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汽车进入智能化时代? AI于自驾、座舱中的应用

汽车进入智能化时代? AI于自驾、座舱中的应用

波士顿顾问公司(BCG)预测,2025年全球自动驾驶车(简称自驾车)市值将上探420亿美元,而部分实践自动化、智能化车辆将占整体车市的12.4%,而直至2035年止,预期该智能化车辆市场规模将持续呈倍数成长,智能化、自驾化在汽车产业将成为不可逆的发展趋势。

欲讨论人工智能(AI)于车载方面应用,则不可不提及此三大方向:首先为先进驾驶辅助系统(ADAS)衍伸出的Level 5以上完全自驾车;其次是由智能化中控台、仪表板、车载娱乐系统(IVI)所延伸出的智能座舱系统;而其三则为因应智能城市、智能交通需求所衍生的智能化 / 自动化商用及大众运输车队管理系统。

AI导入自驾的3大传感基础:激光雷达、雷达、摄影机

在技术上,对于ADAS系统及自驾车来说,要可针对周边环境进行反应,需仰赖三个步骤,首先是透过摄影机、激光雷达、雷达等传感器进行传感,接着,会经过分散式或集中式节点进行信息的处理、分类、定义,最后机器会针对边缘运算的结果来付诸移动。

对此,阳明交通大学特聘教授暨智能系统研究所所长郑文皇指出,一般在ADAS系统或自驾车视觉传感上最常见的任务有二:其一为在行驶的过程中将所视物件侦测出来;其二为将摄影机所见的物体进行标记,而为达成此目的,在前期训练时便得喂给机器大量的数据以做学习,透过深度学习的数据渴求(data-hungry)技术,投以机器大量的样本进行标记与训练,方可成形。

目前,各大车厂多半以「复合式传感」彼此协作来进行自驾决策与判断,其中,最广为运用的传感器包括红外线雷达(Infrared radar)、超声波雷达(Ultrasonic radar)、毫米波雷达(mmWave radar)及摄影镜头,不同的传感器组合在不同使用情境下有各自优势,如在视线不佳的状况下,摄影镜头无法发挥应有的效用,此时则可透过激光雷达及雷达传感来回馈车辆前方路况;然而,当电动车龙头Tesla于日前宣布舍弃一颗前视毫米波雷达传感器,逐渐迈向「纯视觉AI识别」一途之后,在业界掀起一波讨论热潮。

Tesla之所以做出舍弃毫米波雷达传感器的决策,其主要原因除了为降低造车成本之外,亦考量到雷达一旦与视觉AI同时进行,则在特殊情况下容易产生「以何判断为准」之争议;同时,基于Tesla全球逾14%的电动车高市占率,即可透过近10年来、逾百万辆车主所蒐集的影像数据数据,来充分发挥视觉AI的强项,然对于其他较晚开始切入电动车、自驾车市场的车厂而言,现阶段「复合传感器并存」仍是相较「纯视觉传感」更为可靠的发展方向。

视觉AI真能一支独秀吗? 数据量、数据品质是关键

然而,究竟「纯靠视觉」的ADAS系统及自驾车系统是否具备绝对可靠性,郑文皇则提出两大质疑。

首先,部分机器学习演算法在「效能」上仍存在瓶颈,再有更大的数据效能也难以提升,即便深度学习可以超越此限制,然而由于深度学习演算法技术重在掌握巨量且可用的数据来源,对于车厂或者其余发展辅助驾驶、自驾车系统的厂商来说,仍有一定的门槛需跨过;其次,建立可商业化的AI解决方案有品质上的差异,尤其在数据取得能力上,中小型企业相对于大型企业、组织所能蒐集到的可用数据则有差异,因此前者相对后者更难有机会开发具有高品质的AI产品,而这也是为什麽直至目前为止,AI技术运用于自驾车、甚至是ADAS上,仍有相对的风险与限制。

随着ADAS及自驾车趋势的发展,2021年起,通讯大厂华为亦期能在此抢得一席之地,陆续发表车联网平台、5G汽车通讯硬件,同时,与国际车厂奥迪(Audi)合作,共同发表搭载华为AI芯片的自动驾驶车款。郑文皇指出,华为亦蒐集了相当可观的数据量,包含不同天候条件、地理位置、城市暨交通状态等,并予以标签处理,该地理位置意在提供自驾车不同驾驶场景,包含高速公路、乡间小路、城市道路等,供给ADAS及自驾车系统大型智能化传感分析应用数据库,来提升自驾及辅助驾驶的精准度。

对此,创新工场董事长兼首席CEO李开复指出,针对大量数据的不断训练,可协助AI获得长足进展,大数据一方面为人类推动自驾车的巨大能源,另一方面,在数据治理上也带给企业相当大的挑战,如何在以AI推动更强大的自驾移动载具的同时,确保功能安全、数据安全、行驶安全、道路安全,乃至于城市与国家安全,则为下一阶段相当重要的关键议题。

从驾驶到座舱 汽车进入全面智能化时代?

另一方面,在各大车厂持续为汽车加装传感器,以完善其驾驶辅助功能的同时,车辆内部空间的转化亦为各车厂相互竞逐的亮点。2021年CES,奔驰(Mercedes-Benz)以56寸巨型曲面屏幕搏得满堂彩,开启了各大车厂于智能座舱领域的殊死战,包括透过AI技术抓取驾驶者喜好、导入语音助理以避免驾驶分心,更甚者可做车辆信息、导航指引、多媒体娱乐服务的个性化设计。

根据IHS数据显示,2021年全球智能座舱市场规模超过400亿美元,预估2022年将成长至438亿美元,2030年再攀升至681亿美元;其中,国内大陆市场成长性领先全球,在2021年占全球智能座舱市值20%,预计2030年坐拥全球30%市占率,市场规模达人民币1,600亿元。

看中全球智能座舱庞大商机,具备系统整合能力的富士康、和硕等皆于2021年开始加大布局,面板厂包括友达、群创亦在此列。此外,凌华、旺宏、华邦、大众电脑、趋势科技等皆从专精领域出发,期盼在智能座舱相关零组件领域博得一席。

针对现阶段智能座舱发展,连续4年拿下美国消费性电子展(CES)世界级创新大奖的麦迪创技术长黄慕真表示,目前绝大部分传统车厂谈到所谓「智能座舱」,多半仍停留在硬件配备思维,包括导入几寸液晶屏幕,是否提供导航、行车纪录、联网等功能,鲜少车厂真正在「座舱智能化」部分提出实际解决方案。

黄慕真认为,许多人会将「一机多屏」与「智能座舱」混为一谈,然智能座舱绝不是一个又一个的功能、零件模块,而是如何提供一个完整的个人化汽车座舱环境。过去传统汽车制造厂长年将座舱内的硬件配件作为价值提升的手段,关注的不外乎音箱规格、车前屏幕尺寸、后视镜规格及性能;然而,当Tesla于过去几年成功将软件价值叠加于硬件零件之上,开始关注座舱内各个硬件设备与驾驶者、乘坐者的协同关系,比如座舱如何「自动地」提供驾驶者当下所需信息、调整座舱环境等,消费者对于座舱思维的转变,也开始影响了传统车厂对于「座舱」的想像。

「智能助理」、「人机共驾」、「第三生活空间」被视为未来智能座舱发展三阶段,同时也反映了辅助驾驶到真正自驾的过程中驾驶者与车辆本身的关系转变,由此趋势可知,即便在法规、安全、技术、道路等方面距离完成真正的「自驾」仍有段不小的距离,但不可否认的是AI技术导入至车用领域,正一点又一点地取代我们对于「驾驶」最原始的想像,智能驾驶时代带来的改变不只是更加自动化、智能化的行车体验,在座舱之内,更关注如何透过边缘运算学习来让你的车子一天比一天更符合驾驶的需求与想像,透过互动设计来完善驾驶者的个人化体验。

编按:本文将同步收录于5/4~5/6由DIGITIMES主办之AI Expo专刊中。

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