車輛中心 產業發展處 陳柏豪

2013年8月日本車廠Nissan宣布將於2020年推出自動駕駛車，近期因Model S電動車而成為家喻戶曉的美國電動車廠商Tesla，亦於9月底宣布將於3年內推出自動駕駛車，加上GM、Google與Mercedes-Benz車廠宣告的商品化時間，使的自動駕駛車發展更是白熱化；然此技術發展沉潛許久才露出曙光，現階段仍有許多課題須待克服。

DARPA自動駕駛挑戰賽開啟重要發展契機
自動駕駛車發展起初僅於部分車廠內部進行小規模測試，直到美國國防部 (DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency)舉辦自動駕駛挑戰賽，且不限制參賽隊伍，才結合了多方技術能量使自動駕駛車可迅速的發展。
首場賽事於2004年3月美國Las Vegas沙漠舉行，100多支參賽隊伍沿15號州際公路進行長達240公里的競賽，僅卡內基美隆大學(紅隊)行駛近12公里為最長距離，無任何隊伍能完成賽事。2005年10月再度於同地舉辦，賽道中新增3個隧道與近百個彎道，近200支的競賽隊伍最終僅4支隊伍於規定時間下完成，然對比2004年的賽事，表現上已優異許多。

第三場賽事於2007年11月舉行並移師至加州George空軍基地舊址，賽道上設有交叉路口、交通標識、號誌燈等，並有人駕駛的車輛同行以營造出一般公路的駕駛環境，賽制上亦改為開始前才通知地點與終點，最終11支參賽隊伍有6支車隊完賽，顯示自動駕駛車技術能力已大幅提升。值得一提的是，參賽隊伍大多由車廠與院校研究機構組成，如冠軍隊伍TartanRacing是由GM集團與卡內基美隆大學、亞軍史丹佛賽車團隊與福斯集團合作，季軍VictorTango則是Ford集團與維吉尼亞理工學院組成。

自動駕駛車運作概要與發展關鍵
DARPA舉辦的自動駕駛挑戰賽引起眾多廠商的興趣並積極投入，近年車廠宣佈自動駕駛車商品化，更使得民眾期盼電影裡的科幻劇情將真實上演，然未來能否如期上市仍有待考驗。

細看自動駕駛車配備，包含攝影機、雷達、360°雷射雷達、導航系統、圖資系統與車間溝通等，如下圖Google自動駕駛車所示，車頂裝配雷射雷達進行360°度旋轉，掃描周遭200公尺環境繪成3D地圖；左後輪裝上定位感測器，測量汽車的移動，監控車輛是否偏移GPS地圖中位置；車體周邊裝上雷達感應器協助判斷車輛遠距離物體位置與距離等，使自動駕駛車行進。以人體為例，簡要概述自動駕駛車運作，車頂攝影機與360°雷射雷達由如人體眼睛，全方位掃描周邊環境；車身雷達感測器如人體觸覺，評估汽車所在的位置、監測後方車輛的距離；GPS導航如人體手腳，定位車輛目前所在位置；電腦資料庫如人體大腦，將即時資訊透過網路連接資料庫，進行數據交換與比對，最後下達行駛指?令，使車輛對交通狀況做出正確反?應。

資料來源: Google；ARTC整理(2013/10)

圖  Google自動駕駛車設備裝置

自動駕駛車上路更涉及「安全」重大議題，如下圖所示包含4大關鍵。首要條件為各感測元件(如攝影機、雷達、感測器等)需可承受長時間運轉以及溫度、濕度等環境變化的干擾，提升運轉穩定性與偵測準確性；再者，各感測元件交互整合成各主動安全系統，車廠須克服系統間相互干擾的問題，及車輛間通訊(V2V)能否有效溝通亦考驗著車廠的資通訊發展與整合能力；第四，車廠須建置電腦資料庫，透過車間通訊的資訊及時回復與不斷更新3D地圖，才能避免下錯指令。如同人們手、腳、觸覺與大腦相互配合，才免於行走時跌倒。最後，重要的問題就是「成本」，以Google自動駕駛車為例，額外裝配進行測試的設備高達7萬美元(約新台幣210萬元)，若價格上無法更親民，則將使自動駕駛車停留在概念車階段，或只能少規模生產無法大眾化普及。

資料來源:  ARTC  (2013/10)

圖 自動駕駛車技術發展4大關鍵

美國NHTSA規範，自動駕駛車依法可「行」
企業擁有技術能力外，還有賴政府訂定相關規範，自動駕駛車才能正式合法上路。2012年2月美國加州政府正式發出全球第一張合法牌照，由Google拔得頭籌；汽車零件供應商Continental與傳統車廠Audi亦相繼取得內華達州合法牌照，為目前可合法上路的3家廠商。

2013年6月美國國家公路交通安全管理局(NHTSA，National Highway Traffic Safety Administration)進一步發佈自動駕駛車發展政策以及相關準則，內文指出其他州可遵循加州與內華達州自動駕駛車的法令，此一鬆綁將使更多州發放自動駕駛車牌照。另一方面，美國政府認為自動駕駛車發展羽翼未豐，不建議進行測試以外的目的，除非有駕駛執照(甚至有「自動駕駛車」駕照)的駕駛人才可進行非測試以外的用途，以確保意外發生時能即使接管車輛，未來待自動駕駛車輛技術成熟並廣泛使用，才考慮放寬限制。重要的是，規範中明確定義並劃分車輛自動化等級，從Level 0到Level 4共五個層級，如下表所示，以目前Google發展自動駕駛車為例，屬於Level 3層級。未來四年將完成正式規範與準則，供自動駕駛車商品化使用。

克服4大發展關鍵，自動駕駛車「駛」向未來
美國國防部挑戰賽提供發展契機，Google、Continental及Audi於美國相繼取得了合法上路權，美國NHTSA制定相關規範，雖未成熟但首開先例往前邁向一步，使美國目前位居發展自動駕駛車領導地位。以Nissan發展自動駕駛車為例，亦是與2007年挑戰賽優勝隊伍如麻省理工學院、史丹佛大學、卡內基美隆大學進行合作，吸取技術發展經驗。

未來自動駕駛車商品化更需克服4大關鍵，包括：自動駕駛車發展需提升感測元件穩定性與準確度、各系統與車間通訊整合能力與電腦資訊系統的建置與更新，待技術成熟後並將成本降低，方能使自動駕駛車成功商品化，讓原本僅存在於電影劇情裡的畫面，真實馳騁於大街小巷中。