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概念車/高運算晶片紛現 CES 2019再嗅自駕商機

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自動駕駛依舊是本屆CES展會的熱門重點之一,眾多汽車、晶片大廠也趁CES發表最新解決方案與合作策略。例如BMW、豐田(Toyota)、福斯(Volkswagen)等相繼展示自駕概念車;而NVIDIA、高通(Qualcomm)等晶片業者則推出更強大的自駕運算平台,在在顯示自動駕駛仍將是2019半導體業最夯的議題之一。

概念車紛紛展現 汽車躍CES展示亮點

工研院產科國際所資深研究員謝騄璘表示,汽車可說是家與辦公室之外,最重要的「空間」與「時間」,也因此,自動駕駛、車聯網等發展熱潮仍有增無減,且依舊是CES的展示重點,各大汽車品牌或是半導體大廠均積極在展會中提出概念車或相關解決方案,進一步描繪、引導未來生活情境樣貌。

例如BMW展出兼具自駕與傳統設計的全新內裝座艙「Vision Inext」,當車輛以「Boost模式」手動駕駛時,方向盤將會伸至駕駛人前方,而原本與地板密合的踏板組也會同步升起。反之,當車輛轉為「Ease」自動駕駛模式時,方向盤與踏板組則會收起,讓駕駛人獲得更加充裕的內裝座艙空間。

又或是豐田也展示「ACES」和「Moox」兩款自動駕駛概念車艙,以及新一代自動駕駛平台「TRI-P4」。首先是針對Level 4自駕車的概念艙ACES,由於Level 4仍非完全自動駕駛車輛,因此ACES依舊配有方向盤,並配備儀表組、非傳統資訊娛樂系統等。

至於針對Level 5的自駕車概念艙Moox(結合Mobile和Box二字),則以移動服務(Mobility as a Service, MaaS)為基礎概念,思考在不同移動情境需求下,車艙需要回應乘客娛樂、健康、購物、旅行或商業等不同應用。

另外,新一代的自動駕駛平台TRI-P4,則是新加裝了2支攝影機,除了可以增強兩側的辨識性能之外,針對自駕車,在前後也新增了2台專門設計的影像感測器;且雷達系統針對車輛周遭的近距離偵測進行最佳調校,同時還搭載了擁有8顆光電偵測頭的光達。

當然,除了BMW和豐田之外,其餘汽車大廠例如福特、福斯、通用、奧迪、現代,以及本田等,也競相在CES展會中大秀旗下自駕車方案;簡而言之,CES 2019汽車可說是躍居智慧載具焦點,各大車廠皆卯足全力,展現具多元創意的車用電子平台及概念車。

謝騄璘進一步說明,從各大車廠的展示來看,可歸納出幾項未來智慧汽車的發展方向,分別為:自駕車周邊的感知架構將以光達強化側邊感知嚴密度,而車頂模組化設計將更具創造美感及添加防護攝影鏡頭;未來車輛車體將可與底盤分離,同一底盤搭配不同需求特用車體;以及隨著5G興起後,5G平台將為移動個人空間實現可即時會議討論及享受高畫質影音娛樂等。

自駕熱潮帶商機 晶片軍備競賽全面啟動

上述提到,汽車應用成CES 2019展會重點,不僅各大車廠卯足全力,車用電子半導體業者也火力全開,趁此紛紛展示其在自動駕駛的研發進展或應用方案。

NVIDIA新一代自動駕駛系統亮相

因應自駕發展,NVIDIA宣布推出全球首款商用Level 2+自動駕駛系統「NVIDIA DRIVE AutoPilot」,其整合多項突破性AI技術,將促使監督式學習的自駕車於明年開始量產。

該解決方案提供自動駕駛感知以及融入眾多AI功能的駕駛座艙環境,車廠能透過此解決方案向市場推出各種精密的自動駕駛功能,以及智慧駕駛艙輔助與視覺化能力。

NVIDIA自主機器部門副總裁Rob Csongor表示,一個完整的Level 2+系統需要的運算效能與精密軟體遠超過目前市售車款所搭載的系統,而NVIDIA DRIVE AutoPilot可滿足此一需求,不僅能讓車廠搶在2020年快速部署各種先進自動駕駛解決方案,並將此解決方案加速升級至更高層級的自動駕駛。

DRIVE AutoPilot首度整合高效能NVIDIA Xavier系統單晶片(SoC)處理器,以及最新NVIDIA DRIVE軟體,可處理許多用於感知功能的深度神經網路(DNN),藉由環繞車身各處的攝影機擷取外部的感測器資料及駕駛艙內部狀況,打造出完整的自動駕駛能力,包括切入高速公路車道、變換車道以及建立個人化地圖。駕駛座艙內的功能包括駕駛人監控、AI副駕駛功能以及車載電腦視覺系統的先進駕駛座艙視覺化。

NVIDIA DRIVE AutoPilot的核心為Xavier SoC,這顆系統單晶片提供每秒30兆次運算的處理能力,且具備專為安全打造的Xavier融入冗餘與分集(Diversity)的設計概念,內含6種不同類型的處理器以及90億個電晶體,使其能即時處理龐大的資料。

另外,DRIVE AutoPilot軟體堆疊整合DRIVE AV軟體以應付車外的各種挑戰。DRIVE AV運用環繞車身的感測器打造360度無死角感知能力,並具備高精準的在地化與路徑規畫功能。這些配備讓車輛能在高速公路上,從上匝道一直到下匝道,進行監督式學習的自駕;且除了基本的適應性巡航控制、車道保持以及自動緊急剎車,其環境感知功能還能應付鑽車縫或車道縮減等狀況,並安全切換車道。

力攻自駕市場 高通第三代平台問世

至於高通則推出第三代Snapdragon汽車駕駛座平台,全新分級系統將產品分為Performance、Premier與Paramount三種等級,分別針對入門、中階,以及超級運算平台使用。

高通技術公司產品管理資深副總裁Nakul Duggal表示,全新Snapdragon汽車駕駛座平台設計旨在運用人工智慧能力,支援車載資訊娛樂科技,並運用頂尖圖像實現高解析度多螢幕設計,以及運用視覺輔助精確定位,支援更安全、更智慧化的導航功能等。

據悉,此一平台是以高通Snapdragon 820A平台為基礎,支援沉浸式圖像、多媒體、電腦視覺及人工智慧等功能。這套新系列平台運用多核心高通AI Engine、高通Spectra Image Signal Processor(ISP)、第四代高通Kryo Central Processing Unit(CPU)、高通Hexagon Processor及第六代高通Adreno Visual Subsystem,提供整合式異質運算能力。

另外,該平台是以模組化架構為基礎,讓汽車製造商向消費者提供多種客製化選擇,並滿足更高階的運算與智慧的需求,包括車內虛擬助理所需的高度直覺化人工智慧體驗、汽車與駕駛人之間的自然互動,以及各種情境安全案例。

同時,該產品為Android、高階Linux及其它即時作業系統提供全面性的軟體支援,帶來具彈性的可擴展軟體解決方案,以支援混合的關鍵解決方案。

此外,整合多引擎控制單元(ECU)、一對多高解析度與快速更新螢幕、多區域的基本音效、語音通話與使用者介面互動所需的豪華Hi-Fi、多麥克風回音消除與降低噪音功能,以及頂尖的2D與3D圖像虛擬化,讓車內駕駛和乘客使用連線服務資訊,享受獲得保護的電影與娛樂內容。

安全設計不可忽略 地圖/感測技術再翻新

自動駕駛是本屆CES展會的熱門重點,眾多大廠也趁CES發表最新解決方案與合作策略,而如何提升自駕車的安全性,也是半導體廠商與車廠相當注重的目標。

英特爾(Intel)資深副總裁暨Mobileye總裁Amnon Shashua指出,安全一直是該公司發展自動駕駛的第一優先考量,我們認為在追求自動駕駛汽車的未來時,安全是一個道德上的必要條件。

Shashua進一步說明,雖然目前市面上已經可以購買到Level 1和Level 2的自動駕駛車款,但真正具備不同程度自動駕駛能力的汽車仍在開發當中。然而,我們都知道自動駕駛汽車在技術上是可行的,但是要讓它們能夠實際上路的真正挑戰在於安全保障、社會接受度等更為複雜的問題。有鑑於此,在交通路線製圖(Mapping)的技術也須不斷創新,不僅加速自駕科技發展,也進而提升安全性。

為此,Mobileye開發了道路體驗管理(Road Experience Management, REM)技術,此技術以群眾合作的方式取得自動駕駛汽車所需的地圖,也就是所謂的全球道路手冊(Roadbook)。

Shashua說明,Mobileye現正利用這些地圖來提高ADAS功能的準確性,其中一樣案例便是福斯汽車與Mobileye利用先前公布的數據收集資源,努力實現將前置攝影機與Roadbook科技相結合的L2+主張,並且針對廣泛營運的L2+產品持續進行研發計畫,以解決大規模市場部署問題。

除此之外,Mobileye還開發了科技中立的責任歸屬安全模式(RSS)數學方法,以實現更安全的自動駕駛汽車決策。目前該方案已備受各界關注,產業及各國政府相繼宣布採用RSS,致力建立自動駕駛汽車安全的產業標準。例如中國智慧交通產業聯盟已批准了一項使用RSS作為其即將推出之自駕車安全標準架構的提案。

Shashua進一步指出,同時,該公司也正嘗試將RSS用於自動緊急剎車(AEB)的主動式強化版本,也就是所謂的自動預防性剎車(Automatic Preventative Braking, APB)。APB能夠使用公式演算法來判定車輛陷入危險狀況的時刻,相對於緊急剎車的做法,APB將透過執行難以察覺的預防性微幅剎車來幫助車輛回歸到較為安全的位置以防止碰撞。

感測器扮強化自駕安全要角

另一方面,欲強化自駕車安全,車用感測器可說是不可或缺的關鍵零組件;也因此,像是車用雷達、車用3D ToF、超音波感測器技術、熱影像感測器、光達等解決方案也在CES 2019展會中大放異彩。

例如聯發科旗下的Autus超短距毫米波雷達解決方案,其整合數據機DSP、射頻、封裝天線於一體,以高頻電磁波及連接的先進技術為基礎,並採用CMOS 製程,進而優化尺寸、性能、功耗和成本。

聯發科指出,Autus超短距毫米波雷達解決方案將帶來更廣闊的偵測角度(FOV)、更高的物體辨識率及回應速度,同時對於環境天候的抗干擾能力強,其應用的範圍包括停車輔助、自動剎車、車位測量和自動停車等功能。該產品已於2018年底量產,將於2019年下半年正式搭配量產車型上市;而車載通訊系統和視覺駕駛輔助系統方案也已送樣,預計最快2020年將會正式出貨。

至於安矽思則展示旗下的SPEOS模擬解決方案,進一步提升熱影像感測器效能。眾所皆知,各種車用感測器各有其優缺點,因而須要互相搭配,而在夜間光線不佳的情況下,雷達與影像感測器皆有可能無法偵測到移動物體,此時便需熱影像感測輔助。現今隨著熱影像感測器的成本逐漸下降,可望有愈來愈多車款未來將搭載熱影像感測器。

為此,安矽思備有SPEOS模擬解決方案,該產品的特性在於光跡可匯出為3D草圖,以直觀的3D、2D顯示模式進行光學設計與溝通,並提出精準的解決方式;同時,還可以將CAD結構參數設為優化目標,找出最佳設計角度、Pitch、高度或是R角,有效降低光學感測器精密加工工時、成本。

此外,該模擬方案還可以將模擬結果分成Source和Sequence兩種圖層,系統會依據不同接收器的設定,將光學模擬結果進行不同圖層的分類。透過開啟/關閉圖層的管控,讓使用者過濾不必要的光線,進而找到鏡頭雜散光的原因。

當然,要使自駕車感測性能更上層樓,光達可說扮演十分重要的角色,因而在本次CES展會中,光達產品也是百花齊放。像是Velodyne便發布近距離感測產品VelaDome系列,其偵測距離為2cm~30m,水平和垂直測量角度均為180度。其他如Sensata、ibeo、HAMAMATSU等,也相繼推出固態光達產品。工研院產科國際所謝孟玹認為,在光達晶片化縮小體積與重量的前提之下,可望加速成本下降(據悉固態光達在CES現場詢問價約為300~400美元)並提升自駕車導入比重。

CES 2019新品盡出 自駕商機有增無減

總而言之,汽車仍是本屆CES展會最吸睛的展示主題,對此,彭茂榮指出,CES越來越像車展,越來越多汽車巨頭更樂意展現科技如何在汽車上產生互動並迸出火花;而對NVIDIA、高通、英特爾等半導體業者而言,汽車已是兵家必爭之地,各家晶片大廠在CES攤位上都競相展示自家晶片運算效能。此一趨勢說明汽車市場的商機無疑具備相當吸引力,同時也代表未來汽車電子化與生活將會更緊密地融合在一起。

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