科研案例

獎項名稱：技術成就獎
執行單位：財團法人車輛研究測試中心
計畫名稱：新興智慧自動駕駛決策與控制關鍵技術暨整合應用研究計畫(1/4)
資料出處：109年度經濟部技術處法人科專成果表揚成果專輯
 

自駕車需求前景看好，不同領域的業者紛紛投入， 包括來自傳統車廠如GM、BMW、Ford；亦或科技領域巨人如Google、Uber；以及新創廠商如EasyMile、Navya、nuTonomy等皆在自駕技術上有很多著墨。臺灣也有整車廠投入小型車款的自駕技術開發，然而往前邁進前仍存在著相關問題仍有待解決。
 

問題之一是缺乏具接駁功能及搭載次系統模組的國產自主運輸平台載具；其次，盤點國內自動駕駛產業技術需求，發現尚有感知、智慧決策、整合控制及測試驗證等技術缺口待補足；再者，缺乏具系統整合能力的供應商也是隱憂所在。
 

▲ 車輛中心與技嘉GIGABYTE合作開發自駕車決策運算平台
 

建立自駕整合平台 整合次系統
 

為補足國內產業技術缺口，此計畫建立一個自駕整合平台，並整合整車設計、感知、決策、控制、定位、智慧人機、聯網通訊以及電控底盤系統，實現SAE Level 4水準之自動駕駛運行，後續透過沙盒實驗進行POC、POB、POS場域技術驗證，並積極推動相關業者參與業科計畫申請。平台開發初期已與8家廠商進行先期合作， 透過WinBus平台串聯國內相關廠商聯盟合作，並透過彰濱觀光接駁運行測試，加速技術可量產性。
 

此計畫於108年串聯20家自駕供應鏈搭載於國產自駕小巴平台WinBus，讓小巴具備辨識行人、車輛、號誌、可行駛空間，並具備多項智慧駕駛功能，可完成特定場域自駕接駁運行。自駕小巴108年9月於鹿港進行自駕觀光首航體驗，展示7項行車情境，並協助勤崴申請通過首案沙盒實驗運行計畫，取得全臺第一張可營運試車牌，109年則結合車廠、系統商等廠商，開始進行彰濱沙盒實驗運行，未來可複製與擴大運行經驗、甚至輸出海外。
 

▲ 車輛中心新行政大樓
 

▲ 車輛中心研發展示中心
 

▲ 自駕小巴WinBus於鹿港彰濱場域進行夜間自駕測試
 

技術需求多元 測試環境多變複雜
 

在計畫執行的過程中，團隊展現無懼艱難的精神，以熱情及執著證明國內自駕研發實力。自動駕駛系統需整合的感測器種類，包含攝影機、毫米波雷達、光達、慣性導航元件、衛星定位系統等，需要的技術涵蓋演算法開發、軟體模組化設計，以及系統與介面的整合，因此對於人才專業的需求相當多元，包含光學、電子電機、應用數學、資訊工程與測量工程等，然而車輛中心位在相對偏僻的彰濱工業區內，要找尋相關人才著實不易，但計畫團隊仍一一克服難題。
 

此外，此計畫將自駕車輛行駛的環境設定於複雜多變的工業區內道路，為確保行車安全，必須極端要求車輛偵測與辨識的可靠度。因此在開發模組技術與演算法時，就需要不斷進行模擬驗證與實車測試，也藉助於車輛中心所建構之MiL/SiL/HiL/ViL的模擬迴路與驗證技術，有效減少整個技術開發時程與失效風險，降低工程人員時時需外出進行實車測試的困擾，並提高系統的穩定性與可靠度，過程中也同時協助了廠商進行ADAS系統的開發驗證工作，獲得廠商稱許。
 

在模擬系統助力下，自駕系統工程人員仍免不了須在長年風大、烈日、高壓的環境中，面對反覆測試、優化設計，以產出可靠的系統。在實驗階段，人員以多班制的方式進行演算開發、實驗模擬與隨車實驗，一有問題就要立即尋找對策，解決問題的壓力隨著計畫結案時間的逐步逼近而倍增。
 

系統後端的控制、決策模組團隊與前端感測技術開發團隊，必須就進度銜接相互催促，團隊的密集檢討會議也讓所有人一刻也無法鬆懈。這是自駕車，高可靠度才能確保乘客安全是不變的基本要求，若沒有熱情與執著的拚勁，真的不易實現MIT自駕車。
 

▲ WinBus將串聯鹿港特色的觀光工廠
 

產研結合 建構臺灣自駕產業生態
 

挑戰自我極限，從無到有，團隊終於開發完成國內首創自駕小巴。車輛中心自主開發自駕小巴平台WinBus的出發點，是以SAE Level 4自動駕駛等級來設計，車內無具備一般車輛的駕駛人方向盤操作介面，取而代之的是一個旋鈕控制介面，在非自動駕駛情況下進行操作。
 

因此，在實現自動駕駛運行功能前，需考慮各種可能遭遇的情境，包含運行場域道路、自駕系統或底盤系統異常，甚至是系統失效，並依情境設計相關保護機制，避免自駕運行的風險，系統開發初期即投入大量資源進行各種狀況分析，並導入對應技術，再經由模擬與實車運行來驗證所有可能的狀況。
 

團隊透過不斷的溝通，以實驗數據與資料分析結果，共同找出問題原因並商討解決對策，讓各技術單位於最短時間內取得共識。在與時間賽跑的情況下，此計畫取得突破性成果，開發完成國產首部自駕小型巴士WinBus。此外並由車輛中心串聯營運服務、車輛製造、電動化/自駕系統整合及供應鏈等18家廠商，共同籌組「自駕車產業聯盟」，並整合營運服務、系統及車電零組件等產業，建構出臺灣自駕車產業生態系。年則結合車廠、系統商等廠商，開始進行彰濱沙盒實驗運行，未來可複製與擴大運行經驗、甚至輸出海外。
 

成功心法Box
 

此計畫成功研發國內首套自主研發的自動駕駛系統，整合包括感知、決策控制、協同式定位、聯網通訊、車身控制與電控底盤等系統，關鍵技術於108年完成36件專利申請(國外佔比達67%)，獲得17件專利(國外佔比41%)，並建立自駕整合技術與搭載平台為主的智財權。自駕系統依運行場域情境定義各系統模組規格需求與介面整合參數，建立紅綠燈辨識、物件辨識、後台通訊、避障減速、路口通行、進出站點、人機互動等功能，並於開放/封閉場域實現SAE Level 4 自駕運行，108年度自駕運行里程超過350km。
 

【專家推薦】
 

1. 為補足國內產業技術缺口，本計畫建立一個自駕整合平台，並整合感知、決策、控制、定位、人機、聯網通訊以及電動車及電控底盤系統，實現SAE Level 4自動駕駛運行，後續透過沙盒實驗進行技術驗證，積極推動相關業科計畫申請，平台開發初期已與8家廠商進行先期合作，透過WinBus平台串聯國內相關廠商聯盟合作，持續精進自駕技術產業化，扶植產業升級，並協助廠商共同執行沙盒實驗，落實技術與產業結合發展，建立自駕技術重要基石，透過彰濱觀光接駁運行測試，加速技術可量產性。本計畫成功研發國內首套自主研發之自動駕駛系統，整合包括感知、決策控制、協同式定位、聯網通訊、車身控制與電控底盤等系統。
    
2. 本計畫目前協助多家家廠商透過沙盒實驗進行技術驗證。開發的自動駕駛系統整合技術已透過產業聯盟、技術移轉及業界合作等方式加以運用。此計畫鎖定感知融合、車輛定位及決策控制為專利佈局重點，關鍵技術於108年完成36件專利申請(國外佔比達67%)，獲得17件專利(國外佔比41%)，並建立自駕整合技術與搭載平台為主的智財權。而在技術突破及競爭力方面，目前國外自駕車之運行場域以封閉市場域為主；本案除在封閉場域外，亦在開放場域進行測試。自駕系統依運行場域情境定義各系統模組規格需求與介面整合參數，建立紅綠燈辨識、物件辨識、後台通訊、避障減速、路口通行、進出站點、人機互動等功能，並於開放/封閉場域實現SAE Level 4自駕運行，108年度自駕運行里程超過350km。