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L4與L5自駕車感測器創新技術
林姿伶 .2019/07/03
摘要 自駕車可減少塞車狀況、提高行車效率,以及增進乘客、駕駛、行人的安全性,促進城市發展。2018年,2級(L2)自駕車於市場占據主導地位;預測在2021年,4級(L4)自駕車將開始進入市場;2030年,5級(L5)自駕車的市場將興起。自駕車的感測器技術為發展自駕車的重要關鍵,隨著自駕車級別的提升,所需的感測器功能亦隨之增加。

自駕車感測器的兩大主要技術為光達(light detection and ranging;LiDAR)與雷達(Radio detection and ranging;Radar),光達使用光脈衝,並測量光脈衝的飛行時間,進而判斷車輛與道路上物體之間的距離;雷達使用無線電波的脈衝能量之傳輸與接收,以檢測道路上的物體,並測量物體速度、距離。目前,應用於2級與3級自駕車的光達技術,可檢測反射率10%以上的物體,具有水平或垂直360度視角,車輛與障礙物之間檢測距離約為100至150公尺;而應用於2級與3級自駕車的雷達技術,可檢測短距離物體,像是盲點監測、車道改變、車門開啟、碰撞警示、主動巡航控制。相較於雷達,光達可檢測到較長距離之物體,因此,當自駕車級別的提升至4級、5級,雷達將逐漸被光達取代。

近年來,全球各地有愈來越多的公司致力於感測器相關技術之開發,說明如下:
一、增加距離、角度的檢測範圍技術
(一)美國Blackmore Sensors and Analytics公司與Aeva公司分別開發出調頻連續波(Frequency Modulated Continuous Wave;FMCW)光達,藉由發射與接收訊號,進行自動駕駛的精確速度檢測,提高惡劣天氣條件下之使用性能,前者感測器之偵測範圍超過450公尺,後者感測器之偵測範圍為300公尺。
(二)美國Velodyne公司致力於感測器的偵測範圍、視野廣度、物體辨識之技術開發,提供可偵測300公尺範圍之感測器。
(三)以色列Innoviz公司開發出高精度固態光達(HD-SSL),提供可偵測250公尺範圍的物體檢測與分類之感測器。
(四)美國Luminar公司致力於開發測距、高辨識率之技術,提供可偵測250公尺範圍之感測器。
(五)美國Cepton Technologies公司開發出Vista X光達,提供具有120度的視野、200多公尺偵測範圍,以及檢測反射率10%以上的物體之感測器。
(六)中國速騰聚創公司(RoboSense)開發出MEMs固態光達感測器,提供可增加自動駕駛的視野範圍與視角之偵測器。

二、軟體、演算法或晶片處理技術
(一)美國AEye公司開發出iDAR光達技術,藉由嵌入式人工智慧與演算法,以提供高解析度、長距離、快速的方式,辨識物體。
(二)加拿大LeddarTech公司開發出應用於自駕系統的訊號處理與訊號擷取功能之技術,以提供更豐富的光達感測器之數據。
(三)德國ZF公司開發出更高階演算法,並結合感測器,應用於自駕系統。
(四)瑞典Veoneer公司開發出應用於感測器視覺系統之演算法,以提高辨識率。
(五)以色列Mobileye公司開發出應用於自駕系統的EyeQ晶片處理器。
(六)美國Waymo公司開發出應用於自駕車感測器之軟體,可提供感測器360度視野。

三、其他技術
(一)美國Ouster公司開發出應用於光達感測器的垂直腔面發射雷射器光源,每秒可產生262萬點,以閃爍多個光束並檢測道路上的物體,具高辨識率。
(二)以色列Oryx Vision公司開發出調頻閃光光達,以矽材質製成的微視天線偵測光波,有效改善訊噪比。
(三)以色列AdaSky公司開發出固態遠紅外線熱成像系統,以探測和分類物體。
(四)澳洲Baraja公司開發出應用於自駕系統的光達掃描技術,使用可調波長雷射與棱鏡光學系統,可隨時改變聚焦,以掃描與調整角度,適應不同的路況。
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資料來源 Frost & Sullivan