汽車黑盒子商機起飛 結合加速感應器與汽車網路成趨勢

2006-09-27
為了減少車禍並加速車禍責任歸屬處理,駕駛紀錄器逐漸普及。目前此類產品由相機、影像編碼電路、紀錄裝置以及加速度感應器等元件組成,未來將大幅改善影像畫質,並加裝三軸加速感應器。長期而言則將結合汽車網路,並走向高畫質與多通道影像。歐盟預計在2009年之前導入車禍緊急通報系統,目標在2010年時使車禍死亡人數減半。美國高速公路交通安全局也將EDR列為新車強制配備的裝置,並規範必須紀錄事項。
為了減少車禍並加速車禍責任歸屬處理,駕駛紀錄器逐漸普及。目前此類產品由相機、影像編碼電路、紀錄裝置以及加速度感應器等元件組成,未來將大幅改善影像畫質,並加裝三軸加速感應器。長期而言則將結合汽車網路,並走向高畫質與多通道影像。歐盟預計在2009年之前導入車禍緊急通報系統,目標在2010年時使車禍死亡人數減半。美國高速公路交通安全局也將EDR列為新車強制配備的裝置,並規範必須紀錄事項。  

每次飛機失事,最重要的證物就是俗稱黑盒子的飛行資料記錄器。那麼,汽車產業是否也有相同需求?觀察統計數字,1950~2000年之間,車禍發生件數與傷者數量在70年代達到高峰,之後逐步下滑。爾後從80年代開始又呈現線性向上的趨勢。因此駕駛紀錄器(Drive Recorder)(圖1)產品應運而生,將車距偵測、車輛間通訊以及緊急通報服務機制逐步引進汽車產業。  

俗稱為汽車黑盒子的駕駛紀錄器,是汽車產業中附加價值龐大的新產品。尤其是車禍頻繁的地區,對於車禍原因調查與責任歸屬,是相當有利的工具。駕駛紀錄器會在行駛過程中,或急加速、急減速的情況下錄下關鍵影像。汽車黑盒子目前主要安裝在高級商用車種,依據汽車業者規畫,2008年左右,運用於導航或安全系統的相機模組將會開始結合駕駛紀錄器。到了2010年,附加通訊模組與感應器,汽車將變身為「探測車系統(Probe Car System)」。  

探測車系統也稱為資訊化汽車,除了基本的位置、時間、車速、方向指示器、雨刷開關、煞車資訊、影像之外,其他諸如氣象、塞車資料等,都可由駕駛紀錄器配合通訊模組來運用。  

駕駛紀錄器正面效益多  

駕駛紀錄器能帶來的助益至少包括:加快車禍處理速度、減少車禍發生、減少燃料費用,以及收集次世代安全配備研發依據資料。目前駕駛紀錄器提供的益處僅限於加快車禍處理速度。以日本而言,超過10%的計程車已裝設駕駛紀錄器,對於車禍處理的迅速與公平化已證實可行,運輸業者也有意引進。燃料費用的減少,也是駕駛紀錄器的正面效益。藉由駕駛紀錄器的資料,可對駕駛者實施安全行車教育,協助駕駛者不再隨意加減速與煞車,自然可減少燃料費用。  

在2005年實施的問卷調查指出,超過57%的日本民眾對於小客車導入駕駛紀錄器非常有興趣,現在消費者的疑慮反而是價格問題。從產品構成要素分析,駕駛紀錄器主要由加速度感應器、GPS接收模組、相機模組、影像處理大型積體電路、紀錄裝置與記憶體等電子零組件構成。由於量價關係是電子產業的鐵則,於是吸引不少廠家投入,期望在短時間內將價格壓低至消費者可接受的水準。  

產品責任法催生EDR裝置  

事實上,早有一種名為事件資料紀錄器(Event Data Recorder, EDR)的裝置問世,可紀錄車輛的行車過程。例如通用汽車(GM)在已在全系列新車上安裝,福特也在90%新車上安裝EDR裝置,有些則附加緊急通報系統。EDR裝置是安全氣囊的附加產物,其中主因是美國的產品責任法(Product Liability Act),是以產品本身有無缺陷為基準,來判斷有無損害賠償責任,即使是因為消費者不當而引起事故,也被視為產品有缺陷。業者為了自保,於是促使EDR裝置問世。  

緊急通報系統的運用有例可循,豐田汽車在2005年9月發表的Lexus GS,將安全氣囊連動型的緊急通報系統列為標準配備。該車系會將車輛登錄資料、行進方向與車速等資訊儲存於硬碟。  

結合車用網路創新應用模式  

駕駛紀錄器仍在進化中,目前結合相機、影像編碼電路、紀錄裝置以及加速度感應器等功能的產品,可歸類為第一代產品。未來第二代產品將大幅改善影像畫質,並加裝三軸加速感應器。  

第一代產品的影像上大多是CIF格式(352×288),每秒10個畫框(Frame)。到了第二代,將成為VGA格式(640×480),每秒可達30 個畫框,並有影像補償與紅外線攝影功能。影像畫質之後,在夜間或逆光環境下,都可取得鮮明影像。而加速感應器的運用,對於「幾乎碰撞(Near Miss)」的偵測精確度也可大幅提升。  

例如松下電器針對美國巡邏警車開發的Toughbook Arbitrator系統(圖2)就具備紅外線攝影功能,可在夜間攝影,也能自動在正常彩色攝影與紅外線攝影之間切換,被攝物的最低照度為0.04勒克斯 (Lux)。日本交通事故鑑識研究所與練馬計程車公司針對商用車開發的Witness產品(圖3),則將廣角CCD相機、可感測異常振動的G力感應器,以及CF記憶卡整合在一個黑盒子當中。  

第三代產品則將結合CAN與FlexRay等汽車網路,透過汽車網路、GPS接收模組與加速度感應器創造出嶄新應用模式。因此,高畫質與多通道影像是必然的,影像壓縮格式則可能採用JPEG2000。  

至於高速寫入的非揮發性記憶體,目前主流是鐵電記憶體(FeRAM),主要由富士通與Ramtron提供。在車禍發生瞬間,利用主電源或備份電源將資料從 DRAM記憶體轉寫入鐵電記憶體。以256kb容量的晶片而言,約在13毫秒就可將全部資料寫入。然而由於影像資料占用容量龐大,因此鐵電記憶體往後勢必將提升容量(圖4)。  

保險公司促使駕駛紀錄器普及  

不少業者認為駕駛紀錄器功能的附加價值極高,能否普及與價格息息相關。不過電子元件與開發成本的降低有其極限。如今有一種新的商業模式即將產生,那就是損害保險公司的加入,一旦實現,產品價格就可由多方分攤,踏上普及之路,尤其對於車禍處理的迅速化,以及可能減少的訴訟費用所帶來的經濟效益。  

由於齊頭式的保險費,是相當不公平的機制,保險公司為了提升競爭力,會依照安全駕駛程度來收取保險費,如此一來,駕駛紀錄器的費用,就可由消費者、保險公司以及汽車製造商三者分攤。消費者提供資料給保險公司,換取更低的保險費,保險公司則藉由駕駛紀錄器的輔助而減少保險金的支付,汽車業者也能從保險公司取得手續費,繼續開發更安全的裝備。如此,駕駛紀錄器將有機會與安全氣囊與防鎖死煞車系統一樣,由選擇配備逐漸轉為標準配備。  

歐美積極導入緊急通報系統  

歐盟的執行機構歐洲委員會預計在2009年之前導入eCALL車禍緊急通報系統,在2005年已進行系統標準化,2006年開始陸續進行實地試驗,目標是在2010年時使車禍死亡人數減半,而歐盟的緊急通報系統,也正由國際標準組織(ISO)進行標準制訂。  

美國方面,關於EDR的標準化工作也相當積極。美國高速公路交通安全局(NHTSA)就提出在2008年9月之前,由車廠主動裝設EDR,將29項記錄資料規格化,且規範了18項關於車速、煞車資訊、安全氣囊等必須紀錄的事項。EDR相關技術早在2004年11月,就已經由IEEE 1616工作小組完成標準化。美國高速公路交通安全局並接受美國國家安全會議(NSC)的建議,將EDR列為新車強制配備的裝置,韓國與法國也開始進行類似提案。  

通用汽車則針對緊急通報系統OnStar明確表示,希望導入全車系成為標準配備。OnStar系統擁有超過300萬用戶,只要車輛發生任何緊急狀況,例如車禍或失竊,藉由衛星定位系統,不但會自動通報管理中心,並且會自動聯繫距離車輛最近的救援中心、醫護、保險相關人員以及警方,迅速提供協助(圖5)。  

觀察近幾年汽車產業發展,電子元件的延伸應用日益普及,例如安全裝置、感應器,以及通訊技術都逐漸融入汽車設計。當汽車電子化之後,將導致產品版本加速更新,病毒軟體也可能破壞電腦檔案、硬碟儲存設備與連結網路,這些將是未來汽車產業面臨的新課題。  

(詳細圖表請見新通訊元件雜誌68期10月號)  

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