小亮

撰文

Mercedes-Benz 提供

攝影

18,017

2013

12月

23

1888 年 8 月,1 位性格堅毅的女性,帶著 2 個兒子 Eugen 及 Richard,以無比的信心,駕駛著丈夫所打造、以單汽缸四行程引擎所驅動的 3 輪汽車,從法蘭克福南方約 70 公里的 Mannheim,先向東南行駛至海德堡的近郊,再一路行駛沿著萊茵河的河谷,向南行駛到 Karlsruhe,再轉向東南轉近黑森林山區邊緣的丘陵地帶,依著山勢間的彎蜒,來到 Stuttgart 北方不遠的 Pforzheim。

這趟近百公里的路途中,雖然連結引擎與傳動軸之間的動力傳輸皮帶一度鬆脫,但是她自行修復後讓車輛繼續行駛,並隨後再自 Pforzheim,循不同的路徑,回到 Mannheim。透過來回近 200 公里的路程,證明了丈夫所打造出來的引擎與車輛,足以承受長程旅行的挑戰,擁有絕佳的耐用度。

Bertha Benz 帶著 Benz Patent Motor Car No. 1,帶著兒子 Eugen Richard,進行了人類史上首次的汽車長途旅行,揭開了汽車文明的序章。
Bertha Benz 與兩個兒子在海德堡南邊的 Wiesloch 暫停,在藥房補充了油料,成為史上第 1 個加油站。

全新的使用方式,開啟了人類對於交通方式的全新想像,更揭開了人類文明中最重要的新頁。汽車,從此成為人類生活中最重要的交通工具。亦為人類文明的發展加快了速度。這位偉大女性的名字叫做 Bertha Benz,是汽車發明人 Carl Benz 的妻子,而全球第 1 個汽車品牌,亦是豪華品牌中最經典的歷史,亦就此展開。

在 Bertha Benz 成功證明汽車足以滿足人類生活基本交通需求之後,Benz 的汽車事業開始起飛。圖為 Carl Benz 與 Bertha Benz 一同搭乘 1894 年的 Viktoria 車款。

時隔 125 年的傳承之旅

125 年後的 2013 年,同樣是在 8 月的時分,Mercedes-Benz 的團隊,再次踏上品牌之母 Bertha Benz 當年壯舉所行駛的道路,以向 Bertha Benz 致敬。然而,Mercedes-Benz 的致敬之旅,並不僅僅是重新行駛一次而已。Mercedes-Benz 團隊,選擇以最新的 222 世代 S 500 為基礎所打造的 S 500 Intelligent Drive 研究用車,進行這趟致敬之旅,並讓 S 500 Intelligent Drive 研究用車,以其上所配置的自動駕駛系統,在無人操控的狀態下,自動依循著 125 年的 Bertha Benz 的路線,自 Mannheim 行駛至 Pforzheim,不但以最新的旗艦產品,向品牌之母致上最高的敬意,並向全世界展現,在 125 年的時光之中,Mercedes-Benz 已經讓汽車從可以自行驅動的產品,變成可以自動駕駛的產品,為汽車產品的歷史,立下全新的里程碑。

事實上,這趟致敬之旅的計劃,從 2012 年便已經開始進行準備。更甚者,更可以追溯至 1986 年。

自動駕駛技術的火種─Prometheus 計劃

身為汽車產業的開創者,對於汽車相關的各種可能性與發展,都在 Mercedes-Benz 研究的範圍之中,眾所期待的自動駕駛,自然不可能會錯過。而早在 1986 年,Daimler-Benz 公司便已發起了名為 EUREKA-PROMETHEUS 的研究計劃,旨在對於歐洲的交通進行研究,期能達到最佳的效率與前所未有的安全水準。

歷經 8 年的研究之後,該計劃的研究團隊便在一般的交通狀況之下,在巴黎地區以自動駕駛為主的方式,在多線車道的高速公路上,進行近 1,000 公里的實際測試。而在 1995 年更進一步以自動駕駛為主的方式,自慕尼黑一路沿著高速公路,行駛到丹麥的哥本哈根。在這項近 20 年前的計劃之中,Mercedes-Benz 便已經透過實際的測試,展現其自動駕駛科技已足以滿足高速公路行駛的需求。包含變換車道、超車以及保持安全車距等,都在 PROMETHEUS 計劃中,獲得了實證。

Prometheus 計劃中的路線導引功能,是日後衛星導航功能的前身。

PROMETHEUS 計劃,就像是其取義希臘神話中泰坦神祗名稱所暗示,讓 Mercedes-Benz 取得了自動駕駛技術的起源的火種。而在透過計劃所研發的成果,便成了 1998 年率先在 220 世代 S-Class 上所率先量產推出的 Distronic 適應式定速巡航系統。而在 Distronic 系統的基礎上,Mercedes-Benz 繼而針對各種不同的危險路況,進行不同功能的開發,除了能對駕駛人發出警示,更能適度地介入,預防危險的發生。而小改款 E-Class 以及 222 世代 S-Class 上所配置,用以偵測及判斷周遭環境的雙鏡頭立體攝影系統,最早亦是在 PROMETHEUS 計劃中所進行測試的。

在 PROMETHEUS 計劃的基礎上進行智慧型定速巡航系統的測試,正是日後 Distronic 系統的前身。

以量產車的偵測系統建置新世代自動駕駛車

在 PROMETHEUS 計劃之後,Mercedes-Benz 持續在自動駕駛相關領域,投入大量的資源,進行各種系統功能的研發,包含 Distronic、Distronic Plus、Pre-Safe Brake、主動式盲點偵測系統、主動車道維持系統、自動停車輔助、Distronic Plus with Steearing Assist and Stop&Go Pilot、具十字路口車流判斷功能的煞車輔助系統等,逐一成熟,並一一落實在現有的量販產品之上。按照 VDA 與德國聯邦政府的規範,其實 Mercedes-Benz 的車輛,已經具有部份自動駕駛(Partially automated driving)的能力。而向 Bertha Benz 致敬之旅,則是進一步朝向全自動駕駛邁進的嚐試。

為了要讓計劃能夠順利進行,Mercedes-Benz 在取得政府單位的許可之下,在 2012 年起,便以 3 輛全配備的 S-Class 以及 E-Class 車輛,進行前期的準備。

在 S 500 Intelligent Drive 正式上路之前,Mercedes-Benz 便先行以相同規格打造 3 輛測試用車,以強化自動駕駛的控制系統。

這 3 輛全配備的 S-Class E-Class 車輛,在感知偵測的裝置上,使用的全部都是目前 Mercedes-Benz 旗下量產產品上所使用的配備。歷經 20 年的時間,雖然同樣屬於自動駕駛的偵測配備,但是與 PROMETHEUS 計劃中各項另行加諸在汽車之上的研究用配備,在半導體與軟體的進步之下,同樣目的的感知器設計,均已可以精巧地安裝在現有的車輛之中,而其反應速度、運算速度與適用的範圍,更遠遠超越當年 PROMETHEUS 計劃所使用的系統。

與市售產品不同的是,這 3 輛前期測試用的產品,雖然使用同樣的攝影鏡頭與長短距離雷達,但是略做修改,包含:加大雙鏡頭攝影系統之間的間距,以增加攝影系統拍攝範圍;前保桿兩側安裝 2 組額外的長距離雷達,以在路口提早偵測兩側來車;後保桿增加 1 組長距離雷達偵測車後狀況;4 個角落各增加 1 組短距離雷達,以偵測周遭及其他用路人;增加 1 組 90 度視野的彩色攝影機進行燈號偵測判讀;後窗新增 1 具攝影機以確認周邊景物。

S 500 Intelligent Drive 以及前期測試的 3 輛測試車輛,均以市售產品的雷達及攝影系統所打造,唯為符合自動駕駛的需求,數量與安裝位置略做增修。

Mercedes-Benz 亦與通訊大廠 Nokia 旗下的電子地圖服務部份 HERE 及 Carl Benz 故鄉 Karlsruhe 的 KIT 理工學院測量與控制研究所合作,建置從 Mannheim 至 Pforzheim 之間精密的 3D 數位地圖,將沿途的景物、交通號誌以及各種可參考的資訊,均詳細建置,以便測試車輛能克服現有 GPS 系統定位精度的問題,正確掌握自身所在的位置。

Route Pilot:自動駕駛系統的人工智慧

測試車輛與市售產品最大的不同,在於全新的自動駕駛控制系統 Route Pilot。

一如自動駕駛設備技術的躍進,交通的狀況亦與 125 年前是截然不同的狀況。早已成功挑戰高速公路行駛的 Mercedes-Benz,這次要面對的是高速公路與平面道路、郊區道路與市區道路混合的綜合路況,不若當年稀疏的車流,21 世紀擁擠的交通,各大大小小的圓環、路口,還有有軌電車、行人、單車騎士以及塞車的都會車陣,狀況十分複雜。

現今的交通路況,與 125 年前 Bertha Benz 壯遊所面對的完全不同。在歐洲的都會區中常見的有軌電車,便是自動駕駛控制系統的一大挑戰。

由 Mercedes-Benz KIT 所合作開發的控制系統 Route Pilot,便是用以整合各系統的資訊,並進行駕駛的操控與決策的判斷。而前述的向後攝影機,所擷取的周遭景物資訊,便是由 Route Pilot 3D 數位地圖中的資訊進行比對,以取得正確的位置判讀。而各式雷達的資訊,亦是送至 Route Pilot 進行整合處理。

為求定位準確,Route Pilot 透過向後攝影機,拍攝行經的景物,並與精密的 3D 數位地圖的資訊進行比對,以取得較 GPS 精確的地位資訊。

為期 1 年多的前期測試工作,最主要的工作,便是教會 Route Pilot 在交通規則未有明訂的實務之中,如何正確的處理與判斷。例如在行人優先的程式設計之中,便加入了行人自願禮讓車輛先行的例外判斷,免除了 Route Pilot 在路口與行人互相禮讓而停頓的問題;而前期測試之中,Route Pilot 對於多車道路況下交通號誌的判讀,以及路況不明狀況之下,要求駕駛者接手駕駛的處理,亦日趨成熟。在測試的過程中,雙鏡頭立體攝影機以每小時超過 300GB 的資料量,完整記錄測試路程中每一個必須例外處理的狀況,讓工程團隊持續對 Route Pilot 進行更新,讓其能擁有更佳的應變能力。

如何對其他用路人與用路車輛的動作做出正確的判斷,是 Mercedes-Benz 的工程團隊,透過反覆測試與大量資料累積下,持續讓 Route Pilot 精進的重要能力。

終於,就在 Bertha Benz 壯遊之後 125 年的 2013 年 8 月,Mercedes-Benz 配置了不斷精進的 Route Pilot,帶著 S 500 Intelligent Drive 研究用車,沿著當天 Bertha Benz 所行走的路線,進行長距離的自動駕駛測試,通過了 155 組交通號誌與 18 個圓環的考量,成功地從 Mannheim 行駛到 Pforzheim,讓 Mercedes-Benz 成為全球車廠中第 1 家展現都會與郊區、平面道路與高速公路全方位自動駕駛能力的汽車公司。

歷經 20 年的精進,S 500 Intelligent Drive 成功證明 Mercedes-Benz 自動駕駛科技足以通過都會區與郊區各種路況的考驗。

市售車科技已足以支撐自動駕駛

展現了全方位的自動駕駛能力,證明了 Mercedes-Benz 科技上的成熟。雖然面臨著法令規範還沒有鬆綁,以及詳細 3D 數位地圖建置的問題,讓 S 500 Intelligent Drive 還無法立即變成你我可以購買的市售產品,但是使用均已市售的感知器系統成功達成自動駕駛的壯舉,代表著自動駕駛科技中重要的感知器設備,均已經成熟,且成本已經足以配置於一般市售產品之中,而且與現代消費者對於空間、內外觀質感的整合,都已不是問題。只要法規的開放,自動駕駛,將不再遙不可及。

過去存在於夢想中狀似遙遠的未來,就在現在不遠處。