【ATU Book-Autonomous】 自駕不可或缺的 V2V 技術


前言

      在老吳先前的博文中,介紹了自動駕駛的能力分級和自駕車的技術,大家應該都有了基本認識,不過相信大家開車的時候,應該有過和其他駕駛人互通訊息的經驗,例如遇到對向來車閃燈三下、用喇叭按出簡短節奏之類,甚至日本還有駕駛在會車時用猜拳決定誰先過,諸如此類的情況除了造成駕駛的困擾外,也提高了安全風險。
      那車子之間有沒有辦法進行溝通呢?互相通知相對位置、即將要超車或是有故障發生之類,好讓周圍的車輛可以及早自動做出反應,如果可以進行溝通的話,是不是很有用處呢? V2V (vehicle-to-vehicle communication) 技術也就因應而生了,希望將交通意外事故降至最低,以下老吳就來跟大家介紹一下甚麼是 V2V,它又能怎樣幫忙自動駕駛及提高行車安全。

V2V技術來由及優點

      過往的自駕技術蓬勃發展主要因素之一,就是可以降低汽車事故的發生率,而一般自駕技術通常都只停留在車輛本身,靠著車上所搭載的各種感知器及處理器來辨認行車狀況並作出相對反應。
      除了車輛依靠自身的感知器收集到的資料,來作為判斷依據外,車輛與車輛之間能夠在行駛過程中進行通訊,交換車況、路況等訊息(如相對應的位置和速度等),使得能夠判斷的資料更為充足;此外,更可以使用視覺、聽覺警報(或這些警報的組合)來警告駕駛,使駕駛能夠採取相應措施,避免事故發生,所以這些資訊對於避免發生意外事故、緩解交通堵塞和環境改善等等,都非常有幫助。
      在之前的文章提到,現今許多汽車已經配備了一些自駕技術,例如 LKA (Lane Keeping Assist) 技術、盲點偵測 BSD (Blind Spot Detection) 技術、自動車道變換 ALC (Automatic Lane Change) 技術等等。這些功能依靠雷達、鏡頭模組、超聲波傳感器和雷達等感知器來檢測車輛周圍的物體,並通知駕駛員它們的存在或採取措施避免碰撞,例如自動緊急剎車 AEB (Autonomous Emergency Braking) 技術。

      V2V 允許兩輛移動的車輛相互進行電子通信,讓行車更加安全。這邊老吳簡單列舉幾個駕駛場景,讓讀者了解有哪些情況,在有了附近車輛的資訊後,可以適時的協助駕駛者。
  • 兩輛車在盲彎或盲路口相互靠近
  • 發現從車道或停車位駛出的汽車
  • 提醒駕駛員前方車輛已完全停止
  • 知道附近有消防車等…緊急車輛,並且自動讓路

圖一、車輛溝通示意圖 (Source : DOT,U.S. Department of Transportation)

V2V的通訊技術及標準

      專用短距無線通訊技術 (Dedicated short-range communications, DSRC) 就是為了讓車輛之間能夠通訊而設計的,國際上數個標準化組織都有制定相關的標準,頻段大約都落在 5.9GHz,以下我們簡單介紹三個主要國家的 DSRC 通訊標準。

美國
      美國提出了 WAVE/DSRC 的無線通訊標準 IEEE 802.11p,又被稱為車用環境的無線存取 (Wireless Access in the Vehicular Environment),是由 IEEE 802.11標準擴充而來,可以不需要 WiFi 基地台,裝置之間直接通訊,更針對在有障礙物、相對速度高的情況下,把無線通訊狀態最佳化,技術成熟且標準明確,最大優點是他的資料傳輸具有低延遲性,可以達到即時交換資訊的要求。

      WAVE/DSRC 的無線通訊標準架構採 IEEE 802.11p 為物理層,利用 IEEE 1609 系列為 媒體存取控制層及網路層,可以用來傳遞跟安全相關及交通資訊相關的資料,再搭配 IPv4/IPv6 協定,可以應用於車上影音娛樂,周圍店家資訊等與交通安全資訊較無關的訊息。

歐洲
      是由 C2C-CC 組織來制定歐洲的 DSRC 標準,歐洲的DSRC/C2C 標準大部份都是參考 IEEE 802.11p,修改成適用於歐洲的版本,在物理層跟媒體存取控制層,都修改成歐洲版本之外,在網路層與傳輸層中也使用了歐洲自訂的版本。

日本
      日本則定義了 ARIB STD-T75標準,完全自行定義,沒有參照其他標準修改。
      由於歐洲、日本和美國的DSRC系統都互不相容,未來的標準走向還需要觀察。

                                                                                                                  圖二、美歐日 DSRC 標準的架構 (Source:ARTC)

      看完了 V2V 的介紹,應該會有讀者聯想到,既然車輛之間可以互相通訊,那如果道路周圍的設備也都能夠和車輛通訊,例如紅綠燈,是不是會更好?老吳的下一篇博文,將會介紹 V2X ,敬請大家期待

參考資料:
1. 新通訊
https://www.2cm.com.tw/2cm/zh-tw/tech/E124096C0E1E42169D09481E10E07473
2. 新通訊
https://www.2cm.com.tw/2cm/zh-tw/tech/40DD1541B6CF406495D61C9BB10940D6
3. 百科知識
https://www.easyatm.com.tw/wiki/DSRC
4. ARTC
https://www.artc.org.tw/chinese/03_service/03_02detail.aspx?pid=39
5. Data Science Central
https://www.datasciencecentral.com/smart-transportation-system-boon-of-iot-to-the-transportation/

★博文內容均由個人提供,與平台無關,如有違法或侵權,請與網站管理員聯繫。

★文明上網,請理性發言。內容一周內被舉報5次,發文人進小黑屋喔~

評論