知識文章
淺談影像式障礙物偵測系統如何由偵測到追蹤
車輛中心 車電發展處 楊志弘
由交通部(民國)101年事故統計與特性分析報告可發現,去年國人主要交通事故原因中「未保持行車安全距離」佔了54.3%、「未注意車前道路環境」則有6.4%,另交通部(民國)101年國道事故檢討報告指出,有高達79.1%的交通事故是可以事先預防的,所以,為了能有效預防交通事故,以各種感測器為基礎的障礙物偵測系統,便成了各大車廠的主要發展項目。而各種感測器中又以建立在影像基礎上所開發的系統,因成本相對低廉,且可做多種不同應用,故成為各車廠選擇感測器時之首要選擇及考量。
車輛中心(ARTC)藉由影像裝置開發出一系列具有高精度的影像式障礙物偵測系統,馳名國內外相關領域,但隨著需求的提升,單純得到障礙物偵測資訊已漸無法滿足使用者的需求,使用者亦希望能擁有追蹤等其他功能,有鑑於此,ARTC亦開始投入相關研發,在現有之影像式障礙物偵測系統上,輔以追蹤功能。
『追蹤障礙物』簡單而言,就是『偵測』出障礙物後,再『辨識』哪些障礙物需要追蹤,故系統要達到追蹤功能,最重要兩個環節便是偵測與辨識。在障礙物偵測部分,首先需先偵測影像中的『障礙物初始位置』,之後再利用如大小、重心等物體特性來得到相對正確的障礙物位置以完成障礙物偵測。ARTC以往已發展了如『前方防碰撞系統』、『側方盲點警示系統』、『移動障礙物偵測系統』等知名系統,這些系統主要的功能便是在各種道路環境中的障礙物偵測。
而在障礙物追蹤的部分,主要是對偵測出的障礙物進行『特徵分析』與『特徵匹配』;所謂特徵分析指的是系統在得到相對正確的障礙物位置後,可找出該位置中如長寬比(不同種類的汽車長寬比會有差異),或是面積比(不同物體在影像中所佔面積不同)等具有明顯特色之障礙物特徵並記錄於系統中;由於每一張影像中的障礙物都需經過『特徵分析』的步驟,故可對前後張影像中的每一個障礙物進行特徵的比對,如果經比對後發現為同一個障礙物,便將之標記以達成追蹤的目的,而這個比對的過程便稱作『特徵匹配』;經由下圖就可清楚了解系統前後兩張被標記的障礙物,經匹配完成後判斷為同一障礙物,並以連線完成追蹤目的。
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圖 追蹤功能之示意圖 |
未來ARTC將持續強化該技術之研發能量,除了追蹤功能外,亦再衍生如避障指引、行車動線規劃等一系列附加功能,可為駕駛人創造更優質之行車環境及提升行車品質,更彰顯ARTC精益求精的踏實精神。