AEB力保汽車/行人安全 法案應加快趕上技術進展(1)

美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)的自動緊急制動系統(AEB)提案,可能已經落後於最新的汽車解決方案。車用感測器技術在影像辨識的解析度與精準度持續提升,也不斷強化夜間辨識能力。 2023年5月,美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)宣布一項計畫,要求所有新型乘用車將自動緊急制動(AEB)系統作為標準配置。簡單來說,AEB是車輛為避免潛在事故,而自動啟動刹車的過程。這是一種強力措施,能夠降低碰撞時的速度或完全避免碰撞,進而防止車輛損壞和人員傷亡。 從表面上看,強制實施AEB系統的計畫是個好主意。但如果NHTSA的提案要產生影響力,必須領先於汽車產業現有的技術。要理解這項標準是否能及時影響汽車產業,以及NHTSA的計畫是否足夠深入,不僅需要瞭解這項提案本身,還要全面瞭解AEB技術。透過探索底層技術,以及汽車製造商的進展速度和市場趨勢,才有可能準確判斷NHTSA計畫的潛在價值。 NHTSA的AEB規畫 2016年,NHTSA要求占美國汽車總銷量99%的20家汽車製造商,在2022年之前自願將AEB作為乘用車系列的標準配置。四年後的2020年,NHTSA的一份報告顯示,該產業可能未能達到目標,僅有10家製造商將AEB作為標準配置。這份報告理論上為制定強制性規定打開了大門,但直到2024年5月,NHTSA才提出了相關提案。從最初的要求到新的提案之間,美國公路安全保險協會(IIHS)發布了後續報告(圖1)。 圖1 2020年至2022年期間,大多數汽車製造商的配備量都有顯著成長 將IIHI的數據與NHTSA最初在2020年發布的報告進行對比,突顯出一些趨勢。首先,2022年在20家汽車製造商中,有14家至少為95%的車輛配備了AEB,而兩年前的數字僅為10家。如果觀察下述六個特例,則進一步突顯這一高速發展的進程。2022年,起亞汽車的AEB裝備率為94%,本田旗下的謳歌汽車AEB裝備率為93%,但在2021年零部件短缺之前,謳歌的AEB裝備率一直高於這個數據。 另外四家汽車製造商的裝備率,則從2020年的38%上升到平均72%。2023年,所有製造商都表示AEB的部署將再次增加,通用汽車(GM)表示其2023年的車型中,98%都將配備該技術。AEB逐年快速成長的趨勢,以及NHTSA提案的時機,引發了一些問題。許多人擔心的是,如果所有製造商在標準實施之前,就已經在其全系車型中配備了AEB,那麼後續的提案是否真的能增加汽車安全。探討此議題,需要從NHTSA提案強制實施AEB系統的原因分析。 首先,重要的是要仔細研究提案的具體內容。對於車輛之間的碰撞事故,如果駕駛未能及時反應,AEB系統需要在車速達到每小時50英里時主動刹車。如果駕駛刹車了,但並未達到所需的最大制動力,那麼AEB系統需要在車速達到每小時62英里時,完全避免與另一輛車發生碰撞。模擬的車輛間AEB場景包括一輛車接近一輛靜止的前車、一輛行駛緩慢的前車以及一輛正在減速的前車。 對於車輛與行人之間的事故,所有車輛都必須在車速達到每小時40英里時採取行動。模擬的車輛對行人AEB場景,包括車輛接近(從左側或右側)穿越道路的行人、行人靜止在車輛行駛路徑上以及行人沿車輛行駛路徑行走。這項技術還需要在夜間工作,NHTSA表示,美國超過70%的行人死亡事故發生在夜間。 如果NHTSA的提案能在2023年8月底之前獲得批准,那麼從2026年9月開始,即AEB系統將成為2027年車款的強制性規定。如果獲得批准的時間較晚,則強制部署將推遲一年,也就是規範2028年的車款。 鑒於夜間死亡人數等統計資料,以及AEB在美國每年可挽救360人的生命,並至少減少24000人受傷的情況,這些都突顯了AEB的重要性。也導致NHTSA將提升行車安全的目標指向了這項技術。但是考慮到大多數車輛已經配備的感測器,強制配置AEB系統是否必要?擬議的規定是否真的足以滿足車輛安全的需求?仍有值得討論的空間。 比較美國/歐洲AEB規範 鑒於AEB技術的迅速普及,尤其是在過去的三年裡,不難理解NHTSA將強制實施的目標日期定為2026年9月(2027年車款)可能為時已晚,無法產生任何影響。但是,如果將美國的情況與歐洲進行比較,只會更加強烈地感覺到NHTSA的提案落後於時代。 自2019年起,作為歐洲公認的車輛安全評級方法,要獲得歐洲新車碰撞測試(Euro...
2024 年 04 月 03 日

AEB力保汽車/行人安全 法案應加快趕上技術進展(2)

美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)的自動緊急制動系統(AEB)提案,可能已經落後於最新的汽車解決方案。車用感測器技術在影像辨識的解析度與精準度持續提升,也不斷強化夜間辨識能力。 AEB工作原理 (承前文)如果瞭解AEB系統的工作原理,將有助於正確評估潛在的法規要求。作為先進駕駛輔助系統(ADAS)的主要技術之一,AEB是一種強大的車輛安全措施,可以顯著減少安全事故,特別是在車輛前後碰撞和車輛與行人碰撞的情況下。典型的AEB系統結合影像感測器、雷射光達(LiDAR)和毫米波光達(Radar)來感知可能導致潛在碰撞的物體。 車輛會對影像進行即時分析,如果即將發生碰撞,就會提醒駕駛踩下刹車。如果駕駛未能在足夠的時間內踩下刹車,車輛會主動採取制動措施。對於影像感測器而言,AEB系統需要轉化為視場角(FOV)、解析度、影格率和微光性能等參數要求,這些影像感測器特性將直接影響物體的可探測性和物體探測的延遲。 如圖2所示,配備AEB功能的車輛銷售占比大幅增加,但這並不是汽車產業唯一的重大變化。近年來,車輛的底層技術有了長足的發展。處理系統更加強大,通訊系統速度更快、資料傳輸率更高,感測器也變得更加準確,特別是在微光條件下。這些因素共同促使AEB系統變得更加智慧、可靠,使系統能夠在更多種情況下採取可挽救生命的動作。 感測器與AEB比較 產品如安森美的Hyperlux影像感測器系列,旨在幫助汽車整車廠商(OEM)在各種條件下進一步提升車輛的安全性,進而減少事故。如果將感測器系列與NHTSA提案比較,就會發現該法規應該更深入,或者至少可以儘早實施。 考慮車輛對行人場景中車速最高(因此制動距離最大)的情況:一輛車正在接近一個沿車輛行駛路徑行走的行人。車速可以達到每小時40英里,而行人的步行速度為每小時3.1英里(圖2)。 圖2 行人汽車制動系統測試場景示例——行人沿路徑移動的基本設置 對於此車輛對行人的場景,如果考慮到典型的城市路況,前方ADAS視場角為120°、時速達40英里的車輛的停止(制動)距離、0.5秒至1秒的回應(反應)時間,以及每個行人至少8個圖元才能正確識別,可以推導出大約需要2480圖元的最小(水準)解析度。此感測器的解析度為3840× 2160圖元,滿足了NHTSA要求車輛對行人場景所規定的解析度,可有效地為行人提供多達12個圖元,進而實現強大的AEB識別演算法操作。 新的NHTSA建議新增內容,要求汽車在微光條件下和夜間準確探測行人。上述感測器具有2.1...
2024 年 04 月 03 日

穿戴式裝置、汽車應用撐起MEMS成長榮景

根據研究機構Yole Group最新發布的微機電系統(MEMS)產業報告預估,全球MEMS市場規模將從2022年的140億美元成長到2028年的200億美元。其中,包含智慧型手機與穿戴式裝置在內的消費性應用,仍是MEMS最大的應用出海口,但車用與國防航太市場的成長動能最為強勁。 Yole...
2023 年 09 月 11 日

柏恩執行長Gordon Bourns:景氣下行正是長線布局良機

在科技產業裡,雖然大多數具有一定規模的全球性公司都是上市公司,但也不乏長期由創始者家族成員擁有的私人企業。創立於1947年,至今已有76年歷史的美商柏恩(Bourns)就是其中之一。 從為航太產業提供解決方案起家的柏恩,如今已經在全世界擁有17個製造據點、21條橫跨不同應用領域產品線的伯恩,靠著私人企業管理層穩定與不受資本市場過度干預,必須追求短期績效的特性,穩紮穩打地在科技產業裡,走出了一條與眾不同的路。 日前柏恩執行長Gordon...
2023 年 02 月 13 日

智慧化趨勢點火 中國感測器產業全面啟動

感測器是一種檢測裝置,能接受到被測量的資訊,其作用是將環境中的自然訊號轉換成電訊號或其它所需形式的資訊輸出,以滿足資訊的傳輸、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。 感測器從誕生開始,大概經歷了結構型、固體型以及智慧型三個階段,前兩個階段的感測器一般由敏感元件、轉換元件和變換電路三部分組成,有時還加上輔助電源。但隨著各類科學技術的發展,前兩類感測器逐漸無法滿足對資料獲取、處理等流程的需求,而融合了軟體演算法、人工智慧技術的智慧感測器開始進入市場(圖1)。相較傳統的感測器,智慧感測器整合微處理器,擁有採集、處理、交換資訊的功能,可以說是感測器整合與微處理器結合的產物。 圖1 智慧感測器 (資料來源:與非網) 感測器種類繁多,作為資訊時代的感知層,是物聯網、智慧製造、大數據、智慧建築等領域的基礎和資料來源,因此目前已經被廣泛應用於各行各業,如機器人、智慧汽車、環境監測、工業自動化、醫療診斷等(圖2)。從應用占比看,汽車電子、工業領域和通訊電子是感測器應用最主要的三大領域,占比均超過20%。除此以外,消費電子的市場占比約為14.7%,醫療電子等應用占比也均超過7%。 圖2 感測器典型應用 (資料來源:與非網) 全球感測器市場規模 根據賽迪顧問資料顯示,隨著新能源汽車、工業自動化、環境監測、醫療電子的智慧化發展,2020年全球感測器市場規模達到1606.3億美元,智慧感測器市場規模達到358.1億美元,占整體規模的22.3%(圖3)。雖然在2022年度上半年,...
2023 年 01 月 07 日

結合影像技術/改善角分辨率 精準車用雷達跨越自駕門檻

自動駕駛功能日益提升, 除了雷達裝載數量增加之外,具備影像技術結合以及改善角分辨率的性能, 將成為精準車用雷達發展焦點。
2022 年 04 月 21 日

邁向自駕世代 感測融合成汽車產業新習題

自動駕駛一共分為Level 1~Level 5五個階段,在產業發展熱潮有增無減之下,LV1、LV2車型已相繼問世,而各大汽車品牌和汽車電子元件供應商也正加速朝LV3邁進,期能早日實現自動駕駛願景。
2018 年 12 月 06 日

羅姆推出抗雜訊性能車用運算放大器

羅姆半導體(ROHM)針對EV/HEV引擎等核心系統和採用車用感測器的汽車電子系統,開發出在電磁干擾(EMI)耐受力(以下簡稱抗雜訊性能)上,具有絕對優勢的車用感地運算放大器–A8290xYxx-C系列(BA82904YF-C/BA82904YFVM-C/BA82902YF-C/BA82902YFV-C)。 BA8290xYxx-C列是匯集了ROHM的電路設計布局製程等三大類比技術優勢所開發而成,在所有頻段的輸出電壓變動上,與一般產品的±3.5%~±10%相較之下,僅在±1%以內、可說是在抗雜訊性能上具有絕對優勢的運算放大器。配置於輸出感測器等微小訊號的元件後段,可不受雜訊影響而放大訊號,因此不再需要濾波器作為雜訊設計對策,非常有助於減少系統的設計工時並提高可靠性。 近年來的汽車電子系統中,使用ECU(Electric...
2017 年 10 月 02 日