2017年的嵌入式視覺峰會(Embedded Vision Summit)吸引1,200余位關注整合視覺智慧和產品的與會者，突顯視覺系統持續增長的重要性。

自駕車和駕駛輔助系統仰賴三大感測器技術：雷達(RAdio Detection And Ranging, RADAR)、光達(Light Detection And Ranging, LiDAR)和相機。這些感測器技術的能力常有重疊，但各有其長處和限制。

雷達芯片尺寸縮小提升汽車安全性

車載雷達已有數十年歷史，可偵測物體的速度、距離、和角度。雷達的運算附載較其他感測器技術更低，而且幾乎沒有任何環境運作限制。雷達感測器可根據操作距離分類：短距離雷達(Short Range Radar, SRR)從0.2到30公尺，中距離雷達(Medium Range Radar, MRR)從30至80公尺，長距離雷達(Long Range Radar, LRR)從80到200公尺以上。

長距離雷達(LRR)是主動車距巡航控制(Adaptive Cruise Control, ACC)和自動緊急煞車系統(Automatic Emergency Braking Systems, AEBS)的標準感測器。目前部署的系統僅采用LRR支援ACC和AEBS，有其限制且不見得在所有狀況下都能正確反應，如前方車輛突然切入、偵測摩托車等體型較狹窄的車輛、或路面弧度影響測距。為克服這些限制，雷達感測器可以搭配相機感測器，提供額外偵測情境資料。

如同蜻蜓幾乎可以同時看到周遭360度的事物，甚至能看到背后。車載雷達擁有蜻蜓般的眼力，能幫助車輛「看到」駕駛看不到的事物。雷達可以看到駕駛前后方以及周遭的事物，讓附近360度的路面環境完全無所遁逃。它能看到并追蹤多個物體，包括汽車、自行車騎士、和靜止物件，只要這些物體在車輛附近。

車載處理器就像蜻蜓的大腦，能融合來自雷達、相機、光達、與其他感測器的資訊，繪制完整的環境拼圖。處理器可運用這些資訊，確認正確步驟，引領車輛朝理想方向前進。

雷達感測器是目前先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)不可或缺的組件，其功能包括自動緊急煞車、高階定速駕駛控制、防撞、盲點監控和偵測、變換和偏離車道協助、以及脆弱道路使用者偵測。

汽車如果裝備以雷達為基礎的防撞系統，就能「看到」并追蹤前方移動車輛的距離，如果駕駛未能即時減速避免碰撞，車輛可以迅速警告駕駛，或采取緊急煞車、轉向等行動。

圖1 自駕車和駕駛輔助系統仰賴三大感測器技術：雷達、光達和相機，這些感測器技術的能力常有重疊，但各有其長處和限制。

雷達為改善交通安全鋪路

每年約有130萬人死于車禍，以雷達為基礎的安全系統可以減少傷亡，提升全球各地道路安全。

歐洲新車安全評鑒計劃(New Car Assessment Programme, NCAP)曾研究自動緊急煞車系統的效能，發現能減少38%的追撞。在NCAP的2020年要求中，其特別重視行人和自行車騎士等脆弱道路使用者。采用恩智浦芯片的雷達感測器在設計上必須符合嚴格的安全標準，確保最高安全效能和可靠運作。

雷達市場正在快速成長，而恩智浦的成長甚至更快，占2016年新雷達感測器出貨量半數以上。展望未來，目前整體雷達市場處于起步階段。恩智浦認為在不久的將來，還會有更多雷達運用問世，包括停車、即時影像等。市場對高效能處理、頂尖的安全性、和多通道、多模式運作的需求會不斷增長，功能整合趨勢也將催生更小的「單芯片」，進一步縮減尺寸和耗電量，但不影響高效能表現。

圖2 相機支援的ADAS應用范例。

光達高可靠度已成趨勢

光達感測器透過計算光束反彈時間，測量物體的距離。如果將光達放在車頂，就能提供車輛周遭應避免障礙物的360度3D視野。因此光達從2007 DARPA自駕挑戰起就成為自駕車的最愛。

雖然光達感測器的尺寸和成本已大幅縮減，目前使用最廣泛和評價最佳的型號仍比雷達和相機感測器昂貴許多，有些甚至比搭載的車輛還貴。

車載光達通常使用905nm波長，在有限視野(Field of view, FOVs)下的距離可達200米，有些公司現在也推出1550nm的光達，距離更長也更精確。

要注意的是光達需要光學濾鏡，才能避免環境光源和其他光達的影響。光達使用的雷射科技也不能傷眼。用固態光達(Solid State LiDAR, SSL)取代機械式掃描光達(后者整合實體旋轉雷射和接收器，收集周遭達360度的資料)已蔚為趨勢，因為沒有移動零件，可靠度更高，特別是車載環境下的長期可靠度。目前的SSL視野較小，但因為成本較低，因此可能使用多個感測器來涵蓋較大的區域。

相機搜集色彩資訊

不同于光達和雷達，大多數車載相機是一種被動式系統。相機感測器技術和解析度扮演很重要的角色。相機類似人眼，容易受惡劣天候和光線變化的影響。但相機也是唯一能捕捉質地、色彩、和對比資訊的感測器技術，細節采集讓相機成為分類技術的領導者。相機感測器特性搭配持續提升的像素解析度和低價位，使相機感測器成為ADAS和自駕系統不可或缺、出貨量最大的組件。相機支援的ADAS應用范例包括：

主動車距巡航控制(Adaptive Cruise Control, ACC)

目前能可靠地偵測汽車和卡車等寬度正常車輛，未來還需要針對摩托車分類并保持距離。

自動遠光燈控制(Automatic High Beam Control, AHBC)

目前能切換遠近光燈，未來還需要偵測對向來車并隨之調整光束形狀。

交通號志辨識(Traffic Sign Recognition, TSR)

目前能辨識速限和多種限制的號志。未來系統必須了解輔助號志和情境(上午10時到晚間8時的速限)、偵測交通號志以調整ACC、停車、減速等。

車道保持系統(Lane Keep Systems, LKS)

目前能偵測車道標示，未來系統還需偵測可行駛路面、適應施工號志等多種路面標示。

在駕駛艙內，系統安全功能包括監控駕駛和追蹤搭載成員，再加上手勢辨識和非接觸式(Touchless)控制，包括根據眼神追蹤替手勢辨識增添情境。就影音系統而言，駕駛監控還能確認駕駛是否已準備好依需要重新掌控車輛。

三種感測器技術各有長處。為確保行駛安全，感測器技術必須有重疊之處。相機系統應用最多，也能提供色彩和質地資訊，所以相機感測器的出貨量成長最快，根據市調機構報告，相機感測器出貨量可望于2030年達到4億件。而光達與雷達系統的成本亦正下滑，這兩種技術占的百分比可望大幅成長，根據市調機構預計，到2030年出貨量可達4,000萬~5,000萬件。

除感測器技術，真正的自動駕駛不僅涉及物件的速度和障礙物的距離，車輛也必須在復雜的即時環境下自行調整路徑，這需要相機提供情境資訊以及車對車(V2V)和車對基礎建設(V2I)之通訊技術。恩智浦提供廣泛的雷達感測和處理、視覺處理、安全V2X和感測器融合技術，帶動自動駕駛車輛的創新。