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3D正夯--立體視覺技術於車輛領域之應用
  • 發布年度:2011
  • 主要類別:電動車與車輛電子
  • 次要類別:電子報
  • 車輛研究測試中心 影像與電控工程專案 / 廖育昇

    近年來,3D技術形成一股風潮,生活中可以看到許多3D技術的應用,例如:電影、遊戲、消費性電子產品等,可為生活增添更多的樂趣與話題性。除了影音娛樂方面之外,其實3D技術也可以應用在車輛領域當中,只是兩者在技術與功能上是截然不同的。

    對一般大眾而言,所認知的3D,是可以在視覺上產生立體感的,也就是能夠帶來影音娛樂效果之技術。產生立體感的技術,其目的是為了讓使用者觀看同一螢幕,但是左右眼必須分別接收到略有偏差的兩個不同畫面,再經由大腦融合解讀出具有深度感的3D影像;然而,此類技術僅在視覺上產生立體效果,並無法得知空間物體的實際距離。在車輛領域中,所謂的立體視覺,是能夠感知空間物體實際距離的,通常以影像處理技術來達成此目的。其原理是以兩部攝影機擷取影像,透過立體匹配演算法,先比對出左右兩幅影像中的相同物件,再根據物件於兩部攝影機成像所構成的三角關係,估算出三維資訊(3D座標、相對距離),藉此達到深度感知目的。

    由於可估算深度的特性,立體視覺在車輛領域中,最常用於障礙物偵測功能的開發。透過深度感知技術,獲得較精確的障礙物三維空間座標和相對位置,並可進一步結合煞車、油門控制,延伸其他應用,例如:預警式自動剎停系統(Pre-Collision Braking System)、適應性巡航控制系統(Adaptive Cruise Control System),以提供更強健的安全輔助功能。除此之外,未來可根據外在場景的三維資訊,開發即時定位和地圖建構 (Visual Simultaneous Localization and Mapping, VSLAM)、無障礙空間估算 (Free-Space Computation)等技術,將其應用於車輛導航。與單攝影機相較之下,立體視覺透過多攝影機,將影像資訊由二維擴增至三維,開創出更多的發展與應用機會。

    根據Frost & Sullivant產業報告指出,如圖1趨勢圖所示,自2011年後,立體視覺將成為未來車用影像安全輔助系統的發展主軸。有鑒於立體視覺技術於未來的發展潛力,車輛中心亦積極投入立體視覺車用影像技術的研發,圖2為發展歷程與概況。透過委學案和國際合作案,已初步建立相關技術能量,並持續進行演算法的開發和優化,期待未來軟體技術能搭配高速嵌入式硬體平台,發展出低成本、高效能的安全輔助系統,並逐步朝向商品化和普及化的目標邁進。
     

    圖1先進駕駛輔助系統影像感測技術之發展趨勢
                    
    圖2 ARTC立體視覺技術發展歷程與概況

     

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