軍事/商業/農業應用效益顯著 無人車圈地利基市場
今日大多數人都已看過Google無人駕駛汽車在高速公路和小道上行駛的視頻錄影,自動駕駛概念絕對是革新性的,並且正在向前發展進入主流市場。自動駕駛汽車與軍用和工業應用的重型設備具有相同基礎原理,通常提供全自動或人工作業選項。
多感測器加持 無人車模擬人類五感
與依賴身體五感的駕駛員相比,無人駕駛車輛經設計可具備更快的速度和更高敏捷性,它們正在軍用、農業和商業領域迅速受到矚目。設計工程師的任務是開發和指定正確的技術組合,以實現最高的效率;藉由利用等同於視覺、聽力、嗅覺、味覺和觸覺的機電能力,自動駕駛車輛基本上是模擬經過培訓的駕駛員,在操縱車輛時所顯示的複雜生理感官輸入和回應。
視覺可以說是人們賴以查看周邊情況並做出回應的人體感覺,所以監測和定位攝影機在無人駕駛車輛中蓬勃發展,這並不令人驚奇。在缺少感測器的情況下,攝影機提供的資訊有限;然而,只要結合攝影機和感測器網路,不僅可以提供視覺,還可以提取在其他情況下,通過操作人員的感覺所產生之大量輸入資訊。
全球衛星定位系統(GPS)功能已經日漸成為乘用車和商用車的標準配置,雖然以多架攝影機來建立全方位360度視覺多用於自動駕駛汽車,不過在警車、部分乘用車款和許多商用車輛中裝配攝影機已愈來愈普及。
感測器結合攝影機和GPS來提供其他物體的參考點,可以實現移動、障礙和地形變化的解析,從而告知車輛和其環境之間的移動和互動。無論是乘用車或農業設備,感測器不僅可以檢測到活動以及在其他情況下由操作人員檢測到的資訊,它們還提供寶貴的溫度、壓力和一般需要手動測量和監控得來的數據。
隨著自動駕駛汽車持續發展,在車輛中使用多個攝影機將成為普遍現象,帶來了感測器數目以及資料速率的相應增加。由於資料登錄設備增加,因此出現處理和同時解析來自多個攝影機,和大約四十至五十個感測器的高速數位輸入需求,並形成符合邏輯的反應,和高精確度移動的工程技術挑戰。
零組件效能提升 自動駕駛車克服應用障礙
自動駕駛車輛利用了各種各樣的技術來實現GPS、攝影機和感測器,以做為系統的大腦。自動駕駛汽車的基礎電子元件,包括可以應對振動和極端溫度的堅固且密封之高速互連產品。今天,許多自動駕駛車輛使用智慧天線,其在單一天線中提供了功能強大的四倍頻寬、全球行動通訊系統(GSM)、藍牙(Bluetooth)和無線區域網路(Wi-Fi)技術組合。
自動駕駛車輛還配備了乙太網路開關器,能夠處理和傳送大量的高速資料至遠端操作人員或中央控制地點。另一方面,乙太網路開關器也可讓遠端操作人員監控機器的處理過程,並且在需要時進行人工控制。正如駕駛員不斷掃視左右兩邊,遠端操作人員也能夠通過即時視頻進行掃視。高速堅固耐用的柔性電纜在自動駕駛車輛中提供連接,可以實現大資料量和高速度及精確的移動回應。
雖然,經過驗證的穩健技術已經用於軍事、農業和商業市場的無人駕駛汽車;然而,價格仍然是讓這種技術難以進入某些產業領域的障礙。如同早期的行動手機設計,以遠高於大多數人口平均收入的價位進入市場,自動駕駛車輛至今主要還是在較大預算的機構中尋找其利基市場。
儘管元件、網路、運算和控制均已經準備就緒,但任何汽車技術(特別是在商業用途上的技術)在可進行現場實施之前,通常都需要較長的開發週期,在原型構建、測試和其他需求方面花上數年時間並不稀奇。這與在一年內便開發和推出的蜂巢式電話及其他消費產品不同,較長的開發週期可能推高量產試作成本。
在緩慢的經濟發展中,商業機構藉由延遲大型設備的採購,或選擇較低階款設備來替代陳舊或損壞的設備並不罕見。因此,經濟發展對於自動駕駛車輛和設備的採用速度方面,將發揮著重要影響。例如,軍方長期投資先進的技術,並且非常了解自動駕駛車輛的優勢,但農業和其他私有領域才剛剛開始認識到它們的效益。
革新作業模式 無人機具提升產業經濟效益
革新作業模式 無人機具提升產業經濟效益
堅固耐用的無人駕駛機器人和車輛,越來越經常被用於危險的炸彈探測和採礦作業中;最近,用於監控和軍事行動的無人駕駛飛機(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)或無人機也登上報紙頭條。自動駕駛設備在軍事和其他運作中,提供了載人運作所無法達到的安全性水準。
較小型款的軍用概念UAV適用於社區和警察部門,做為由人駕駛的車輛或駕駛直升機的替代品,用於例行巡航、交通控制甚至高速追逐。敏捷的UAV能夠飛行更長的距離,比街道上行走的員警甚至員警巡邏車更快速,同時將數位視訊以串流方式導向中央指揮所。
UAV可以用作城市人群或犯罪控制的工具,甚至用作颶風、洪水和其他自然災難過後,提供救濟和援助的首批回應工具。對於過於危險的不安全區域,自動駕駛裝置可以是提供災難援助、清除雜物,並且進行緊急救援行動的「救生索」。
在農業應用中,自動駕駛車輛可以大幅提升生產力,並且減少種植和收穫季節所需的人力。無人駕駛的機器人割草機和草坪割草機,如今已開始在農場和高爾夫場上辛勤工作。一個大型農場可能擁有多部自動駕駛車輛同時運作,而農場主人或經理人則擔任協同工作或監督。
農業環境可能需要極為細微的GPS精確度水準,可能得在半英吋範圍內的農田中安全且高效地進行導航。同時,無人駕駛的拖拉機可能在掃除雜草之餘,同時監控溫度、壓力和燃料水準,除了需要結構堅固的攝影機、感測器和無線連接之外,這些設備輸入快速累積為大量數以十億位元計的高速資料,而這些資料須要進行即時的處理和分析,並且通過網路傳到遠端農場經理人的手上。
在重型設備和工程建設以及採礦作業等商業運作中,自動駕駛車輛可以橫越不良的光線、空氣品質或是崎嶇地形,而那些地形可能是工人無法到達或具有高危險性。藉著合適的通訊協定,經理人或監管人員能使用筆記型電腦甚至行動設備,操作多個自動駕駛機器並監控調度;同時,如果一項工作需要遠端存取,可以即時存取機器的控制台和過程。
此外,如果一部車輛可能須要維修或中途加油,先進的警報功能可以「聯繫總部」來警示經理人,不必將設備召回設備庫,而是召喚加油車輛前來加油,以避免導致長時間中斷工作。
在建築、農業和其他利潤微薄的領域,自動駕駛車輛可以有助轉虧為盈。對於利潤微薄的運作,操作人員通常必須在相對較短的時間內完成大部分工作,從而獲得最多的營收。自動駕駛設備可以全天候運作,相較於由人操作的設備達到更高產量。農場主人可能使用無人駕駛設備來種植、培育和收割,並且選擇性地確定需要噴灑的農藥,以改善農作物的健康狀況。
藉著配置精密移動GPS,自動駕駛車輛還可以防止篡改和大型設備的偷盜,甚至可以進行程式設計使車輛停留在一定的範圍內,如果自動駕駛車輛以任何理由離開該範圍,就會警告操作人員出現了安全性漏洞,這樣操作人員可以報告該漏洞缺口,並快速找回設備。
軍/商/農領域積極導入 無人車輛加速普及
自動駕駛車輛和重型設備做為全球性的變革力量,提供了幾乎無限的可能性。和其他新興技術一樣,自動駕駛車輛的成本曲線將隨著商業化而繼續往下降,尤其是當潛在的使用者更加了解自動駕駛車輛可提供的生產力、效率、安全性和其他優勢之後。
業界已擁有堅固可靠的嵌入式系統、元件和連接器,以幫助加強自動駕駛技術的實用性和價格調降,這將會推動自動駕駛車輛的擴展;而軍用、商用和農業領域,將會在這一改變中繼續領先。