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駕馭超進化之智慧電子避震系統 引領車輛乘坐舒適提升與防滑穩定黑科技



〔新網記者歸鴻亭台北報導〕  國科會長期深耕基礎研究,並積極落實「6大核心戰略產業推動方案」、「數位國家•創新經濟發展方案」、「亞洲•矽谷推動方案」、「智慧機械產業推動方案」等行政院重要科技政策中有關次世代車電創新研發、「車輛智慧化,ICT車規化」等目標,自107年起規劃推動「自駕車次系統關鍵技術研發專案計畫」;在此專案計畫長期支持下,逢甲大學副教授林昱成團隊運用人工智慧等跨領域技術,成功開發出「全國產化之智慧電子避震系統」,可即時識別出車前道路缺陷,使避震系統能根據不同路況進行動態調控,有效改善車輛的乘載舒適性外,同時兼顧提升車輛的操作穩定性,不僅為國內車電產業提供自主尖端感知與控制技術,更有效提升國內車電產業之國產化研發能量,俾打入車輛產業供應鏈。

逢甲大學副教授林昱成率團隊運用人工智慧等跨領域技術,成功開發出「全國產化之智慧電子避震系統」。(國科會提供)
 林昱成團隊結合逢甲大學、臺北科技大學、中原大學等多位教授跨領域合作,並鏈結國內車輛相關業者奇美車電、奕兆綠能、品秀科技、思渤科技及開發工業共同合作,將知識實用化,成功研發一套具高車用市場應用價值之「全國產化之智慧電子避震系統」,此系統應用人工智慧影像辨識技術,能即時辨識共6種道路鋪面缺陷(包含坑洞、減速坡、人孔蓋、伸縮縫、水坑、積水),可識別有效距離20公尺,適用車速100 km/hr以下,同時亦實現於車規嵌入式系統,運算速度>20FPS(single core),已具備車電產業應用價值。

根據道路鋪面缺陷感知結果,研究團隊發展一套基於深度強化學習控制決策方法,使避震系統能自行適應不同路況進行動態調控。當行經道路坑洞或減速坡時,能透過避震器的自適應調整,提升過坑或減速坡時的乘坐舒適性,同時增加懸吊耐久性;當行經前方積水時,亦能透過動態調整,使車輛保持操控穩定性,避免打滑意外發生。此智慧電子避震系統之零組件與控制器均完全由國內自主研發,且符合車電產業需求,不僅有效提升臺灣車電產業在關鍵零組件上之競爭優勢,更能為現今最夯的自駕車議題上,提供更傑出的乘坐舒適性與車輛安全性。

 全球自駕車議題持續發燒,國際知名的資訊科技研究及顧問公司Gartner預測,2023年全球配備自動駕駛相關硬體的車輛總數將超過74萬輛[1];同時美國規劃協會APA (American Planning Association)近年也已將共享自駕車為發展主軸,特別是用於大眾運輸與貨運市場,自駕車最重要關切的議題,除了安全外,乘坐舒適性也相對重要。目前國際上之自駕車技術發展仍多著重於自駕技術以及安全性,尚少有考量乘坐舒適性。團隊所研發之「智慧電子避震系統」,兼具精準辨識、可靠控制、價格競爭力等優勢,更將AI技術真正落實於車規嵌入式系統中,並完成實車整合與功能驗證,同時兼具行車安全性、乘坐舒適性,並提高避震系統之耐久性,可加值國內車電底盤避震系統,協助國內車電業界開創新的藍海市場。

 道路品質是影響乘坐舒適性一關鍵因素,道路品質之良窳也影響車輛耗損及使用安全。美國汽車協會AAA(American Automobile Association)調查報告也指出,去年有十分之一的司機在撞到坑漥後遭受了嚴重的車輛損壞,僅在2021年,坑漥造成的損壞就使用路人損失了驚人的265億美元。英國汽車保險公司Warranty Direct調查發現,許多品牌的車輛在英國與美國行駛,單就底盤操控相關零件的損耗故障率高達42%,其主要原因是道路品質讓車輛折損嚴重。對車輛或自駕車而言,道路上的坑洞也可能會使車輛避震器、車輪輪圈因撞擊而變形損壞、偏離車道、甚至爆胎失控,危及駕駛者與用路人的生命安全。

國科會有關次世代車電創新研發成果輝煌。(國科會提供)
 研究團隊因此建置完成第一套針對臺灣特有道路鋪面缺陷資料庫「TPDID」(Taiwan Pavement Defect Image Dataset),樣本數89,723張,相較國際上既有的道路缺陷資料庫,研究團隊所建置之TPDID資料庫具有樣本多、蒐集之道路缺陷種類多、符合臺灣實際道路狀況(例如包含臺灣特有的「人孔蓋」等道路鋪面缺陷)等優點,不僅可提升AI道路缺陷感知系統的準確性,未來更可透過道路缺陷感測並即時將道路缺陷資訊傳送至道路養護單位,有效提升道路修補效率。

 目前車輛避震系統大多為傳統剛性彈簧與固定阻尼所組成,僅有少數高價頂級車款有空氣彈簧或可調阻尼所構成之可調避震系統,但仍僅限於手動固定段數(一般模式、舒適模式、運動模式)調整,且無根據不同道路缺陷自適應調控。而結合影像感知技術及自適應控制決策技術的「全國產化之智慧電子避震系統」,不僅能根據不同道路缺陷,提前進行避震系統自適應調控,使過坑時保持乘坐舒適性,提高避震系統之耐久性;更能過積水時,保持車輛穩定性,避免打滑發生,有效增進行車安全性。相關研究成果除了發表國際期刊論文,已完成實車搭載與功能測試,並鏈結合作業者,積極導入相關應用產業,且價格約為國外類似產品的1/3,極具市場競爭優勢,同時也規劃與大眾運輸業者、道路養護單位、智慧製造業者、自駕車業者合作,根據不同應用需求以客製產品。

 研究團隊所研發之AI模型輕量化技術暨車規嵌入式系統,其合作業者「奇美車電」已打入車輛產業供應鏈,實際搭載於Nissan等系列市售車種,預估產值可達7.5億元。此外,計畫團隊所研發之AI感知與決策控制技術亦已衍生多項產學合作計畫,合作企業包含輝創電子、同致電子、鴻華先進、總盈汽車、金龍汽車…等,其衍生產學合作計畫金額累計超過 640萬元。

林昱成團隊大合照。(國科會提供)
 受惠近年來美國與歐盟先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)相關法規的通過,本成果將可帶動國內外車輛避震業者、車用零組件供應商、ADAS業者甚至國內晶片設計業者等軟硬體相關產業之整體商機,不僅可提升臺灣汽車電子產業之整體技術層次與產值,更能成為近年來各大業者迫切找尋的AI創新應用領域之一,促使臺灣車電相關業者切入國際Tier 1供應鏈,讓全世界知道Made in Taiwan。

頻道:資訊科技 分類:電腦實境
採訪:歸鴻亭 發稿日期:2022/10/5 下午 06:36:03
關鍵字:避震,林昱成
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