Audi汽車自動化駕駛系統如何更聰明

下一個世代的汽車自動化駕駛是什麼樣子呢？在2015年GTC中，Audi揭露，如何打造新一代輔助駕駛系統Piloted Driving的塞車自動駕駛（Traffic Jam Pilot），分擔塞車時走走停停的駕駛任務，並且展示結合GPU技術與機器學習，來優化自動化駕駛技術的雛形車。

塞車時走走停停的路況讓人煩躁，塞車自動駕駛可以讓車輛自動在移動緩慢的車龍中，以每小時60公里的速度自動前進。Audi駕駛輔助系統架構總監Matthias Rudolph說，根據調查，人們每天都花上許多時間在塞車上，他舉了5個城市為例，柏林市民平均每天花27分鐘塞車，洛杉磯市民每天花39分鐘，墨西哥每天花76分鐘，而人口密集的北京市民平均每天要花100分鐘在塞車上，聖保羅市民甚至一天要花上2小時，在無意義的車龍中等待，而塞車時走走停停的情況，需要一直盯著前面車輛的移動，踩放油門跟煞車，會讓不少駕駛精神緊繃，Matthias Rudolph表示，Piloted Driving現在可以接下這項任務。

Audi認為，人類的行為控制從感官開始，而聽覺、視覺以及觸覺等知覺訊號送到大腦，肢體受驅動之後做出相對應的動作。Piloted Driving也是相同的原理，Audi的車上有許多環境感測器，諸如GPS、攝影機、雷達以及雷射掃描器等，這些感測器將訊號送到處理單元後，對方向盤以及煞車等控制器做出反應。

7大感測器提供零死角視野

搭載Piloted Driving系統的Audi汽車，在車上配備許多感測器。車身裝設俯視角度的攝影機，雖然距離較小但是涵蓋全車360度，四周除了攝影鏡頭外，也以中程雷達包圍，車頭車尾裝設超音波感測器，而車頭的監控較為複雜，除了長程雷達外，還有夜視鏡頭以及雷射掃描器，在擋風玻璃上緣也裝設能提供立體視覺的3D攝影機。這些複雜的感測器提供了Piloted Driving系統無死角的環境辨識能力。

但Matthias Rudolph說，每一種的感測器現在只對應單一功能，未來希望不同感測器的訊號能夠更靈活的交叉使用，以發展更複雜的應用。現在所有的感測器訊號運算都是倚靠名為zFAS的All in One中央輔助控制單元處理，其中包含了Nvidia K1晶片，可以處理4路的攝影機訊號，負責停車駕駛的影像處理以及駕駛員監控，還有Altera的Cyclone晶片負責處理超音波感測器的訊號，而Mobileye EyeQ3晶片除了自動緊急煞車系統（AEB），也負責車前攝影機的影像處理。

zFAS的軟體架構分為4層，第一層為應用程式的框架以及發動機控制器（ECU）等基本層，在基本層以上是知覺層，處理汽車的各項感測器的訊號，諸如燈光偵測、物體偵測、巷道偵測或是交通工具偵測，而第三層是Fusion層，透過感測器蒐集到的訊號，做綜合性的處理，彙整成通用資訊，有Mapfusion、Objectfusion與Roadgraph，讓第四層的功能可以應用，而第二層以及第四層的功能可由第三方提供。

Matthias Rudolph表示，Piloted Driving駕駛輔助系統並非要取代駕駛員，而僅是輔助的角色，駕駛仍然需要在緊急的時刻中斷輔助系統，立刻接手駕駛的工作，而且在輔助駕駛的過程，駕駛員也需要持續的監控路況。他說，未來Piloted Driving的目標是有更高的可預測性，駕駛員也能放心的把行車任務交給電腦，不需要一直監控著行車狀態，並且車載系統能與其他交通工具功能整合，期望做到在特定的情況，能完全取代駕駛員的工作。

Audi蒐集車旁360度半徑800公尺內動態物體的資訊，匯整後存放在Object Fusion系統中，其中包括行進中的車輛或移動的障礙物。

另一個與Object Fusion相反的系統Map Fusion，蒐集汽車旁160公尺的靜態障礙物的資訊，精準度可到公分。

車載電腦會隨時監控駕駛員的臉部變化，像是表情或是眨眼的頻率等，評估駕駛員精神狀況，在適當的時機給予警告，避免發生意外。

雛形車內建360度的俯視攝影機，能辨識車旁的障礙物，紅色半透明色塊表示不可通行的區域。

Audi表示，自動緊急煞車系統採用單眼3D攝影機，只要一個鏡頭就能測量汽車前方各種物體離車的距離，作為判斷自動煞車的依據。