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