V2X 802.11p 車聯網 DSRC

聚合感測/安全設計加持 汽車智慧聯網邁入新世代

2020-04-13
智慧裝置世界中的聚合能力,也就是電子架構需要感測、思考和行動的常見能力,並在網路邊緣以可靠、安全且漸增的方式執行這些作業,同時另一種緊密相互關聯的聚合能力,也就是消費者的期待越來越類似。

 

在智慧型手機崛起後,消費者期待刺激數位體驗能持續發展,讓消費者在家中、辦公室和車中都能順暢地感受這類體驗;這些體驗充滿最高安全等級、安全性和環境敏感度。同樣地,大量大規模技術快速整合成精簡、流暢和反應速度極快的技術。試想不久之前,主機轉變成PC、PC整合成智慧型手機、網路銀行轉變為晶片卡、晶片卡轉移至智慧型手機,智慧型手機則包含行動支付。現在想像依循此路徑的智慧型手機將成為汽車門禁工具,變成更重要的中樞來提供增強的消費者體驗。聚合和整合將繼續成為2020年與未來的重要思路,許多聚合和整合的發生都是這個改變前進的動力。

2019年在V2X、UWB和汽車閘道的領域,重要的連線能力急速發展,這些發展協助汽車製造商因應對手機製造商更常見的積極技術時程。這些發展為汽車製造商在2020年留下許多思考空間。 

802.11p型V2X

儘管消費者有所期待,但現代車輛中安全應用的數量相對來說仍少很多。雷達、光達、影像視覺將持續進展,但有另一個尚未廣泛採用的道路安全技術,主要的原因在於因缺乏政府指導,導致對標準的爭辯與對汽車製造商的高投資風險。如果在幾年前有人宣稱未來會推出「心靈感應」技術,可讓車子不受視線限制、在不遠的距離、甚至是不受距離限制感應其他車輛,並與其通訊以增強安全性,人們一定會認為他看太多科幻電影了。然而,2019年車聯網(V2X)通訊技術廣泛實施的發展帶來了一絲曙光。實際上,Volkswagen在大量的車輛引進V2X技術,加上各種支援者的生態系統,長期來說,道路安全將不再是夢想。

V2X讓車輛能夠與各種道路使用者通訊,以警示有物體鄰近、下一段道路的狀況和其他弱勢道路使用者。這個技術讓車輛能夠感應到不遠距離的物體,並在高達2公里的距離進行360度雙向通訊。此外,此技術還能警示V2X號誌燈和其他基礎架構,讓交通流量的動線更有效率,甚至可以透過進階警告,引導緊急車輛通過一般的交通流量。作為先進駕駛輔助系統(ADAS)技術,此功能擁有在任何天氣條件下獨特的可靠性優點。此技術也可透過使用隊列行駛之類的創新駕駛情境來降低CO2排放量。

此技術的運作方式是透過在配備類似設備的道路使用者之間產生並廣播多個訊息。其他車輛和弱勢道路使用者接收到的訊息會密切留意發展條件。在目前的實例中,感知到的威脅可以經過處理來警示駕駛做出及時反應;在未來,車子可以作為自動化系統的一部分,自主採取行動。

目前,只有一種V2X技術是大量生產,且此技術為短距離通訊(DSRC)型V2X。V2X目前的實例是Wi-Fi標準,此標準已經過修改與最佳化,可在動態的汽車環境中運作。識別為ETSI ITS-G5的此標準在2004年定義,並歷經徹底的標準化過程,其中包含超過一百萬天廣泛的現場測試(2008年以400台車輛從德國Sim1現場測試開始)和多廠商互通性測試(自2011年起的ETSI插頭測試)。多年來皆提供汽車級實作,讓OEM和第一層供應商能執行廣泛的測試和驗證,對於安全相關的產品來說這個過程至關重要。

此技術已可供使用,但在2019年歐洲議會拒絕V2X的歐洲授權法案時遇到未預期的阻礙。此法案已指定802.11p作為車對車和車對基礎架構通訊的起始技術,並已建立法規以啟用受信任的網域和迫切需要的互通性,來拯救歐洲道路上的生命。但這還不是終點,更值得注意的是,Volkswagen決定捨棄這項技術,並透過在全新Golf中發布歐洲道路上的Wi-Fi型V2X技術,以開拓拯救生命這方面的進展。Volkswagen展現了更安全未來的遠見,此舉也是受C-ITS群組發出的聯合聲明所推動,可實現Wi-Fi技術下的標準化。此聲明的簽署者包含Volvo、Volkswagen、Groupe Renault等企業。可以預期Volkswagen從2020年開始,在歐洲引進的V2X將會增強道路安全,而其他主要製造商會起而效尤。

UWB/精確測距前景誘人 

在各種市場(包含行動、汽車、物聯網(IoT)和工業空間)中,開創性應用的開發人員都積極尋覓安全、精確測距的技術,能夠提供準確的室內外定位。幸運的是,UWB這個重獲重視的資料傳輸技術,現在提供準確、安全、即時的定位,這個技術較Wi-Fi、藍牙和GPS等無線技術都來得優異。其處理與情境相關資訊的能力(例如UWB距錨的位置、移動以及與其他裝置的距離),再加上可即時以幾公分為單位計算的前所未有的準確度,將帶來無數全新和令人振奮的應用。在2020年,相信OEM和消費者都能開始瞭解此技術的真實潛力。 

Volkswagen和BMW透過其計畫,開始早一步瞭解UWB技術,以實施在其中一個最令人期待的連線能力應用中:智慧型手機汽車門禁。透過免持式智慧型手機汽車門禁,汽車製造商開始揭露車內乘客偵測、自動化代客泊車、無需用手操作的停車、場地門禁和得來速付款等功能。另一個討論過的有趣應用是實施汽車門禁的走路模式辨識,此實施近期展現了利用高準確度感測技術和人工智慧來瞭解使用者的個人化手勢。

對於在日常生活追求便利的消費者而言,這些都是令人振奮的發展,並開創全新的可能性。想像可能性。配備UWB的汽車可以解鎖停車車庫,並在抵達時,住戶就能夠使用安全電梯抵達公寓。在抵達家裡時,門就可以自動開啟、室內空間隨即調整溫度、開啟燈光與音樂來迎接住戶回家。住戶在屋內移動時,音樂會如影隨形,因為連接的音訊裝置會通知UWB連接喇叭,告知住戶正在從廚房走到客廳。因此,就像這類情境的展示,生活可以變得更加便利。透過將UWB和其他連線能力技術(例如NFC和Wi-Fi)搭配使用,這類情境都不再只是想像。 

實現新服務/架構簡化閘道

車輛朝向自主性、連接和電氣化狀態的演變,使得汽車製造商能夠提供許多以資料為基礎的服務。最大的疑問在於,如何提供安全性和效能,讓以資料為基礎的服務變得可能,以及如何實現以服務為導向的新閘道,讓資料革命變得可能。隨著內建全新類型的汽車閘道處理器的發布,以回應汽車產業轉變為高效能、以網域為基礎的車輛架構。

現已有廠商,如恩智浦在2019年找到解答,該公司推出的S32G處理器提供可降低軟體複雜性和增強保安和安全性的基礎。主要的角色是擔任以服務為導向的閘道,可協助OEM從汽車製造商轉變成資料公司,從而提供新服務、功能和寶貴的分析。在2020年,該公司相信安全車輛網路可提供的即是這類新領域的改變,例如以用量為基礎的保險、車輛運作狀態追蹤和適用於商業營運商的車隊管理服務。在汽車製造商的探索下,這些只是其中的一些機會。 

2020年將會是回應汽車產業盼望的重要一年。如何處理在電子架構中的聚合能力,以及如何在不斷擴張的消費者期待需求找到前進的方向,將會帶來長遠的影響。透過UWB和WLAN 802.11p等技術,汽車製造商就能提供令人振奮的新客戶應用,以及創新、安全的服務,並以全新的方式找到品牌的定位。

(本文由恩智浦提供)

 

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