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ADASの進化と自動運転の未來――デクセriaルズが支えるセnsshingu技術

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自動駕駛的演進與CASE的興起

汽車產業目前正經歷一場以四個關鍵概念為核心的技術創新浪潮,這四個概念統稱為CASE。 CASE是「互聯」、「自動駕駛」、「共享/服務」和「電動」的縮寫,這些創新有望重塑未來的出行方式。

CASE 的要素

  1. 1. 互聯:車輛持續連接到互聯網、其他車輛和基礎設施,從而實現即時資訊共享和提供先進服務。
  2. Autonomous Driving(自動駕駛):人工知能やセンサ技術を活用し、車両が自律的に走行する技術です。これにより、交通事故の減少や移動の効率化が期待されています。
  3. 共享與服務:新型出行服務,例如汽車共享和共乘,其中車輛在用戶之間共享。
  4. 電動化:電動車 (EV) 和混合動力車 (HV) 的日益普及,以減少對環境的影響。

本文重點介紹自動駕駛,即 CASE 的第二支柱,並解釋了高級駕駛輔助系統 (ADAS) 以及感測器在其中發揮的關鍵作用。

什麼是ADAS? ——進階駕駛輔助系統,支援自動駕駛

ADAS,即高級駕駛輔助系統,是指旨在輔助駕駛員並隨著行業向自動駕駛方向發展而提高安全性和舒適性的系統。典型的ADAS功能包括:

  • 車道偏離預警(LDW)
  • 自動緊急煞車(AEB)
  • 自適應巡航控制(ACC)
  • 停車輔助系統

這些功能被認為是實現自動駕駛的重要技術基礎。

自動駕駛等級分類(0-5級)

自動運転は現在、國際的に定められた5段階のoreberuで分類されています。

0級(無自動化)駕駛員負責所有駕駛任務。
一級(駕駛輔助)該車輛可輔助轉向或加速/煞車。
二級(部分自動化)該車輛可控制轉向和加速/制動,但需要駕駛員監督。
3級(條件自動化)該系統在特定條件下執行駕駛任務,但駕駛員必須在需要時進行幹預。
4級高度自動化)該車輛在特定條件下可實現完全自動駕駛無需駕駛員幹預。
5級(全自動)此系統可在各種條件下執行所有駕駛任務,無需方向盤或踏板。
一張解釋自動駕駛等級分類的圖表。

現在、各地の新発売される車両では、reberu2の自動運転機能が広く採用されており、とくに歐州や日本では、ADAS機能が標準裝備されるケーsuが増えています。一方、reberu3以上の技術については、法整備や安全性の検證がとされており、限定的な導入必要とされており、限定的な導入。

例如,一家日本汽車製造商在2021年推出了一款配備L3級自動駕駛系統的汽車,但銷售量僅限於100輛。歐洲汽車製造商也在某些國家的特定市場推出了L3級自動駕駛系統。

4級和5級自動駕駛的最新趨勢

在第 4 級,機器人計程車(完全無人駕駛計程車)將在某些地理區域推出,並持續努力商業化。

  • 北米の自動運輸転サービsu:メリカのカルバォルナ州やアariゾナ州、テキネsu州やアariゾナ州、テキネ]ダ州などの一部地域でロボタクシののの一部地域でロボタクシーのサはビを展開(ただし北米の1はすでただし北米の1はすでぁぁ退表演。
  • 中國の自動運転サービsu:北京や上海で自動運転タkushiーを試験運用。

ただし、公道での完全自動運転には法的な否定が多く、控制化には慎重な対応がめられて。また、自動運転に關しては各地で法的規制の議論が進められています。特にreberu4以降の車が事故を起こした際に、誰が負責の主體となるかが論點となっており、reneberu4導入に対する対応も各地それぞれに異なります。

同時,在有限區域或特定用途(例如商用車輛的物流和配送)中應用無人駕駛技術,有望提高企業的營運效率和獲利能力。例如,在北美,一家大型自動駕駛系統公司最近與一家叫車平台供應商合作,推出了新的服務。

ADAS市場擴張及當前應用趨勢

2022年の調查データによると、ADASおよび自動運輸転shisutemuの世界糧食台數は2021年時點で約4,000萬台に達しており、その後も各國の新車販売では運転支援機能の標準裝備化が進み、ADASの普及率ぁ年上升趨勢あぁぁぁぁえ、。とくにreberu2やreberu2+の機能拡張が続き、今後も市場成長が見込まれています。 (參考URL:自動運転車等の世界市場30年に7900萬台21年実績の2倍、矢野経済予測 – 一般社団法人日本自動車會議所

感測器融合支援的ADAS高精度感測

各種能夠精確偵測車輛周圍環境的感測器對於進階駕駛輔助系統(ADAS)功能至關重要,而ADAS功能又是自動駕駛的核心。目前,主要應用的技術有以下幾種:

主要感測器

  • 攝影機:識別車道線、交通標誌,並從影像資料中偵測行人
  • 雷達:利用電磁波測量車輛的相對速度和距離
  • 光達:利用雷射技術實現三維地圖繪製和高精度物體檢測
  • 超音波感測器:利用超音波探測附近障礙物

每種感測器都有其自身的優點和缺點。透過結合多種具有不同特性的感測器,車輛可以更精確地識別周圍環境。安全的自動駕駛不僅需要在晴朗的白天運行,還必須在雨、雪、霧和夜間等各種天氣條件下都能正常運作。為了實現這一點,一項關鍵技術是感測器融合,它整合來自多個感測器的數據,從而實現更精確的環境感知。

一幅汽車在能見度低的情況下(例如雨、雪或霧)行駛的插圖。

透過推進感測器融合技術,可以彌補單一感測器的不足,從而實現更安全、更可靠的駕駛輔助。此外,為了應對暴雨或暴雪等惡劣天氣條件,人們也在探索基於基礎設施的解決方案,例如利用交通號誌或路側系統發射無線電訊號來支援車輛感知。

以下是一些感測器融合的實際應用案例:一家歐洲汽車製造商在2018年發布的一款車型配備了6個攝影機、5個毫米波雷達、1個光達單元和12個超音波感測器。北美自動駕駛服務中使用的車輛則配備了16個攝影機、21個毫米波雷達和5個光達單元。一家日本汽車製造商在2021年發布的一款車型配備了2個前置攝影機、5個雷達感測器、12個聲吶感測器和5個光達單元。這些案例表明,增加感測器數量可以提升感知能力。然而,隨著感測器性能的提升和數量的增加,車輛成本的上升已成為一項重大挑戰。

ADAS相機的作用與配置

能夠識別外部環境視覺資訊的攝影機在高級駕駛輔助系統(ADAS)中扮演著至關重要的角色。近年來,將多個攝影機整合到單一模組中的系統,即雙攝影機系統和三攝影機系統,得到了越來越廣泛的應用。

  • 雙攝影機系統:透過使用兩個攝影機,可以實現立體視覺,從而提高物體距離測量的精確度。這使得碰撞規避和行人偵測更加精準。
  • 三攝影機系統:透過使用三個攝影機,可以實現更廣範圍、更高精度的影像辨識。例如,透過組合不同焦距的攝影機,可以同時準確識別近距離和遠距離的物體。

攝影機系統通常安裝在擋風玻璃上部附近,監控車輛前方的大片區域。這可以實現各種駕駛輔助功能,例如車道維持輔助和交通標誌識別。

一輛配備雙鏡頭的汽車,用於ADAS(高級駕駛輔助系統)。

ADAS攝影機技術的最新趨勢

隨著ADAS系統的不斷發展,攝影機技術也預計將取得進一步進步。尤其以下技術要求日益重要:

  • 更高解析度:為了準確識別遠處的障礙物和交通標誌,高解析度攝影機的應用正在不斷推進。
  • 夜間和惡劣天氣性能:開發能夠在低光源、雨、霧和其他具有挑戰性的環境下穩定運行的相機技術至關重要。
  • 與人工智慧的融合:利用深度學習的影像處理技術能夠實現更高階的物件辨識。
  • 降低耗電量:隨著電氣化的發展,降低攝影系統功耗的技術變得越來越重要。

在感測應用領域,抑制雜散光(不必要的反射光)所造成的雜訊的需求日益增長。 Dexerials 透過以下措施來滿足這項需求:

用於降低光學雜訊的材料技術

  • 與特定感測器類型(例如,蛾眼結構)對應的波長相容的高透明度處理
  • 開發防霧材質以解決感測器前方擋風玻璃起霧的問題
  • 開發低反射樹脂,以抑制雜散光和其他不必要的光到達感測相機和光達感測器。

這些技術透過抑制由外部光幹擾引起的雜訊 (N) 來提高 ADAS 系統的整體訊號雜訊比,從而提高感測器旨在檢測的訊號 (S) 的訊號雜訊比。

ADASカメラモジュール設計を支えるデクセriaルズの材料技術

近年來,ADAS攝影機系統應用日益廣泛,其中剛撓結合印刷電路板(剛性FPC)用於連接攝影機板和主機板。傳統上,如何在剛性FPC連接中兼顧成本效益和可靠性一直是一個挑戰。然而,透過使用Dexerial的ACF將FPC連接到主機板,許多歐洲汽車製造商已經採用了既能確保可靠性又能降低成本的配置方案。一個具體的例子是… CP881AM此系列產品是用於汽車「車載薄膜」應用的各向異性導電薄膜(ACF),已獲得IATF認證。採用該產品的客戶實現了高可靠性和成本降低。

此外,Dexerials 的精密固定黏合劑也用於固定相機鏡頭和黏合光學元件,預計未來應用範圍將進一步擴大。

光學雜訊和光軸失準的整體解決方案

Dexerials 的優點不僅在於材料供應,更在於為車載攝影機和光達感測器等感測設備提供光軸失準和光學雜訊等問題的整體解決方案。這些挑戰直接關係到大量生產中的產品品質和安全性。具體而言,除了開發和供應用於精密攝影機固定的材料外,我們還提供用於測量光軸失準的評估設備,以及設計階段的最佳化支援。我們並非僅僅銷售材料,而是透過從評估到設計協助的全面支持,幫助客戶實現所需的感測性能。

近年來,汽車攝影機的解析度不斷提高,對光軸偏差的容忍度也逐年降低。與傳統材料相比,Dexerials 的產品在 Z 軸和傾斜軸方向上都展現出優勢。憑藉在日本市場的成功應用,我們計劃逐步將產品推廣至亞洲、歐洲、美國和東協市場。

此外,我們自主研發了一種黑色塗層技術,旨在抑制攝影機和光達系統內部產生的紅外線反射雜散光。在自動駕駛和進階駕駛輔助系統(ADAS)應用中,905 nm 和 1550 nm 的紅外線光常用於偵測。然而,傳統的黑色樹脂雖然可以吸收可見光,但往往會反射紅外線波長,從而降低感測精度。為了解決這個問題,我們開發了一種新型塗層樹脂,它透過吸收、內部散射和外部散射的三層機制,實現了紅外線區域的極低反射率。與其它公司使用的車用級材料進行對比測試,證實了其優異的性能。

我們致力於透過材料和技術的結合,解決影響感測品質的兩大關鍵因素:防止攝影機組件發生“位移”,以及防止反射雜散光作為噪音“幹擾”。我們將與汽車製造商攜手,持續開發面向自動駕駛時代的核心技術。

Dexeria 為自動駕駛時代所做的努力

CASE的各個要素相互關聯,共同塑造汽車產業的未來。尤其值得一提的是,ADAS的演進是實現自動駕駛技術的關鍵一步,越來越多的人對其未來發展充滿興趣。儘管自動駕駛技術發展日新月異,監管架構和社會接受度仍將是未來發展的關鍵因素。

隨著自動駕駛和高級駕駛輔助系統(ADAS)的不斷發展,德賽瑞爾斯將繼續拓展其以材料技術為核心的高可靠性解決方案組合。我們將繼續致力於在未來幾年進一步提升感測性能。

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德克塞里爾

Dexerials 是一家材料製造商,生產對設備發展和下一代解決方案至關重要的材料。

我們將與世界各地的合作夥伴在電子元件、黏合材料和光學材料等領域創造新的價值。

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