长久以来,提升驾驶者行车过程中的安全保障,一直是各国政府与汽车制造商所共同努力的重要课题。而随着科技的进步以及人们对于安全需求的进一步提升,越来越多创新的行车防护机制被提出,并逐步应用于现实生活中。本文将针对现有及未来可能的主动自发式行车安全防卫机制进行介绍。
行车安全防御机制简介
如前言所提,近来有许多的行车安全机制被陆续的提出,这些机制依照其不同的特性,大抵上可以区分为主动式与被动式两大类。其中,被动式安全机制强调事故发生后的安全性保障,由于不涉及事件预测,就技术面来说较为单纯。因此,目前已被普遍的采用,诸如:安全带、安全气囊…等技术,都是属于被动式安全防御之范畴。另一方面,主动式机制则是着眼于避免或降低事故发生之可能性。例如:ABS煞车防死锁系统、倒车雷达…等。由于主动式机制对于事故发生的预防,往往需要藉由收集各方的信息,以供系统预测可能的事故。因此如何有效收集到可靠且广泛的信息,便成为决定主动式机制成败的重要因素。
依据来源与取得方式的不同,主动式安全防御机制又可以再细分为自发式与协同式两种类型。运用车内或车身的感测设备收集到的信息所设计的安全机制,称为自发式;另一方面,其信息来源来自于车外 (例如:周遭车辆或路侧设施) 者则称之为协同式。以下将针对不同的主动自发式安全机制之特性进行逐一探讨,以供读者了解当前此类机制之现况与发展。
主动自发式行车安全防御机制
由于信息收集是足以影响预警成败的关键因素,如何开发且运用可靠且具高效能之感测技术是近日此一领域的重大课题。如图1所示,目前已被提出之感测技术大抵上不外乎是利用雷达、摄影、红外线、雷射…等。
雷达技术
雷达技术一直以来都是被广泛应用于物体侦测的一项技术,而根据设备精密程度之不同,其侦测范围可以达到数百公里甚至数千公里以上的等级,因此传统上大多被使用于军事用途。近年来,由于制造技术的进步,雷达设备的体积被逐渐的缩小,虽然其成本依然相当昂贵,但仍有汽车制造商开始在部份高阶车种上装设雷达设备,以提供远距离行车预警系统。尽管电达技术不论是在效能与可靠性方面的表现都相当优秀,但由于其制造成本一直无法有较大幅度的下降,因此目前为止仍难以为各大车厂广泛采用。
摄影技术
由于近来摄影系统与制造技术已相当成熟,其相关设备之制造成本可以算是相当低廉,因此已经是被广为使用在行车安全应用之上 (例如:影像式倒车辅助)。近日,运用此一技术之创新安全应用则是,透过在车辆上或路口装设摄影系统以撷取道路周遭影像,经由分析软件侦测画面中的行人或车辆,并追踪其动态,以适时的通知驾驶者或相关单位采取恰当的应变措施,避免意外的发生或迅速进行事故发生的后续处置。
然而,由于摄影技术最大的问题在于,其有效侦测距离大约仅限于100m以内,在此范围之外的物体通常已经是难以辨识。同时,经由摄影机撷取画面再透过影像分析软件辨识物体,此一连串动作通常需要相当强大运算能力的支持。以目前计算机系统的效能来说,完成少量物体的辨识工作,也许勉强可以达到一定程度实时性的安全需求。但若在运用在复杂路口时,往往需要辨识的物体可能同时会高达数十笔之多,这对于数据实时性要求极高的行车安全应用来说,绝对是未来发展此项技术之研发人员所需要正视的重大课题。
红外线技术
由于红外线技术可以提供到良好的夜视功能,在夜晚行车时运用此项技术可以帮助驾驶者辨识道路上的障碍物、及周遭的动物、行人等物体。因此,在夜间环境下可以用来弥补前面提到单纯使用摄影技术时之不足。然而,与摄影技术相似的是,其最佳侦测范围也约莫只能达到数十米的距离,对于车速较高的环境下,部份需要较快速反应时间之应用将较不适合;同时,由于红外线易受天气干扰之问题,也是红外线技术未来能否被广泛使用于行车安全应用所需克服的因素。
激光技术
激光技术是最近几年才被采用于行车安全上,由于其所能侦测物体之有效距离相较于一般摄影技术来说提升不少 (约可达数百米)。同时,由于其辨识物体位置与移动信息时所需之运算量不像影像辨识那样庞大,也让侦测所需时间可以大大的降低。再者,就目前的数据显示,激光技术的效能在不同天候的情况下,都不至于受到太大的影响。因此,此项技术从各个方面看来,似乎相当适用于行车安全应用上。然而,此技术目前尚处于起步阶段,其生产成本相较其他技术仍然过高,且适用的情境也需更进一步探讨,相信经过一段时间的测试与检验,未来应该有很高的机率被广泛的应用于行车安全领域。
结语
主动自发式行车安全防御机制的成功与否,绝大部份都需要仰赖可靠的感测技术。本文藉由分析当前常见与发展中的各项感测技术,期能让读者了解各个技术之优缺点与遭遇之瓶颈。由于先进雷达、雷射等关键技术大多由欧、美等国所掌握,相对而言,影像辨识技术应是我国较有发展空间的舞台。当前业界、学界、与法人单位都有相关计划进行中,若政府相关部门能杠杆各方研发成果,将有助于我们切入车用安全领域,以期未来于汽车产业占有一席之地。