显示到车内的仪表板上,如此未免太过大费周章。


台湾的车联网商机

车联网由于涉及的应用层面十分广泛,对台湾厂商来说,包括车载机到资通讯产业等,都有机会跨足到车用市场。当然,台湾产品目前多仍以外销为主,大部分也都是透过新技术来开发新产品,由于台湾本身就以资通讯产业为强项,只要解决了车用产品的车规与安规等问题之后,要跨入车用市场并不难。唯一的问题在于,要如何顺利打入国际车厂。除了提供品质更为完善的产品之外,针对市场更为重视的需求打造产品,以求能顺利抢下国际大厂的订单,提高全球市场能见度。


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