說(shuō)到無(wú)人駕駛汽車(chē)，人們立刻想到了谷歌，這一印象仍然抓住了人們的心。

畢竟自從Google在2010年首度對(duì)外宣布無(wú)人駕駛車(chē)測(cè)試計(jì)劃以來(lái)，至今「Google Self-Driving Car」（見(jiàn)圖一）已在路上累積超過(guò)70萬(wàn)英哩的實(shí)駕經(jīng)歷了，而且還是零事故發(fā)生率，這對(duì)普羅大眾而言，真的是前所未聞的新奇事物，同時(shí)也會(huì)讓人不禁贊賞Google的創(chuàng)新能力；只是這種未來(lái)科技離一般人的生活經(jīng)驗(yàn)太遙遠(yuǎn)了，以致于感受不深，而且距今也好幾年，新鮮感不再，一般人也只是把無(wú)人駕駛車(chē)當(dāng)個(gè)話題看待而已。

圖一、Google無(wú)人駕駛車(chē)

目前除了Google仍對(duì)無(wú)人駕駛車(chē)持續(xù)投入研發(fā)改良，而且還頗有成就之外，國(guó)際級(jí)的汽車(chē)大廠也是認(rèn)同此一趨勢(shì)，認(rèn)真務(wù)實(shí)地在看待這項(xiàng)技術(shù)。

就在今年2015 CES消費(fèi)電子展上，無(wú)人駕駛車(chē)又再度成為萬(wàn)眾矚目的焦點(diǎn)。例如奔馳（Mercedes-Benz）所展出的無(wú)人駕駛車(chē)「F015 Luxury in Motion」（見(jiàn)圖二），最大的特色就在于自動(dòng)駕駛時(shí)，駕駛者可以將前座轉(zhuǎn)個(gè)180度向后與其他乘客互動(dòng)，車(chē)子就宛如一個(gè)行動(dòng)的豪華包廂，再加上充滿(mǎn)科幻前衛(wèi)的內(nèi)外觀設(shè)計(jì)及配備，自然吸引了整場(chǎng)目光，但這僅止于是概念性的發(fā)表，預(yù)計(jì)要到2030年，這類(lèi)車(chē)型才會(huì)正式上市。

圖二、奔馳F015 Luxury in Motion

BMW則與三星電子合作，展示全自動(dòng)無(wú)人駕駛遙控停車(chē)助理（Remote Valet Parking Assistant）技術(shù)（見(jiàn)圖三），透過(guò)智能型手表Gear S就能遠(yuǎn)程控制無(wú)人駕駛車(chē)自動(dòng)停入停車(chē)場(chǎng)，也能遙控汽車(chē)自動(dòng)駕駛至車(chē)主所在位置，但前提是該停車(chē)場(chǎng)也要安裝能夠與無(wú)人駕駛車(chē)互感互通的傳感器才行。

圖三、BMW Remote Valet Parking Assistant

奧迪（Audi）則是推出以A7車(chē)款為基礎(chǔ)的無(wú)人駕駛概念車(chē)「Jack」（見(jiàn)圖四），該車(chē)擁有自動(dòng)變換車(chē)道及過(guò)彎的功能，也可以自動(dòng)加速及煞車(chē)，更重要的是此車(chē)也有實(shí)際上路測(cè)試，在2015 CES展覽期間，「Jack」一路從硅谷「自駕」到拉斯韋加斯的CES展場(chǎng)，幫自己累積了500英哩的實(shí)駕經(jīng)歷。

圖四、奧迪 A7 Jack

不過(guò)，就像當(dāng)時(shí)搭乘「Jack」的Wired雜志作者 Alex Davies所描述的，「奧迪的無(wú)人駕駛車(chē)或許會(huì)讓人覺(jué)得是智能巡航控制、車(chē)道偏離警報(bào)和其他半自動(dòng)技術(shù)的榮耀升級(jí)版，如今許多的高級(jí)轎車(chē)都有提供這些技術(shù)」，之所以會(huì)讓人有如此感覺(jué)，就在于與Google發(fā)表的無(wú)人駕駛車(chē)相比，奧迪的無(wú)人駕駛車(chē)看起來(lái)與一般車(chē)無(wú)異，整個(gè)自動(dòng)駕駛過(guò)程不會(huì)讓駕駛者感到不尋常。

Google在實(shí)際測(cè)試多年后，于2014年5月首度發(fā)表了自主駕駛車(chē)模型（Self-driving Car Mockup）（見(jiàn)圖五），除了卡通化的外觀造型，以及車(chē)頂上的光達(dá)（LIDAR，Light Detection And Ranging）系統(tǒng)令人印象深刻之外，最為顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的竟是全車(chē)沒(méi)有方向盤(pán)、沒(méi)有油門(mén)踏板、沒(méi)有煞車(chē)踏板，只剩二個(gè)按鈕可供乘客手動(dòng)操控緊急停止或前進(jìn)，剩下的駕駛工作則全部交給傳感器及計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)，因?yàn)镚oogle的理念是無(wú)人駕駛的過(guò)程不需人為的介入。

圖五、Google Self-Driving Car（左）模型 （右）原型

接著在12月發(fā)表的自主駕駛車(chē)原型（prototype）則是將LIDAR系統(tǒng)縮小，并安裝了實(shí)體車(chē)頭燈；除了必備的傳感器及計(jì)算機(jī)外，也把方向盤(pán)及煞車(chē)踏板裝回去了，這樣的組合似乎是對(duì)當(dāng)初設(shè)想的「完全無(wú)需人為駕馭」的情境，打了點(diǎn)折扣，但反過(guò)來(lái)想，以現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，會(huì)有多少人可以接受沒(méi)有方向盤(pán)的車(chē)？能符合消費(fèi)者的實(shí)際需求才是最重要的課題，太過(guò)超越的創(chuàng)新反而會(huì)令人為之卻步。

無(wú)庸置疑的是，在無(wú)人駕駛車(chē)的開(kāi)發(fā)進(jìn)度及經(jīng)驗(yàn)累積上，Google已居于領(lǐng)先地位，緊接在后的反而是國(guó)際汽車(chē)大廠。但Google是想把無(wú)人駕駛車(chē)的創(chuàng)新概念「一步到位」實(shí)現(xiàn)，汽車(chē)大廠反而是采「進(jìn)化」步驟，一步一步增加新功能，引領(lǐng)消費(fèi)者逐步適應(yīng)截然不同的駕駛體驗(yàn)。

先不論無(wú)人駕駛車(chē)在正式上市前將面臨的許多法令、保險(xiǎn)以及消費(fèi)者接受度等等的問(wèn)題，我們來(lái)看一下無(wú)人駕駛車(chē)包含了哪些重要技術(shù)。

根據(jù)美國(guó)的專(zhuān)利顧問(wèn)公司Lexinnova的報(bào)告，歸納出九種已運(yùn)用于無(wú)人駕駛車(chē)的基本技術(shù)（見(jiàn)圖六）：車(chē)對(duì)車(chē)通訊（V2V Communication）、巡航控制（Cruise Control）、自動(dòng)煞車(chē)（Automatic Brakes）、車(chē)道維持（Lane Keeping）、雷達(dá)（Radar）、循跡或穩(wěn)定控制（Traction or Stability Control）、視訊攝影機(jī)（Video Camera）、位置估計(jì)器（Position Estimator）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）。在上述的基本技術(shù)中，前五項(xiàng)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量是相對(duì)比較多的，也顯示其重要性，所以接下來(lái)就針對(duì)這五項(xiàng)技術(shù)作一簡(jiǎn)單介紹。

圖六、無(wú)人駕駛車(chē)的基本技術(shù)

車(chē)對(duì)車(chē)通訊（V2V Communication）

透過(guò)車(chē)對(duì)車(chē)通訊，車(chē)輛之間可以互相傳送數(shù)據(jù)，讓佊此了解對(duì)方的行為與狀況，可以讓駕駛者提前作出判斷和決定，減少視野盲點(diǎn)所造成的危險(xiǎn)。

圖七、V2V Communication示意圖

美國(guó)國(guó)家公路交通安全局（NHTSA）正在制定車(chē)對(duì)車(chē)通訊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格，以確保所有車(chē)輛都使用共同的語(yǔ)言，而且美國(guó)運(yùn)輸部也宣布，最快在2017年出廠的新汽車(chē)，按規(guī)定都要配備車(chē)對(duì)車(chē)通訊系統(tǒng)。

NHTSA制定的車(chē)對(duì)車(chē)通訊系統(tǒng)，使用的是基于IEEE 802.11p及IEEE 1609標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)用短程通訊（DSRC，Dedicated Short Range Communications）技術(shù)，藉由5.9GHz微波頻段傳輸數(shù)據(jù)，擁有超低傳輸延遲、高傳輸速度等特性。在DSCR網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，每一節(jié)點(diǎn)（汽車(chē)）以每秒10次的頻率向四方傳送信號(hào)，覆蓋范圍達(dá)300公尺，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)收訊可以多步（multi-hop）方式往前跳躍到5到10個(gè)節(jié)點(diǎn)（汽車(chē)）之遠(yuǎn)，就如同收集到一英哩外的交通狀況，這使駕駛者對(duì)交通狀況擁有充足的應(yīng)對(duì)時(shí)間。

根據(jù)Lexinnova的統(tǒng)計(jì)，車(chē)對(duì)車(chē)通訊的相關(guān)專(zhuān)利，多數(shù)為豐田汽車(chē)及其子公司Denso所掌握，緊接在后專(zhuān)利權(quán)人則為日本車(chē)用電子商Alpine及通用汽車(chē)（GM）。

巡航控制（Cruise Control）

傳統(tǒng)的定速巡航控制系統(tǒng)，會(huì)依據(jù)設(shè)定的巡航速度，自動(dòng)調(diào)整引擎節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，進(jìn)而達(dá)到定速行駛的目的。智能巡航控制系統(tǒng)（ACC，Adaptive Cruise control）則會(huì)主動(dòng)偵測(cè)前方車(chē)距，以系統(tǒng)限定的安全跟車(chē)時(shí)間間距，以及駕駛者設(shè)定的速度為依據(jù)，適當(dāng)?shù)乜刂朴烷T(mén)與煞車(chē)，進(jìn)而達(dá)到適應(yīng)前車(chē)狀況的巡航控制。

圖八、Adaptive Cruise control示意圖

ACC系統(tǒng)主要是由前車(chē)車(chē)距偵測(cè)器、車(chē)速傳感器、縱向加速傳感器、煞車(chē)及油門(mén)控制單元，及邏輯運(yùn)算控制單元組成。

根據(jù)Lexinnova的統(tǒng)計(jì)，巡航控制相關(guān)專(zhuān)利的前三大專(zhuān)利權(quán)人為：博世（Robert Bosch）、日產(chǎn)汽車(chē)、通用汽車(chē)。

自動(dòng)煞車(chē)（Automatic Brakes）

自動(dòng)煞車(chē)系統(tǒng)包含防死鎖煞車(chē)系統(tǒng)（ABS，Anti-Lock Braking System），以及電子煞車(chē)力分配（EBD，Electronic Brake-Force Distribution）系統(tǒng)。

圖九、ABS示意圖

ABS最早由Bosch于1987年引入市場(chǎng)，目前已是相當(dāng)普遍的配備。踩煞車(chē)時(shí)，

ABS會(huì)透過(guò)感測(cè)組件偵測(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速，一旦發(fā)現(xiàn)車(chē)輪有死鎖現(xiàn)象，ABS會(huì)釋放煞車(chē)，然后再快速煞車(chē)死鎖，接著再度釋放再度死鎖，如此循環(huán)，可以讓駕駛者仍能操控方向盤(pán)避免打滑失控。

EBD為ABS的附加系統(tǒng)，其作用先于ABS，以減少不必要的ABS動(dòng)作。EBD系統(tǒng)監(jiān)控四輪轉(zhuǎn)速，將各車(chē)輪煞車(chē)油壓自動(dòng)調(diào)節(jié)至最恰當(dāng)?shù)某潭?，以防止ABS作用前的任何死鎖現(xiàn)象，增大保護(hù)范圍。

根據(jù)Lexinnova的統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)煞車(chē)系統(tǒng)相關(guān)專(zhuān)利的主要專(zhuān)利權(quán)人為南韓的汽車(chē)零件供貨商萬(wàn)都株式會(huì)社（Mando Corporation）及博世，但萬(wàn)都株式會(huì)社的ABS或EBD專(zhuān)利似乎未用于無(wú)人駕駛車(chē)領(lǐng)域。

車(chē)道維持（Lane Keeping）

車(chē)道維持的技術(shù)分為下列二種：

車(chē)道偏離警示系統(tǒng)（LDWS，Lane Departure Warning System），當(dāng)感測(cè)組件偵測(cè)到車(chē)輛偏離車(chē)道時(shí)，若駕駛者未打轉(zhuǎn)換車(chē)道的方向燈訊號(hào)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或震動(dòng)的警示訊號(hào)以提醒駕駛者返回車(chē)道。

車(chē)道維持系統(tǒng)（LKS，Lane Keeping System）或車(chē)道維持輔助系統(tǒng)（LKAS，Lane Keeping Assist System），則是當(dāng)車(chē)輛無(wú)意間偏離車(chē)道時(shí)，若駕駛者沒(méi)有立即對(duì)偏離狀況做處置，LKAS會(huì)主動(dòng)介入控制方向盤(pán)，給予適當(dāng)輔助力，讓車(chē)輛維持在原有車(chē)道內(nèi)。無(wú)人駕駛車(chē)即采用此種系統(tǒng)，傳感器可以使用影像傳感器、雷射傳感器，或紅外線傳感器。

圖九、車(chē)道維持輔助系統(tǒng)（LKAS）示意圖

根據(jù)Lexinnova的統(tǒng)計(jì)，車(chē)道維持系統(tǒng)相關(guān)專(zhuān)利的前四大專(zhuān)利權(quán)人為博世、日產(chǎn)汽車(chē)、豐田汽車(chē)，及現(xiàn)代汽車(chē)。

雷達(dá)（Radar）

雷達(dá)系統(tǒng)是無(wú)人駕駛車(chē)最重要的技術(shù)之一，除了我們熟知的倒車(chē)?yán)走_(dá)之外，定速巡航要用到雷達(dá)，偵測(cè)周遭交通狀況要用到雷達(dá)，防撞系統(tǒng)要用到雷達(dá)，保持車(chē)道也要用到雷達(dá)。

圖十、車(chē)用雷達(dá)應(yīng)用示意圖

車(chē)用雷達(dá)依訊號(hào)產(chǎn)生源的不同，分為聲波雷達(dá)、光波雷達(dá)，及毫米波雷達(dá)（Millimeter Wave Radar）等三種。

屬于聲波類(lèi)的超音波雷達(dá)，因其測(cè)量距離較短，主要用于停車(chē)輔助系統(tǒng)，例如倒車(chē)?yán)走_(dá)。

屬于光波類(lèi)的紅外線雷達(dá)及激光雷達(dá)，其最主要的缺點(diǎn)為光線穿透力易受塵雨霧雪的干擾，而影響測(cè)量的精確度。紅外線雷達(dá)的測(cè)量距離較短，可用于夜視系統(tǒng)，而激光雷達(dá)的測(cè)量距離較長(zhǎng)，與紅外線雷達(dá)一樣，均可用于防碰撞系統(tǒng)。

毫米波雷達(dá)的波長(zhǎng)如名稱(chēng)所示為毫米級(jí)（mm），運(yùn)作頻率范圍在30GHz到300GHz之間，主要集中在23~24，60~61，76~77GHz頻段，是目前車(chē)用雷達(dá)研發(fā)的主流。與聲波相比，毫米波雷達(dá)不受大氣紊流的影響，與光波相比，毫米波雷達(dá)的穿透性較強(qiáng)，因此毫米波雷達(dá)的探測(cè)性良好，精準(zhǔn)度高。

無(wú)人駕駛車(chē)除了使用雷達(dá)系統(tǒng)之外，還有使用光達(dá)系統(tǒng)（LIDAR），也就是光學(xué)遙感技術(shù)，通常是利用雷射光脈沖對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行高密度掃描，以量測(cè)物體的距離，或獲取物體三維形貌的數(shù)據(jù)。

根據(jù)Lexinnova的統(tǒng)計(jì)，雷達(dá)關(guān)專(zhuān)利的前四大專(zhuān)利權(quán)人為豐田汽車(chē)、日立商社、博世及富士通。

結(jié)論

無(wú)人駕駛車(chē)在正式上市前，除了要面對(duì)復(fù)雜的法規(guī)問(wèn)題之外，還有許多技術(shù)問(wèn)題尚待克服，例如各式各樣的感測(cè)組件穩(wěn)定度及準(zhǔn)確度問(wèn)題、車(chē)對(duì)車(chē)通訊的安全性問(wèn)題、軟件整合度的問(wèn)題、操作判斷程序的問(wèn)題等等，而這些種種技術(shù)問(wèn)題，最終將匯集成為消費(fèi)者最敏感的價(jià)格問(wèn)題。

其實(shí)無(wú)人駕駛車(chē)所需的基本技術(shù)，都是目前現(xiàn)有技術(shù)的再研發(fā)與改良，但將這些技術(shù)整合運(yùn)用則是一種創(chuàng)新與發(fā)明。我們期待這股創(chuàng)造力量能為科技產(chǎn)業(yè)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)龐大的商機(jī)，也希望能夠透過(guò)科技的力量創(chuàng)造出更安全、更有效率的行車(chē)環(huán)境，以及更節(jié)能、更環(huán)保的生活方式。

作者：謝錦星，職位：北美智權(quán)教育訓(xùn)練處研發(fā)創(chuàng)新顧問(wèn)