車輛研究測試中心 車電系統發展處 影像與電控技術專案 蘇一峰

隨著科技的進步，開車出門不用一手握方向盤，一手拿地圖找路，只要透過語音的指令與GPS就可以規劃一條最佳路線，便利又安全。在路途中若分心或疲勞，此時車輛前方安全警示系統就會適時提醒駕駛人與前車保持安全距離或提醒駕駛已經偏移行駛車道，大大地避免交通事故與提升行車安全。

然而目前科技卻沒有照顧到社會中弱勢之族群，為了使視覺有障礙的人也可以透過這種高智慧的輔助工具安全到達目的地，因此財團法人車輛研究測試中心（ARTC，簡稱車輛中心）與東海大學工業設計系協同合作，設計出盲人專用的智慧導盲杖，該設計榮獲2013德國iF產品設計大獎，其作品名稱為「拉一把(A Gentle Tug)」，只要透過智慧型手機，一聲令下立即啟動導盲系統，從此刻開始，安全就與你同在，讓使用者只需握住手中的導盲杖，猶如一位貼心的秘書，帶你避開障礙物，走到安全的道路空間。

設計理念：
視障人士在外行走時，往往需要靠著導盲杖或導盲犬來協助，在台灣導盲犬數量不足，因此導盲杖為盲人主要用來行進的輔助工具之一，藉著導盲杖，盲人可以察覺出地上的障礙物及導盲磚，然而，此查覺技術需要長時間訓練與學習。另視障人士出門後，常會有找不到導盲磚的窘境，以致無法順利到達目的地，亦或在行走過程因辨識不易而撞到障礙物之意外。因此設計團隊設計出一把集高科技於一身的智慧導盲杖，幫助使用者規劃出一條可以安心走在路上的路線，於行進過程以語音主動指引使用者遠離障礙物，避免碰撞等意外發生，使用情境如圖1所示。

圖1. (a)盲人行走在導盲磚之示意圖 (b)可主動避開障礙物之路徑規劃

創新設計：
設計一把智慧導盲杖，除了功能面考量之外，亦需符合人體工學，因此初期設計出無數的造型草稿，進而發現不同的握法直接影響導盲杖的用途；最後設計了一把有垂直把手的智慧導盲杖，如圖2所示。由圖2可知，其把手下方裝有雙鏡頭影像感測器，並搭配車輛中心所開發的「 立體視覺障礙物偵測技術?，建造鄰近周圍的3D虛擬空間，藉以識別周圍環境與障礙物。於雙鏡頭下方有個軸承，透過微型馬達及重力感測器，可以使導盲杖本身具有360度移動能力，以指引盲人走向正確的道路。

圖2. 智慧導盲杖「拉一把(A Gentle Tug)」之功能與外觀設計

導盲秘書「拉一把(A Gentle Tug)」除了植入3D障礙物偵測技術外，視障人士更可利用智慧型手機的語音秘書，說出想要到達的地方，此時導盲秘書「A Gentle Tug」會利用內建的盲人專用地圖(含無障礙空間)，規劃一條含有導盲磚的行走路徑與導航。在行走過程中，本裝置會主動協助偵測路徑上的環境與障礙物資訊，再透過杖上的重力偏移裝置主動「拉一把」，牽引視障人士遠離障礙物、避免危險，讓視障人士感到親切且安心，不再摸黑前進，使用情境如圖3所示。 

圖3. 系統使用情境示意圖

技術來源：
本產品"A Gentle Tug" 使用車輛中心所研發的「立體視覺障礙物偵測技術?，其影像處理流程如圖4所示，利用兩個攝影機鏡頭取代人的眼睛，將二張影像經校正後，透過立體視覺影像重建出3維空間的深度影像，並利用不同深度群組，找出空間中的障礙物，特別是對於路面上常會出現的物體，包括行人、機車、腳踏車、動物及車輛等有高度之障礙物。當本系統接近障礙物時，系統會即時提供不同等級之警示訊息與控制訊號，控制本體，避開碰撞危險。

圖4. 立體視覺影像處理流程示意圖

未來，車輛中心仍會透過國際間產、學、研的合作，持續不斷地提升技術能量，並與設計作結合，提升產品美學與價值性，創造出之前所未有的加值性產品，以提升國內產業之國際競爭力。