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嵌入式光學雷達與AI辨識之智慧車燈於自動駕駛

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嵌入式光學雷達與AI辨識之智慧車燈於自動駕駛

●技術簡介:
因應自動駕駛時代到來,本技術為嵌入式1550 nm波長光學雷達與AI辨識之智慧車燈於自動駕駛。自駕車根據點雲與影像融合數據,提供給AI辨識環境中的種類、距離與速度後反饋給智慧車燈控制系統,使得自駕車在不同路況快速切換最適合的車燈光型,達成安全駕駛需求,並符合車燈安規,並將技術產品推廣至國際車廠。
●技術之科學突破性:
隨著汽車大燈的演進,機器視覺、複雜環境感測以及新型態光源等技術發展,以及市場對自動駕駛輔助工具需求,自我調整遠光車燈系統(ADB)應運而生,車輛在高速行駛的情況下,藉由車用攝影機辨識大幅度彎道或道路外的障礙物,控制車燈照明提供更大範圍的夜間視野,且具備對其它車輛自動避光功能,大幅降低夜間事故發生率。然而此車款僅使用84個LED陣列作為ADB功能,在照明亮度與畫素(Pixel)上仍遠遠不足,需額外增加一組對地投影燈。所以當未來以LED陣列式車燈技術為主的智慧車燈恐無法滿足下世代自動駕駛Level 4以上所需對複雜環境精準感知、車燈高畫素高亮度警示與行人車溝通之目的。
本技術研製智慧車燈搭配嵌入式光學雷達與AI辨識系統,解決現有ADB車燈低畫素(目前最高1024 pixels)、影像對複雜環境(夜晚/強光)辨識率降低、車用光達體積巨大價格高昂、905nm光達雷射對人眼安全與光達安裝位置等問題。本智慧車燈內照明系統設計,使用自行開發獨特的核心單晶螢光材料與藍光雷射為高亮度雷射照明光源(大於12,000流明,照射距離達600米),輔助數位微鏡組元件之遠近燈合一的智慧車燈,投射出高畫素(大於100萬Pixels)的ADB功能,並符合車燈之配光安規與標準(ECE R112 and SAE J3069)。而環境感知系統是使用車用攝影機與嵌入式光學雷達之融合數據,提供給人工智慧(AI)進行辨識與判斷待測物之種類、距離與速度後反饋給智慧車燈照明控制系統。目前市場上最成功的商用光達系統是機械式光達(HDL-64E, Velodyne Inc.),但機械元件多,製作複雜,並且須將光達裝置於車頂上,除不符合流線型車體設計之外,一台造價更高達7萬美元,使車廠困難導入光達於量產車款上。因此車用光達發展趨勢以輕薄小光達機構(採用固態元件,捨棄機械元件)、降低雷射數量與自動化生產方式,將光達單價降至1千美元以下。所以本技術開發低成本嵌入式光學雷達選用1550 nm光源符合人眼安全規範與固態式微機電振鏡(MEMS),嵌入於智慧車燈之中,為最佳光達安裝位置。可產生點雲圖與車用攝影機影像進行多感測融合,提高辨識率(大於95%)與避免夜晚或強光影響。實車測試結果之多物件辨識精確度mAP = 77.67%,辨識效能達30 FPS。
●技術之產業應用性:
去年(2020年6月)一審判決德國戴姆勒勝訴,帝寶必須賠償3000萬並銷毀其車燈模具。這個判賠3000萬的專利訴訟案,對於年營收156億的帝寶來說,看似金額不大,卻引起許多關注,甚至有專利律師稱為「核爆級的判決」。以往車廠與台灣副廠的訴訟案都是在歐洲或美國等國際消費市場攻防,這次不同以往是原車廠首次在台提起專利訴訟,如果在台最終敗訴,副廠車燈就不能生產,所以這次判決具有定錨作用。此外2018年底,韓國現代汽車也在美國加州中部法院對帝寶的18款車燈提起專利訴訟。第一案一開後續接踵而來的是國外車廠對台灣副廠一連串專利訴訟,往後將牽動台灣約2000億的汽車售後服務零組件產業市場(Aftermarket, AM)與整體供應鏈,造成翻天覆地的變化。
然而副廠零件要繞過這類設計專利並不容易,畢竟消費者就是因為外觀相似,才會選擇副廠零件。因此在這一時刻,更要鼓勵相關企業走向專業(委託)代工,避免專利訴訟,產業升級與技術創新才是台灣相關汽車AM產業的未來。故本創新技術在目前國內外尚未有此實用與技術創新性之光達與人工智慧為基礎的智慧車燈技術,期許在未來車用電子產業發展中,結合國內外台灣本土產業共同研發,最終導致新型態智慧車燈技術與產品推廣至國際車廠,可大幅提升我國在自駕車領域的技術能量與產業價值。
對於台灣傳統車燈業者而言,需要光學、機構、電子及軟體等技術能量整合的機會與挑戰,因此藉由中興智慧車燈開發團隊之高亮度智慧雷射車燈的背景及經驗。將此雷射車燈結合數位陣鏡(DMD)搭配車用攝像機與光達模組,研製高效能高畫素高亮度智慧車燈於自動駕駛中,解決目前ADB車燈技術低畫素低亮度的缺點,使車燈擁有ADB與行人車雙向溝通功能。預期本中興大學團隊及串連已經參加團隊 技術之台灣本土企業(聯嘉光電/台灣彩光/輝創電子/敏翔公司/彰濱車測中心)制定智慧車燈產業策略、專利佈局與相關配套,垂直整合上下游車燈供應鏈,推廣至終端車廠客戶(美國福特)。當未來自駕車之智慧車燈市場興起的時候,台灣才有機會進入全球Tier 1車燈廠商的行列,讓國際車廠委託製造代工,避免專利訴訟,完成產業升級與技術創新。從ADB智慧車燈應用之產品市場產值來看,以全球汽車市場年銷售量逼近1億台,以25%滲透率計算,在ADB智慧車燈預期將有500億台幣的產值,並可創造2萬個就業機會,台灣是重要汽車零組件供應鏈,更不能缺席。

線上展網址:
https://tievirtual.twtm.com.tw/iframe/cf401e8a-b4e1-443e-9d33-89ff3cf1f965?group=23bfb1fa-dd5b-4836-81a1-4a1809b1bae5&lang=tw

聯絡人

  • 姓名:劉浚年

  • 電話:04-2285-2581分機818

  • 地址:402 台中市南區興大路145號

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其他資訊

  • 展館別:未來科技館 2023半導體專區

  • 所屬代表參展單位:國家科學及技術委員會

  • 主要應用領域:電子與光電

位置 更多資訊

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  • 技術成熟度:雛型

  • 展示目的:可交易專利、商機推廣、研發成果展示

  • 流通方式:專利授權/讓與、技術授權/合作、自行洽談

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