---
# System prepended metadata

title: 第一週  System Architechture
tags: [智慧型汽車導論]

---

# Levels of Autonomy 自動的等級

- Level 1 輔助駕駛/Drive Assistance
    - 例如像是 Adaptive Cruise Control/自適應巡航控制 (ACC), 停車輔助 / Parking Assistance 
    - 前後或左右其中一個軸可以自動控制
- Level 2 部分自動/Partial Automation
    - 汽車完全自己控制加速、煞車跟方向盤，但是駕駛必須全程監控
    - 前後跟左右兩個軸都可以自動控制
- Level 3 情況自動/Conditional Automation
    - 駕駛可以安全的把注意力放在其他事情上，不需要全程監控
    - 但是當汽車呼叫你的時候必須隨時要準備好介入
- Level 4 高度/High Automation
    - 已經不需要駕駛了
    - 但是僅限於特定地區或特定環境，例如自駕專屬地區
- Level 5 全自動/Full Automation
    - 終極目標

老師說上面這些等級，其實有時候很男真的完美的區分開來；而且有時候有些車廠的標示也不一定有符合他所標榜的等級。

# 車聯網的協議

目前主要有兩個

- Dedicated Short-Range Communications (DSRC)
- C-V2X (Cellular Vehicle-to-Everything)

這堂課主要在教 DSRC，因為他比較久，而且也是公開可以取得的，CV2X 就比較難取得。

但總之我們關鍵不是把協議內容背下來，而是了解其「背後的原因/核心概念」。
>這裡跟無限網導提到的一樣，這麼多種協議，關鍵是他背後的概念。

# Subsystem

一台車子可以分成很多子系統：

- Body 車身
- Chassis 底盤
- Suspension 減震裝置
- Control 控制
- Engine 引擎
- Transmission 傳輸
- Braking 煞車
- Wiring 繞線
- Electronics 電子
- And many others 其他

這堂課主要著重在「控制」跟「電子」兩個子系統。

# Layered View of Autonomous Vehicles

自駕車的行為可以拆成以下的層級由左往右五個層級：

|      Sensing       |    Perception    | Planning and Decision |      Control      | Actuation |
|:------------------:|:----------------:|:---------------------:|:-----------------:|:---------:|
|       Radar        |   Segmentation   |    Route Planning     | Steering Control  |  Engine   |
|       Lidar        | Object Detection |   Behavior Planning   |  Torque Control   |   Brake   |
|       Camera       | Object Tracking  |    Motion Planning    | Emission Control  |   Wheel   |
|        GPS         |   Localization   |      Prediction       | Energy Management |   Light   |

順序上是先經過感測 Sensing，再得到觀察 Perception，然後得出計劃 Planning and Decision，接著產生控制 Control，最終執行動作 Actuation。

這五項下面還有一層 OS，再下面一層是 Hardware Platform，例如 ECU。

# ECU

ECU 像 CPU 嗎？

- 有些地方像，例如他們都會做一些計算
- 有些地方不像，例如 ECU 並沒有中心化，沒有一個負責統一的人

# Mapping from Software to Hardware

所謂的 Software 又叫做 functional model，是指 task graph/工作圖。

Hardware 又叫做 architectural platform，是指那些由車內網路從四處連接起來的ECU們。

請參見講義的圖表。

Mapping 的動作就是決定要如何把 functional model 中的 task 分配到 ECU 上；把 task 之間的 signal 決定成 ECU 之間的電線上傳輸的 message。

task、signal、message 在這裡是專有名詞。

# Layered View of Connected Vehicles

Connected Vehicles 簡單來說就是把各個車子用網路連接在一起；車內有個 Gateway 組件來負責向外溝通這個工作。

# Design-Time vs. Runtime 

顧名思義就是設計的時候，以及上路的時候。

另外也有所謂的 Design-Time / Runtime Software

- Runtime Software
    - 上路時所使用的軟體，例如
        - 定位演算法
        - 物件偵測演算法
        - 車子控制演算法
    - 通常是在 Design-Time 的時候開發
- Design-Time Software
    - 設計時所使用的軟體，通常來說比手動製造一輛車還要還要難
    - Modeling 的軟體
    - 最佳化設計的軟體
    - 模擬、驗證、測試時所使用的分析軟體





