人工智慧與電腦視覺提升行車安全

May 26, 2020 Robert Moss

智慧運輸, AI 技術, 智慧城市

一項以臺北為背景的研究指出,高達 82% 的事故都與駕駛疏忽有關。有鑑於此,臺北市政府提出一項十分聰明的公共巴士措施。能在邊緣即時處理影片資料的車用電腦,如同賦予公車司機第二雙眼,可以有效降低意外的發生。

然而,若想將此概念運用到任何車隊上(像是運輸、急救車輛以及卡車)並非如同在公車上加裝一台工業電腦一樣簡單。首先,硬體必須兼具堅固牢靠,能夠抗震、抗高溫、防潮以及防灰塵,同時維持高運算效能。軟體和演算法則需要靈活並可客製化。

研華科技 (Advantech) 所研發的模組化車用平台適用各種情況,因此受到臺北市公共運輸公司的青睞。舉例來說,公車司機和大貨車或急救車輛司機所面對的路況不盡相同。

這也是為什麼系統整合商 (systems integrators, SIs) 在為各種交通工具評估解決方案時,將各種因素(諸如所需運算能力到地區所使用之行動通訊方法)納入考量。

不過,大部分車載電腦解決方案有許多相似之處,因此模組化方針最能夠有效簡化開發流程並降低成本。研華科技 (Advantech) 在研發 TREK-676 人工智慧駕駛安全解決方案和相關元件(圖 1)時,也採用了這個概念。

圖 1. 這項內建人工智慧技術的車用平台為不同車輛種類、需求及地區提供了解決方案的根基。
圖 1. 這項內建人工智慧技術的車用平台為不同車輛種類、需求及地區提供了解決方案的根基。

透過模組化設計客製化可擴充的車隊管理方針

研華科技產品經理 Mark Chen 也解釋了靈活的解決方案如何能幫助提升客製化服務:「模組化設計能使系統整合商挑選所需的運算能力,同時保留了客戶未來擴展解決方案和做出其他改變的選擇。」

TREK-676 的靈活性使 Intel® Core​​​​​ 或 Intel Atom​​​​​® 處理器,能夠在 CPU 或 Intel® Movidius VPU 進行邊緣運算。該平台還可以同時滿足區域性 LTE 頻寬需求,並配合不同 IP 或加裝的 HD 閉路電視攝影機。後者的關鍵角色在於透過人工智慧邊緣運算處理影像資料,來達成物件識別以及其他能夠提升安全性的偵測功能。

由於可以根據特定使用案例來為客戶的系統客製化平台,此組態也能降低成本。舉例來說,5G、專用短距通訊 (DSRC) 以及車聯網 (V2X) 通訊都能透過模組化 I/O 擴充來部署,有助延長平台的壽命,並減少擁有權總成本。

研華科技除了 TREK-676 還有多種可提供額外功能的元件。如此一來能擴充其模組化途徑,賦予系統整合商更多自由,為客戶部署一項堅固又可靠的行動電腦視覺解決方案。在極端氣溫和潮濕環境的行駛車輛中,這些特質必須要能持續運作。

行動中的人工智慧技術

系統整合商可以使用 Intel® OpenVINO 工具組等常見工具,來客製化演算法,用以偵測駕駛動作以及路牌、其他車輛以及路人等物件。

除了電腦視覺攝影機外,乙太網路供電端連結的光學雷達 (LiDar) 也可以擷取資料。光學雷達的原理是使用脈衝雷射來測量物件(移動中的物件也不例外)之間的距離。收集的資料可用於比較真實情況與機器學習模型的資料。光學雷達搭配一台攝影機,便能提升人類駕駛以及自動駕駛車輛的安全。

道路平台

臺北市公共運輸處於 2018 年起開始採用研華科技的車用平台來提升即時公共安全。該平台除了能夠偵測並警告違規駕駛行為(例如違規越線或違規轉彎),還可以感應分心駕駛行為。此類行為包括行車間使用手機、飲食以及疲勞駕駛,如影片 1 所示。

 

影片 1。系統整合商可以透過多種模組選擇來提升駕駛及乘客安全。

 

同時,該平台還可以測量急煞次數,用以表示哪些駕駛一再瀕臨發生車禍。此外,搭載了包括車牌辨識功能的網路視訊記錄器技術後,平台會自動記錄並告發停放於公車停靠區的車輛。

除了能提升駕駛安全,客運公司(以臺北公司為例)可透過系統的車用電腦來收集並傳輸電源管理和診斷的資料。雖然這類的大部分資訊早已有紀錄,但通常都存放在不同系統之中。該平台可以在單一面板內分析所有資料。

部署研華科技解決方案的系統整合商,可以幫助客戶建構一個智慧城市交通系統,並全面管理車隊、駕駛乃至於路況。舉例來說,只要收集足夠資料,便可以判定哪裡為危險路段,並幫助客運公司將重心從事故檢討轉移到事故預防。

陳經理表示:「我們的系統會提供即時指引,來導正駕駛行為並降低車禍風險。」「而該系統不僅適用大眾運輸。同樣的研華科技技術也能被運用在大貨車車隊、緊急醫療服務、現場急救車輛等。」

作者簡介

Robert Moss

Robert Moss is an independent consultant and strategist who focuses on the value gained through IoT, AI, machine learning and other technologies. He also helps give voice to executives at leading technology companies, enabling their personal stories to show how they encourage innovation, overcome obstacles, and improve their leadership skills. Tweets @RobertMoss_IoT

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