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自駕車模擬與實車驗證技術於沙崙場域之實現
  • 發布年度:2019
  • 主要類別:自動駕駛
  • 次要類別:電子報
  • 車輛中心 研究發展處 徐祥傑

    近年自駕車(或稱無人載具)技術發展係產業相當熱門議題之一,國內外不論是傳統車廠或電子科技大廠皆相繼投入發展。為加快自駕車技術發展速度、驗證自駕車決策判斷與操控能力,將實際道路具挑戰性之場景透過建置虛擬環境與封閉試車場域,使自駕車能在模擬環境中得以驗證,係自駕車技術發展必不可缺之關鍵流程。

    國外已營運之自駕車驗證場域包含美國Mcity、德國Weppertal、日本Jtown等知名測試場域。台灣政府除協助法人與廠商切入自駕車關鍵技術發展,同時配合自駕車法規鬆綁讓車輛得以上路運行外,並於台南沙崙建置台灣首座自駕車測試示範場域「台灣智駕測試實驗室」,提供國內自主研發之自駕車場域驗證需求,本文將介紹車輛中心(ARTC)自駕車模擬實驗與實車驗證技術實現於沙崙驗證場域之成果分享。

    沙崙測試場域介紹
    沙崙測試場域總體面積約2公頃,提供低速車輛運行測試(時速0~30公里) ,可驗證小型車至中型巴士之自駕車實境測試,包括定位技術、感知辨識、與決策控制等技術功能。圖1為沙崙封閉場域之道路情境,透過特殊道路環境設施規劃測試項目有:隧道、鐵路平交道、金屬鐵橋路面、綠蔭路段,以及水泥路面等,市區街道測試情境則包含十字路口/行人穿越道、智慧候車亭、模擬建築物街景、圓環路段與路邊停車區。郊區道路區配置有T型路口、彎道,以及車道縮減等多項路況模擬情境。

    圖1. 沙崙封閉場域之道路情境

    模擬驗證
    為確保實車上路行駛時之安全性與穩定性, ARTC透過模擬軟體(PreScan)建置沙崙場域虛擬場景進行自駕車技術驗證。流程如下:
    步驟一:建立場景之精密圖資,錄製沙崙自駕場域圖資資料涵蓋各路口、號誌、停車格、停止線等重要特徵後,於PreScan依圖資資訊建置沙崙場域,如圖2所示。
    步驟二:依環境特徵進行虛擬環境建置,設立紅綠燈號誌、隧道街景相對位置與各個車道路口標線,建立整體模擬環境。
    步驟三:依測試規劃行駛路徑,將自駕車系統參數調整使自駕系統具強健性,經縝密反覆測試驗證,方至實際場域微調(Fine tuning)系統參數。

    圖2. Prescan模擬驗證場域

    實車測試
    經由模擬環境測試,自駕系統已具備在特定情境下之自駕功能,但還需確認實車測試之結果與模擬驗證結果趨勢是一致的,才能確保自駕系統可靠與穩定性。在實際測試場域驗證時,場域燈號傳輸為車間無線傳輸(DSRC)作為車輛間溝通的途徑,如圖3之T字路口及鐵路平交道,有效驗證決策端能否安全行駛於道路,此外虛擬場域嵌入GPS高精密圖資資訊,與實際的場域相呼應,驗證虛擬環境中所設定的控制參數,能在實際道路中重現並達到預期功能,還有如圖3之圓環,讓方向盤之控制演算法能實現於真實場域,除可提升系統之穩定度及可靠度外,亦有效縮短了實車調校時間,不因場域約束限制自駕技術之發展。

    圖3. 實際車輛於場域運行

    結論
    ARTC自駕車於台南沙崙自駕場域透過自行開發之系統流程,從虛擬環境測試至實車驗證,成功且順利完成沙崙測試場域的展示與測試。
    然而現實的交通生態極其複雜,模擬驗證仍與現實存在落差,如何在模擬環境縮短現實交通落差,評估和測試自駕系統為自駕車研發之重要課題。ARTC未來除建置與完備各項驗證情境外,亦將在實際場域之中加入虛擬車流與人流,也就是所謂的車輛在迴路(Vehicle in Loop)技術,以強化自駕系統對於複雜場景應變與決策能力。

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