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什麼是 ADAS?

ADAS 是先進駕駛輔助系統的縮寫,是內建的協調技術套件,可協助駕駛更安全地操作車輛。根據美國國家公路交通安全管理局的一項研究,估計 94% 的嚴重車禍是人為疏失所造成。ADAS 的開發是為了協助減少交通事故,其方法是將自動偵測、導航和迴避功能整合到個人用與商用車中。

ADAS 軟體的主要目的是安全性。藉由提升車輛對環境的警覺性,並在毫秒內適當反應;這些系統賦予汽車如超能力般的功能,以避開危險。在 ADAS 中,光達、雷達和攝影機等感應器共同運作,以提供行人偵測和車道偏離警示等功能。此外,ADAS 在降低駕駛工作負載和壓力、提升舒適度和便利性,以及促進全自動駕駛轉型的能力也非常重要。

ADAS 位於自動駕駛等級中的等級 2 和等級 2+。  隨著自主程度提高,機器的控制能力增加,人力控制也會隨之降低。如今的 ADAS 技術有助於我們走向等級 5 (全自動駕駛),因為其能讓駕駛人適應一個概念—科技最終將能夠處理整個駕駛體驗,駕駛不再是必須。 

注意:L2 和 L2+ 自主性之間的差異在於 L2+ 包含可建立更高程度自動化 (例如自動變換車道) 的額外功能,但駕駛仍有完全控制權。 

ADAS 的類型

ADAS 包括一系列的功能,從基本輔助到進階自動化。其中包括:

自適應巡航控制 (ACC):根據前方車輛相對調整車速,協助駕駛保持安全的行車距離。

自適應前方照明 (ADB):從遠光燈變更為近光燈,或將焦距往正確方向移動,以適應車輛當下的外部照明需求。

自動緊急煞車 (AEB):在預計發生碰撞時使用煞車。

盲點偵測 (BSD):當有其他車輛位於車輛側邊的視線死角位置時,會向駕駛發出訊號。變換車道時尤其實用。

交叉車流警示 (CTA):在倒車時提醒駕駛有車輛接近,以降低碰撞風險。

疲勞駕駛偵測:監測駕駛,在發現其疲勞徵兆時警示,協助預防意外。

停車協助:此功能可感應停車點與週遭障礙物,自動執行停車操作,協助駕駛路邊平行停車或垂直停車。

交通號誌辨識:此功能通常可搭配駕駛人抬頭顯示器使用,藉此識別速度限制和其他交通號誌,讓駕駛掌握資訊。

ADAS 有哪些元件?

ADAS 包含數個可共同運作的個別元件,以改善行車安全和舒適度。ADAS 能使用來自各個元件的即時資訊感知環境、規劃動作,並控制汽車的機械元件以執行動作。

感測器:包括所有接收資訊的元件,例如攝影機、雷達、光達、超音波和紅外線感應器。這些感應器能偵測其他物體的距離、速度和溫度,並擷取視覺資訊以利判讀標誌和道路標示。

晶片與處理器:整個系統控制感應器的積體電路介面與資料處理,有助於元件之間的通訊。

控制單元:控制單元會使用嵌入式軟體協調資料,以做出決定並傳送指令至車輛的機械系統。

致動器:當控制單元決定車輛行為時,致動器會將電子訊號轉換為實際動作。其中包括動力轉向、煞車和油門致動器。

如何開發 ADAS 技術?

除了整合多種技術的極複雜性之外,多項挑戰也讓 ADAS 的設計和開發獨樹一格。首先,ADAS 需要在適應動態條件下即時回應。它也提供人機互動,使用避免混淆並確保操作簡單易用的關鍵直覺式溝通。ADAS 受到複雜的法規約束,例如 ISO26262,這是適用於所有車輛電機和電子系統的國際 FuSa (功能安全) 標準。 

為了開發先進駕駛輔助系統 (ADAS),工程師進行包含研究、設計和測試的多重階段流程。

  1. 研究:新 ADAS 功能的構想 (或現有功能的改善) 根據新興技術、不斷變化的法規要求、製造商投入資源和使用者趨勢進行探索。 
  2. 設計:感測器的選擇與配置、軟體和硬體元件,以及人機介面,都整合在驅動規格的概念之中,以引導實作。
  3. 測試、確認和驗證:系統的所有元件都會以個別和系統的方式進行評估,以確保 ADAS 功能在現實情境中符合其安全性和效能要求。 

在設計和測試階段,工程師需要仰賴模擬軟體來協助他們探索各種選項,並在建立實體原型之前,驗證設計是否符合法規標準。此軟體可讓您預測和驗證 ADAS 系統中多學科技術和機械的複雜內部協調,這是工程師用肉眼看不到的部分。

此外,模擬功能可取代車輛數十億英里的道路測試。這些虛擬模型可讓工程師評估數百萬個情境,包括無法預見的臨界邊緣案例,這些情況危險、昂貴且耗時,因而難以使用實際駕駛測試達成。  透過模擬進行虛擬測試是加速先進 ADAS 系統開發的唯一可行方法,並能同時建立消費者信任和接受度,與符合法規標準。  

ADAS 技術的未來展望是什麼?

ADAS 克服關鍵挑戰的能力會大幅影響其未來發展。無法預料的駕駛情境 (例如極端天氣狀況)、符合法規標準、網路安全風險和駕駛教育都是讓 ADAS 的演進更加複雜的因素。但隨著這些系統持續改善偵測、感知和執行,它們將引領全自動駕駛車輛的誕生。

若要達到等級 5 的自主性,就需要強化現有功能,並整合感應器融合技術,更加依賴 AI 驅動的決策,以及完善的通訊功能,例如車聯網 (V2X)。透過工程師、汽車製造商、技術開發商和駕駛的密切合作,ADAS 將持續改善道路安全和整體駕駛體驗,直到全自動駕駛的夢想成真。 

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