政策法規推波助瀾　ADAS/V2X熱潮加速延燒

交通安全事故傷亡率居高不下，為降低事故傷亡率，各國政府紛紛推動相關政策，進而驅動先進駕駛輔助系統(ADAS)與V2X需求成長。如2016年3月美國政府宣布自2022年9月1號起，將自動緊急煞車系統(AEB)列為新車標準配備，同時，也將立法強制新車安裝V2X設備。上述政策為ADAS及V2X普及添加強大動能，引動全球各大車廠、車用電子元件供應商，以及研究單位等，積極投入相關技術及關鍵零組件研發，ADAS和V2X發展熱潮持續增溫中。

降低事故傷亡率　工研院力推防撞系統

為降低交通事故發生機率，歐美強制新車安裝車對車(V2V)通訊設備的立法在即，預估將引爆龐大的裝機需求。看好此一發展前景，工研院除研發國內第一個車載通訊單元—IWCU之外，並與國外大廠加緊研發新款路側單元(Road Side Unit, RSU)和車機單元(On Board Unit, OBU)，並於日前推出十字路口防碰撞警示系統。

圖1 工研院資通所車載資通訊與控制系統組組長蔣村杰表示，ADAS/V2X發展將會隨著法規的制定而加速成長。

工研院資通所車載資通訊與控制系統組組長蔣村杰(圖1)指出，法規的制定將會驅使ADAS/V2X市場商機發展。日前美國交通部宣布朝向V2V Mandate立法推進，將於2017年歐巴馬任期結束前送交國會審議，屆時將強制小型車輛安裝V2V通訊設備與系統。另外，美國運輸部高速公路交通安全局(NHTSA)與高速公路安全保險協會(IIHS)宣布，從2022年9月起，自動緊急煞車輔助系統(AEB)將列為新車標準配備。同時，歐盟也已確定於2018年3月後上市的車種，強制全面導入eCall配備；上述法規的制定都將進一步加速ADAS市場的發展。瞄準此一趨勢，工研院也加緊研發相關解決方案，如符合國際標準的十字路口防撞系統。

據悉，此一「先進十字路口防碰撞警示系統」，結合毫米波雷達與號誌狀態，可於車輛發生事故前3秒提供駕駛人來車警示，並以路口電子看板提供用路人來車警示，更透過路側基地台與車載機之間的通訊，提供駕駛人車內警示，達到降低肇事率的目的。場域收集之行車動態資訊將可協助國內資通訊廠商加強技術研發能量、快速切入汽車電子產業，搶攻這一波歐美等先進國家市場所帶來的國際智慧交通新商機。

另外，為因應歐美立法趨勢，國內外半導體業者與車廠，雖已戮力發展相關解決方案，但目前仍有著許多待解決之挑戰，如車端設備感測訊號校正與駕駛行為感知須考量地域性和使用情境等問題。

蔣村杰進一步表示，以OBD-II dongle為例，因車款不同，使得該設備安裝位置與方向皆異，若無適當之校正機制，將會造成事件誤判率上升；另外，由於因地域性和使用情境不同，將使行為辨識模型存在一定的差異性，因此未來也須進一步提升感知行為判斷的精確度。

因應高齡化人口隱憂　無縫全周影像技術問世

另一方面，高齡化社會的到來，交通安全風險也相對提高。據統計，台灣65歲以上老年人口自民國82年已達7%，邁入「高齡化社會」，預估在民國114年，我國高齡人口將達到20.3%；而國內交通事故死亡人數，平均每四人就有一人是65歲以上高齡者，其交通事故風險居各年齡層之冠。為因應此一趨勢，工研院也積極研發影像式ADAS技術與系統設計，加速提升國內車輛安全，以降低事故發生率。

圖2 工研院機械所安全感測與控制部經理陳隆泰表示，高齡化社會將帶動高齡駕駛的安全輔助系統需求增加。

工研院機械所安全感測與控制部經理陳隆泰(圖2)表示，高齡化社會的到來，為另一個增加交通事故的因素。全球60歲以上的人口於2012年時約有8.1億，占11%，預估在2050年時將會達到20億人，占總人口22%。目前台灣65歲以上的總人口比率達到7%，預計2018年將達到14%，2025年預估達20%。由於高齡人口認知、反應、判斷力，以及記憶力退化，使得高齡駕駛的安全輔助系統需求將隨之增加。

為因應高齡化趨勢，並降低交通事故傷亡率，工研院機械所成功研發出全周影像無縫接合技術。此一技術為針對四通道即時影像資訊無縫融合為目標，可應用於車輛全周影像監視為主，其技術內涵包括多通道影像處理平台、多通道影像串流處理韌體、無縫接合及影像即時色彩均化演算架構及系統調校程式。

該技術上已完成多通道影像融合演算法，達成無縫接合及畫面同步均化，大幅解決目前市售產品影像接縫處盲點區域的問題。另外，為提升整體效能，基於多通道影像嵌入式平台架構上，設計出影像處理速度符合15fps效能之韌體。另外，硬體平台亦符合國際EMI/EMC測試驗證規範，可協助廠商快速產品化，縮短開發時程。

陳隆泰進一步指出，此一技術目前已有實際應用案例，例如新竹物流車隊及國軍的雲豹甲車。另外，隨著ADAS影像感測需求逐漸增加，未來影像感測器將成為車用市場主流的感測器，其原因在於，相較於雷達或激光雷達，影像感測器的組成相對簡單，並具備多維度感測資料，且資料再利用率高，以及成本較低。

搶攻汽車雷達商機　英飛凌力克四大設計挑戰

英飛凌持續強化汽車雷達設計。為降低交通事故傷亡率，美國運輸部高速公路交通安全局(NHTSA)與高速公路安全保險協會(IIHS)宣布自動緊急煞車輔助系統(AEB)將陸續列為新車標準配備，此一政策將帶動汽車雷達需求加速成長，為搶占此一商機，英飛凌致力提升汽車雷達性能，以鞏固市占率。

圖3 英飛凌汽車系統工程部總監陳添寶表示，為因應成長快速的汽車雷達市場，英飛凌致力克服四大設計挑戰。

英飛凌汽車系統工程部總監陳添寶(圖3)指出，未來汽車雷達須具備更高解析度，透過2D/3D感測，以增進方位辨識的精確度和支援更高的高度；同時須更容易與汽車整合，如具有更小的體積及更佳的散熱。另外，為支援自動駕駛，汽車雷達還須增加抗干擾能力、增進目標物的探測和分類等。

依據不同的汽車類型及配備，通常需要一∼三個雷達系統；然而，隨著法規逐漸制定完整，不久後汽車將會具備多達五個雷達系統，以確保「環景檢視」，以實現交叉路口輔助及停車輔助等功能。汽車產業預期於2020年出現的自動駕駛車中，至少會安裝十個雷達系統，再加上攝影機、雷射及超音波系統，如同在車輛周圍形成安全防護罩，成為自動駕駛發展的關鍵技術。

此一趨勢將有助於英飛凌持續擴大汽車雷達市占率。根據市場研究公司IHS Technology報告中指出，英飛凌在過去幾年已售出兩千萬顆雷達晶片，而未來一年預計銷售量將更進一步，達到三千萬顆晶片。為進一步搶攻市場商機，陳添寶表示，英飛凌未來將以戮力克服汽車雷達設計四大挑戰，分別為線性斜坡(Ramp Linearity)、Vcc噪音(Vcc Noise)、VCO噪音敏感度(VCO Noise Sensitivity)，以及印刷電路板寄生與損失(PCB Parasitics and Losses)，以設計性能更佳的汽車雷達，滿足日益蓬勃的汽車雷達市場需求。

汽車聯網安全不可少　UL推2900安全認證

為確保汽車聯網安全，UL近日發布新網路安全保障計畫(Cybersecurity Assurance Program, UL CAP)，透過新UL 2900系列標準，為連網產品與系統提供網路安全的測試準則，以評估軟體漏洞與弱點、降低攻擊風險、處置已知的惡意軟體、檢視安全控制項目，並提升民眾的安全意識。

由於網路攻擊比以往更加複雜、更難防範，而且消耗更多成本，因此安全措施相當重要。根據Gartner與其他產業報告，2020年全球將有210至500億台連網裝置。2018年前，預計66%的網路將出現IoT安全漏洞。安全威脅瞬息萬變，風險也與日俱增，不論是公民營機構或是消費者，其使用的產品與服務都可能面臨安全性與金融風險，而這些風險將帶動新防禦機制的發展。

圖4 UL能源暨電力科技部事業發展經理陳立閔表示，駭客攻擊日益增加，提升汽車聯網安全將是未來ADAS/V2X發展重點。

UL能源暨電力科技部事業發展經理陳立閔(圖4)指出，網路攻擊日益頻繁，且往往造成龐大損失。美國國土安全局為因應此類事件，於近期發布「國家資安行動計畫」(Cybersecurity National Action Plan, CNAP)，希望提升美國政府內部與各產業的資安能力。

UL CAP是根據美國聯邦政府、學術界與產業界重要利害關係人所提供的建議而制定的計畫，且其服務與軟體安全作業已被CNAP視為測試與認證IoT連網裝置的重要方法，UL CAP為安防產品與系統所提供的評估方式是採用UL 2900系列標準，該標準為連網產品和系統的安全性測試與評估定義了技術準則。此系列標準提供基本的技術條件，衡量並提升產品與系統的安全性，同時UL 2900也能配合市場發展所產生的安全需求來建立與整合其他技術準則。

除增進汽車產業聯網安全之外，UL CAP將持續幫助更多的廠商識別產品與系統的安全風險，例如工控系統、醫療設備、冷凍空調、照明設備、智慧家庭、家電用品、警報系統、火警系統、建築自動化、智慧電表、網路設備與消費性電子等產業。只要符合UL 2900系列標準所定義的條件，該產品或系統就能獲得由UL核發的「符合UL 2900」認證。面對不斷變化的安全風險，即使廠商改變其安防產品與系統的設計、開發和維護流程，UL 2900也能持續提供支援。

車用元件安全要求增　瑞薩R-Car H3備戰

圖5 瑞薩電子汽車應用行銷部經理何吉哲表示，汽車電子元件須具備功能安全機制，可使駕駛及汽車擁有更佳的保護。

除了提升聯網防護能力，增進車用元件之安全性依舊是目前ADAS發展重點。瑞薩電子汽車應用行銷部經理何吉哲(圖5)表示，目前於ISO 26262的認證部分，除測試產品品質和特性之外，也會要求車電元件產品須具備功能安全機制(Functional Safety)，以在元件失效，導致車子出現問題時，可透過功能安全機制保護駕駛人和車子，如安全氣囊、方向盤、引擎、汽車底盤、儀表板，以及車用IC產品都須有此一機制。

為此，瑞薩備有用於先進駕駛輔助系統和車載訊息娛樂系統的第三代R-Car汽車平台解決方案--R-Car H3。

為滿足ADAS需求，R-Car H3配置更高的識別運算能力，可準確、即時地處理從汽車感測器獲得的大量訊息，系統製造商可在此一基礎上運行更為複雜的應用，例如障礙檢測、駕駛員狀態識別、危險預測和防範。同時，該晶片也符合汽車功能安全要求的ISO 26262認證。

另外，隨著車載訊息娛樂系統對系統和服務(例如智慧手機和雲端服務)的互聯性要求提升，系統外部傳輸的數據量大幅增加，人機介面(HMI)需要準確、即時地處理並呈現大量數據；與此同時，R-Car H3還可支持高效能的圖形設計，以運行眾多的高級應用和豐富的用戶介面，進而提升ADAS和車載訊息娛樂系統所需的識別運算和人機介面運算性能。

智慧車無線通訊技術較勁　802.11p有望勝出

圖6 u-blox業務部商業開發經理黃俊豪認為，802.11p技術較為成熟，且標準制定也相較完整，因此發展潛力佳。

802.11p可望成為V2X無線通訊主流技術。選擇合適無線通訊技術為V2X發展關鍵之一，u-blox業務部商業開發經理黃俊豪(圖6)指出，目前Cellular與802.11p兩大陣營皆積極搶攻V2X無線通訊市場，而802.11p通訊協定由於干擾較少，且技術也已漸漸發展成熟，目前已可在時速高達200公里情況下，維持載具穩定溝通，因此，有望在未來成為V2X主流通訊技術。

據悉，採用傳統2G、3G或LTE等通訊技術時，當與基礎設施(Infrastructure)連結，分享資訊時，須透過基地台進行資料傳輸。然而，載具是不斷移動的，因此訊號與傳輸資料容易中斷，進而造成通訊不穩定。若是採用802.11p，由於此一通訊協定便是專為V2V所設計，因此可做到較為穩定甚至是不被干擾的情況。

除上述所提之差異，黃俊豪進一步表示，在標準制定方面，802.11p也較Cellular來得快與成熟。802.11p從2009年便已制定標準，因此到了2016年時，其標準、技術逐漸成熟，已可因應大量商品化發展的需求。至於Cellular之標準制定，由於其有不同階段的標準發布(Realease)，目前最新版本雖已到Realease 13，但產業用途上大多還是採用Realease 8∼Realease 10之間。換言之，Cellular於載具或是V2X的標準制定及技術發展無法跟上汽車產業需求，與802.11p相比是較為落後的。

以Realease 10的LTE-A為例，其標準雖已在2011年制定，但要到2017年才會慢慢普及。又如LTE-D2D第二階段，已於Realease 13釋出，卻要到2022年才會使用；而LTE V2X的部分，更是要到2017年的Realease 14才會有共識，實際應用得等到2023年。因此，可以看出，即便LTE具備特定優勢，如可採用現成架構，降低建置成本，但礙於標準制定的關係，使得實際應用無法快速推行，802.11p也因而較具有優勢，可望成為未來V2X之主要無線通訊技術。

圖7 安立知業務暨技術支援部資深應用工程師黃昆輝表示，802.11p傳播範圍較小，易提升布建成本。

不過，安立知業務暨技術支援部資深應用工程師黃昆輝(圖7)表示，802.11p相較於LTE雖較具優勢，但也有須解決之問題。802.11p雖可提供極短的延遲，但傳播範圍也比較小；路邊裝置安裝的距離相對較短，才可保持傳輸穩定，也因此提高整體建置成本，這是未來採用802.11p無線通訊技術時，須考量及克服的挑戰。

另外，為因應802.11p未來發展，安立知備有MS2830A頻譜分析儀，該產品利用內建的向量訊號產生器再現所擷取的實際訊號，所擷取的這些脈衝訊號與雜訊可以利用靈活的VSA功能進行分析，支援頻譜、功率對時間，以及頻率對時間的圖形顯示。同時，除道路對汽車通訊的IEEE 802.11p外，時移(Time-shifted)訊號的特性，如用於連結汽車對汽車(C2C)的專用短距離通訊(DSRC)，皆可以利用 MATLAB等分析工具進行測量。