車輛中心 車電系統發展處 陳舜鴻

自2007年法蘭克福車展，Volvo推出一款自動煞車碰撞警示系統（Collision Warning Auto Brake）之後，主動式車輛安全防撞系統便逐漸受到矚目。為了準確地偵測出車輛前方的障礙物，偵測技術已由視覺感測方式轉為視覺與測距感測訊號的融合且漸成主流，其主要原因在於單一感測元件易受外在環境干擾而影響其偵測能力；其次，以一般單視覺感測元件而言，測距與測速的功能通常不夠靈敏，還須運用其他感測器獲取更多障礙物的資訊，藉以提升系統之性能與可靠度。因此，該感測器需具有體積小、重量輕、高靈敏度與全天後執行偵測等特點，在眾多感測器中，毫米波雷達(Millimeter Wave Radar)能符合上述之需求。

毫米波雷達雖擁有諸多優點，但本質上仍屬電磁波，其先天之物理特性導致在系統應用上易受反射波之干擾，造成障礙物測距或是測速上之失準；再者，毫米波偵測訊號是僅知有其物而不知其為何物。車輛中心研發團隊經評估後，發展出視覺與測距兩種感測訊號相互融合的技術，希望藉此提升整體車用安全系統的性能，以補強單一視覺感測器的缺點。利用視覺與高靈敏度之測距感測器，開發之嵌入式障礙物偵測系統，其感測訊號融合之硬體架構如圖一所示。

圖一、毫米波雷達與影像多感知融合系統架構圖

該技術有三項特點：
(1)失效模式不同：當一者失效時另一者仍保有偵測能力，提升整體系統的可靠度；
(2)偵測範圍不同：系統運作時可含括兩者的偵測範圍，增加整體系統偵測能力；
(3)兩者偵測性能不同：兩者描述障礙物的特性不同，因此獲得的偵測訊息更多，提升系統功能。

消費者對於車電系統的性能要求日益嚴苛，感測訊號融合技術不僅可提升整體系統的性能，更可擴大系統應用範圍，滿足更多車廠與消費者之要求。近幾年，車輛中心在感測訊號融合方面已有初步成果，毫米波雷達所偵測之訊號可交予影像系統進行車輛之辨識(如圖二)，該技術於今(2013)年獲得德國紐倫堡國際發明展金牌肯定，並且已與國內自主車廠進行先期合作，共同開發可靠度更高、技術門檻更高之自動緊急煞車系統，協助國內廠商進行產品設計開發，預見未來將會出現更多車輛安全相關產品，成為防護行人與乘客的車輛安全的標準配備。

圖二、車輛中心發展之影像與毫米波雷達訊號融合感測系統之道路實測