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2007年3月5日 星期一

Audi安全駕駛輔助系統(Audi driver assistance)

現今的社會有著非常大的移動需求,因此交通道路的密度也一直不斷地在攀升中。但在此同時,我們卻可以看見因為道路車禍而導致重傷或死亡的人數有漸漸銳減的趨勢。這樣一個對比的資料,的確讓人顛覆思考,然而這都必須要歸功於車輛被動安全的大幅精進!



直到目前為止,駕駛輔助的發展已經大量減少了許多意外事故的發生,以被動安全系統來說,Audi Procon Ten,一個純機械式運作的裝置,能夠在車輛遭受撞擊同時束緊安全帶,並藉由鋼索的拉扯,使方向機柱能夠潰縮,遠離主要撞擊區域,這在當時的車界乃為獨一無二的安全裝置,其餘還有後來發展出來的安全氣囊、安全帶束力限制器,以及側邊撞擊防護等等,皆讓車輛行駛的被動安全性大幅地提高。

而電子科技領域的前進腳步,也為主動式安全系統開創出了更先進的一條路。從撞擊事後的安全輔助,提前至主動預防事故的發生。例如ABS防鎖死煞車系統以及ESP行車動態穩定系統都讓駕駛在面對高度事故風險的情況下,提升了操駕控制車輛的能力。

本篇全新感知器科技的介紹將更進一步地實現主動式安全的應用,使人們更能主動地察覺車輛周圍的變化並能夠提前做出事先預防的動作。即使這些感知器在接收能力上仍有其限制,但對於人們而言,全新科技將帶來一套預防性系統,用以輔助駕駛提升更主動的安全及日常使用上的便利性。
尋找事故的發生原因:Audi車禍事故研究單位(Audi Accident Research Unit )


Audi透過車禍事故的研究,建立了一套用來判斷何種系統能最顯著的提供消費者安全利益的基礎。而為了得到更詳盡的知識,不僅僅只透過評估車禍當時發生的情況,同時並要瞭解個別車禍發生當時的背景,因此多樣的車禍事故都必須透過重建及評估來進行更進一步的深刻瞭解。且透過與那些牽涉在車禍事故中的當事人做深度訪談、事故現場準確的記號與調查、以及警察與醫學上對於車禍事故的報告,使得Audi事故研究單位更能朝向其正確目標努力,也就是在概要的見解之下,更進一步地去探討『人為疏失』以及衡量潛在的駕駛輔助功能在車輛事故的情節之中,究竟扮演了什麼樣的角色?這使得新安全輔助系統在研發階段時就能夠有一個初期且正確的方向及目標努力以提供駕駛更多的安全性。
根據統計學家表示,”身心狀態”常常是致使死亡車禍事故發生的最大因素。包括了有睡眠不足、注意力分散及突然間的閃神等等,這些精神不集中的狀況常使得駕駛不小心偏離原本的車道,或者是忽視了其他的道路使用者。而這樣的情況,其實是可以透過合適的警告系統來提醒駕駛人當前的危險的。當然合適的警告系統同時也將帶來更多的安全性與便利性。

Audi 側邊雷達輔助系統(Audi side assist with radar sensor)
將在全新Audi Q7上首度配置的Audi側邊雷達輔助系統,其主要作用在於:當駕駛人欲變換車道並且無論轉向指示燈是否有開啟的同時,車輛皆會透過雷達感知器來警告駕駛人鄰近車道是否有忽視的車輛靠近,以在駕駛人視線的死角下提供輔助,當然同時也能偵測到後方快速逼近的車輛。
此感知器所採用的是一組24 GHz的雷達系統,共有兩個雷達感知器配置於車後保桿上,偵測範圍為車尾後方50公尺內,包括車輛兩邊的死角都能夠有效地偵測。同時整合高效能的電腦單元,準確且快速地判斷車輛周圍狀況,隨時提供給駕駛最精準的警告訊號。
這套電腦偵測軟體乃是完全由Audi所研發,其會精密地計算在各種情況下何時以及如何去警告駕駛人。而這樣的運算結果乃是經過許多實地測試及心理研究所得。


同時警告系統也必須符合以下準則:
1、 能夠清楚地呈現問題所在(目前的警示訊號所代表的意義是什麼?)
2、 能夠清楚地由系統判讀(使警示系統作動的原因為何?)
3、 在任何情況下都能輕鬆且清楚的判讀訊號
4、 以適當的方式引起注意
5、 駕駛必須信賴這套系統(否則將不具意義)

因此,位於車外後視鏡上,一個清晰可見的警告訊號顯示就成為滿足這些準則的最好方式。一般而言,車外後視鏡必須能夠真實清楚地呈現車外的影像,使得其他的道路使用者能夠輕易地為駕駛所看見。但這樣單純的影像顯示,對於駕駛的提醒警告作用當然是不及於駕駛者能聽得見的警告訊號聲響加上警告燈號閃爍來的有效。舉例來說,車外後視鏡常常無法反射到位於車輛正後方的其他道路使用者,因此駕駛常常必須要調整自身的姿勢與角度來獲取那些微的影像,但透過雷達的感測卻能輕鬆有效地達到以上目的,而這正是此套系統當初研發的初衷。
為了確保在任何情況下警示燈號都能清楚地被駕駛所辨識,這個警示裝置還配置了一套亮度控制單位來感應周遭的光線狀況。因此無論身處在無月光的深夜或是在熱帶氣候的正中午太陽下,動態亮度的調整都能夠適應各種光線狀況,並提供最清楚的辨識效果。


而此系統的主要作動方式為:當旁邊車輛接近但駕駛並未開啟轉向指示燈時,車外後視鏡的警示燈是採以恆亮的方式來提醒駕駛人目前有偏離車道並與身旁來車過於接近的情形發生,但當駕駛人乃是有意變換車道,同時轉向指示燈是開啟狀態時,此時若其他車道來車過於接近,警示燈將以閃爍的方式,來引起駕駛人的特別注意,避免因為不當的變換車道而引起危險的發生。這樣的方式是最容易吸引駕駛人的視線,也是最容易判別的方式。但為了不讓駕駛人從注視車外後視鏡的情況下分心甚至造成眼睛對光線的疲倦,閃爍的期間也不會過長,因為過長的持續閃爍並不會帶來更多的提醒價值。
同時,這套系統可以很快地為駕駛所學會,即使在尚未接近危險狀態時,還是可以充分地體驗其輔助功能。無論轉向指示燈是否開啟,只要駕駛人有變換車道的意圖,系統都會自動偵測可能過於接近的來車,並以不同方法提醒駕駛注意安全。

這樣的資訊使得駕駛能夠在任何時間情況下,無論是否有開啟轉向指示燈,都能確認危險的可能性,或者他們也可以先獲取系統對於目前狀況的評估,再自行決定是否要接受系統的建議,並很快的瞭解當前的車況。而在亮度方面,其散發出的是屬於較低亮度的光線,亦即當駕駛完全正視著前方時,這樣的亮度也不會影響到眼角的餘光,這可以避免駕駛因為時常的閃爍而受到干擾。

當然,這樣的設計必須經過大量且多樣的測試。包含了使用高科技視野追蹤系統(ultramodern eye tracking systems)來記錄與評估當影像是否存在於眼睛時所接受到的不同反應。而為了要確認各種不同特性下所可能產生的不同反應並使警示能有效地被接收,大量的道路測試及不同類型的測試駕駛都是必須要採取的評估方式,從中也可以得到較為不一樣的觀點,並更進一步得到不同年齡所可能接收到的多重反應。

前述警告訊號的亮度與警告時間都可以透過MMI的選單裡進行個人化的調整,而在Audi Q7上還可以透過駕駛座側後視鏡旁的按鈕進行整個系統開關的動作。
Audi車道行車輔助(Audi lane assist)
在Audi allroad quattro 概念車上還有一個更進一步的輔助功能,也就是Audi車道行車輔助。當車輛跨越車道的分隔線,但此時駕駛並未將轉向指示燈打開,則方向盤會微幅的震動。這套系統是用來警告駕駛人其目前所駕駛的車輛已不慎跨越原來的車道。而透過方向盤的微幅抖動,駕駛人能夠直覺地瞭解警示的狀態,且這樣的警示回饋,也將會比大聲的蜂鳴聲響來的容易讓一般車輛使用者(對於車輛並不那麼熟悉)判別並立即瞭解,感覺如同壓在分隔線上突起的路線指示燈一般,以方向盤的震動來取代聲音提示。


擋風玻璃下的攝影機在感知器科技中也扮演了一個很重要的角色。其配置的影像處理功能能辨識道路上的指標線並確認目前車輛在其車道的位置。這使得以上所談論的警示系統變的可行,包含了靠近警告(approach warnings)--當車輛過於靠近道路分隔線時,系統將發出警告,以及跨越警告(crossing warnings)--當車輛目前已壓上道路分隔線或者剛跨越分隔線時,系統將發出警告。這些警告的時機與蜂鳴方式都能夠透過MMI系統讓駕駛自行調整他們所希望的方式,以符合他們的駕駛型態。同樣地,因為每一個人對於知覺的接收度也不一樣,因此方向盤震動的強度也同樣可以讓駕駛自行調整。而Audi車道行車輔助的功能也可以隨時透過方向燈撥桿上的一個按鈕進行開關的動作。
成功的關鍵在於接受度
系統未來是否能夠實現不單單只是在科技的可行性上,同時必須仰賴於能夠為駕駛帶來多少利益。在Audi,乃是以駕駛為中心出發點,不僅僅只有在車輛的結構上,同樣的在未來駕駛輔助系統上仍然不斷地持續在努力中。

Audi側邊輔助系統(Audi side assist)與車道行車輔助系統(Audi lane assist)在經過Audi原廠與駕駛不斷地測試改良之後,目前已完成了系統的建置。同時駕駛的行為研究與真實事故的分析也為反覆不斷的試驗過程帶來了基礎,而系統特性也將針對各個不同使用者的需求持續地更加精進,未來行車的安全性當然也將大幅地持續提升!