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控制技術/MCU  

訴求安全性 未來汽車「看」得見

上網時間: 2007年07月25日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:汽車  感測器  安全性 

未來新一代的汽車將配備範圍廣闊的各種感測器,使它們能夠“看見”前方的路況。儘管這些附加電子裝置的整合提供了安全性,但也可能產生安全問題。在一場會議上,德國汽車製造商針對上述問題探討了各種趨勢以及它們所擁有的各種選擇。

汽車正在學習如何看見並識別它們的週遭環境──例如能識別運動方向上障礙物的前視雷達(forward-looking),或是做為停車輔助的後視(rear-view)紅外線感測器都已成為現實;新款豪華休旅車Audi Q7 SUV還配備了側面輔助雷達,以偵測在盲點的其它車輛。

未來的汽車將安裝更多的智慧視覺系統。如果事情像福斯(Volkswagon)的研究人員Will Specks在第11屆德國Automobil Elektronik大會所展示的那樣發展下去,將來的車輛將被配備攝影機,使它們能夠看見──確切地說,應是識別所看到的物體。

例如,連接到攝影機的影像處理軟體將能識別交通標誌,並在儀表板上發出相應的視覺或聽覺警告。「我們的目標是訓練汽車學會去看,」擔任福斯中央電子研究實驗室經理的Specks表示:「新一代汽車駕駛輔助系統的關鍵,就是讓汽車具備像人類一樣的感覺,且能夠在道路上調整自己的方向。」

或許並非巧合,福斯在2005年的美國軍方無人駕駛車輛挑戰賽(Darpa Grand Challenge)中,以一輛命名為Stanley的改裝Touareg越野休旅車,贏得穿越Mojave沙漠的200公里長比賽,而且當然是透過無人自動駕駛的方式。

目前該公司計劃將其研究成果轉化為普通汽車的設計。Specks展示了福斯實驗室正在研發的各種應用;例如頭燈照度可依據實際的需要來分配──如果另一輛汽車出現在頭燈的照射範圍內,光照範圍可以自動調整以避免刺眼光線影響來車的駕駛員;這個動作是根據來自一架攝影機的資料,透過軟體自動完成。

福斯也在研發能自動識別行人的技術。為了區分生物與非生物障礙,福斯採用了能夠偵測溫度差異的紅外線攝影機相機;另一項研究專案則是採用能產生真實3D影像的立體攝影機。一部車用電腦會利用這些攝影機所提供的各種訊號來識別行人,並將他們與其他障礙物區別開來,以採取避免碰撞的策略。

為了在將來的汽車駕駛輔助系統中實現上述功能,現有的汽車電子架構必須有所改良。Specks表示,新的架構必須能高速傳遞且處理大量的資料:「我們需要一個獨立於物理實作(physical implementation)之外的功能性系統架構。」Specks解釋,該公司正在研發的功能性設計,是一種融合了各種感測器資料、適用所有駕駛輔助系統的聯合資料庫。

作為實現上述概念的前提條件,Specks並要求在該功能性架構(汽車製造商專用)採用標準化的介面,包括模組及控制電腦層面;後者可以由將來發表的Autosar軟體標準來定義。Specks甚至認為,為了實現上述目標,有必要採用基於時間觸發(time-triggered)架構的整合性工具支援設計方法。

在汽車環境整合消費性電子設備是艱鉅任務

在這場大會上,福斯汽車另一位發表演說的研究人員在某種程度上則有點像是Specks的對手,這位研究員Karsten Michels分享了該公司在將消費性電子設備整合進汽車電子環境時,所擔心的事情以及遇到的問題。

由於視訊攝影機、視訊處理和外接導航系統大部份都是以消費性技術為基礎,Michels所擔心的事情就是來自Specks主導的研究專案。從攝影機與導航系統傳來的資料流會導入汽車內部處理架構,因此肯定會引發潛在的種種安全性威脅。

福斯的看法是,即使由第三方合作夥伴提供的某些特定車內裝置售後軟體(after-sales software)可能是一種“有發展性的業務(seminal business)”,但是正如Michels所說,這種情形可能導致各種安全性問題。

「我們希望能夠以消費電子市場的速度來發展汽車市場,但安全性必須得到保證,」Michels表示。為了確保有缺陷或不良軟體不會影響關鍵的汽車零組件,福斯汽車正考慮採用一種由一面防火牆(firewall),以及為任何外部電子設備製作虛擬環境的沙坑(sandbox)概念組成的雙安全系統。

然而,安全性不僅僅是整合如導航系統、行動電話和數位音樂播放器之類的消費電子設備時所遇到的唯一問題。正如Michels所承認的一個事實,這些包括嬰兒座椅與免持聽筒,名目繁多的的消費電子設備,常常讓汽車駕駛發火。

另外一個問題是,到目前為止嵌入式軟體消費設備並不像汽車製造商習以為常的那樣不會故障;這種狀況通常會引發可靠性衝突。然而,問題似乎超越了汽車設計工程的範圍。「可靠性問題不能透過要求手機製造商只能賣無故障的設備來解決,」Michels表示。

還有一個問題,就是消費性電子設備所採用的使用者介面與汽車所採用的通常不一致,這也可能導致駕駛人分心問題,Michels表示;不過這個問題倒是有一個可行的解決方案:「OEM可以在它們的人機介面(HMI)加入瀏覽器,以標示消費性電子設備的功能。」

(參考原文:Camera eyes give cars more autonomy)

(Christoph Hammerschmidt)




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