實驗設備

由於本研究進行大客車實車實驗，實驗當中分為偵測與感應裝置、智慧辨 識與決策、警示與記錄三大系統，本節內容將介紹本實車實驗所使用之軟、硬 體設備。

一、硬體設備

本次實車實驗所安裝之硬體設備及其功能彙整如表 3.1 所示，而硬體 方面其配置狀況如圖 3.1 所示。本研究各項設備主要由國立交通大學與中 華大學研究團隊共同研發，在硬體設備方面主要由前國立交通大學電機與 工程控制學系吳炳飛教授在國科會計畫(NSC 94-2213-E-009-062)中進行有 關車輛行駛距離之即時影像偵測技術研發，該設備能提供本實驗車橫向偏 移量與前車間隔距離數據資料，後者作為本研究警示程式之輸入值 (input)。系統設備分別列舉並說明其功能如下：

(一) 中控主機端：主要為本研究之作業系統，透過蒐集回與前車間隔距離、

實驗車車速進入警示邏輯判斷，如前方車進入危險跟車則透過中控主 機端發佈警示訊號，實驗過程記錄並儲存各項數據資料，以供後續分 析之用。

(二) 數位訊號處理器(DSP)：當即時影像畫面傳至數位訊號處理器時，處理 器會利用即時前方車況影像抓取車道線，透過車道線之中心線抓取車 輛偏移量以及偵測與前方車之跟車間距，傳送回中控主機端並記錄儲 存。

(三) NI 卡：擷取實驗車車速之電壓值。

(四) 電壓訊號擷取盒：透過 NI 卡所擷取的類比車速電壓值轉換為實驗車 數位車速值，並將傳回中控主機端作警示邏輯判定依據，並儲存於中

控主機端。

(五) 三台 CCD 攝影機：三台 CCD 攝影機中，CCD1 為拍攝前方車況畫面，

放置於上層前座玻璃前方，透過支架固定，如圖 3.2 所示，主要拍攝 前方車況並將即時畫面回傳至數位訊號處理器做影像處理，以擷取實 驗車之偏移量和與前方車間隔距離，並同時傳回四分割器與微型電腦 做影像記錄，供後續分析觀測之用；CCD2 為拍攝司機員臉部畫面，

主要安裝於司機駕駛座右前方小型電視上，透過支架與膠帶固定如圖 3.3 所示，司機員臉部即時畫面傳回四分割器與微型電腦做影像記錄，

以供後續分析觀測司機員瞥視頻率之依據；CCD3 為拍攝司機員腳部 畫面，主要安裝於大客車油門踏板右後方，透過支架與膠帶固定如圖 3.4 所示，司機員腳部即時畫面傳回四分割器與微型電腦做影像記錄，

以供後續分析觀測司機員感知反應時間之依據。

(六) 四分割器與微型電腦：由三台 CCD 攝影機拍攝到前方車況、司機員 臉部瞥視畫面、司機員腳部踩、放油門或煞車踏板之影像畫面與中控 主機端即時畫面同時傳至四分割器與微型電腦進行同步記錄，並作儲 存影像畫面動作。

(七) 微型電腦螢幕：將微型電腦四分割畫面即時輸出，以供即時監控。

(八) 揚聲器：主要連結中控主機端，當警示邏輯程式判定需發佈警示訊號 時，透過揚聲器發出嗶嗶聲，作為提醒司機員前方車況可能有危急情 況發生。

(九) 分貝機：主要量測一般駕駛環境下之聲音數據值(單位為分貝)，以作 為警示訊號聲音大小之判定基準。

(十) 120G USB 硬碟：儲存實車實驗過程中數據與影像畫面資料。

表 3.1 各系統設備功能說明 設備名稱

設備名稱設備名稱

設備名稱 功能功能 功能功能 裝設位置裝設位置裝設位置裝設位置 中控主機端 警示邏輯程式判斷與記錄實驗影像及數據資料 上層前座 數位訊號處理

器(DSP)

量測實驗車橫向位移、與前方車輛之跟車間距 上層前座

NI 卡 擷取時速表電壓 上層前座

電壓訊號擷取 盒

抓取實驗車車速 上層前座

四分割器與微 型電腦

主要將前方車況、司機臉部、腳部畫面與中控 主機端螢幕畫面同時擷取畫面於微型電腦中

上層前座

微型電腦螢幕 將微型電腦四分割畫面即時輸出，以供即時監 控

上層前座

CCD1 拍攝前方路況 上層前座

CCD2 拍攝司機員臉部畫面 駕駛座周邊

CCD3 拍攝司機員腳部畫面 駕駛座周邊

表 3.1 各系統設備功能說明(續) 設備名稱設備名稱設備名稱

設備名稱 功能功能功能功能 裝設位置裝設位置裝設位置裝設位置

揚聲器 發出警示聲響 駕駛座周邊

分貝機 量測環境聲 駕駛座周邊

120G USB 硬碟 備份資料 連結中控主

機端

資料來源：【11】

圖 3.1 硬體設備配置圖

資料來源：【11】

圖 3.2 拍攝前方車況攝影機之裝設狀況

資料來源：【11】

圖 3.3 拍攝司機臉部攝影機之裝設狀況

資料來源：【11】

圖 3.4 拍攝司機腳部攝影機之裝設狀況

本實驗之前方偵測系統由三大類裝置組成，分別是偵測感應裝置、智慧辨 識決策裝置以及警示記錄裝置。偵測感應裝置部份包含了車速偵測裝置、三台 CCD 攝影機，分別拍攝司機臉部、腳部，以及車輛前方即時影像。智慧辨識決 策部份包含一個以 DSP 為基礎之即時影像處理裝置以及中控主機端之警示邏 輯部分。以 DSP 為基礎之數位影像處理器利用前方車況影像畫面傳回系統做 即時處理，畫面以抓取車道線為基礎，訂定出車道中心線來估算車輛偏移量，

並當前方偵測範圍內出現車輛時，量測出與前車車輛之間隔距離，將所偵測到 的偏移量與跟車間距數據即時傳送回中控主機端作判定與存儲功能，當中控主 機端接收到各項系統裝置的即時資料後，進行資料融合以及警示決策判斷，其 判定公式依照實驗車當時車速計算出不同的警示範圍，最後透過作業系統連結 揚聲器設備，當警示邏輯判定前方車輛在警示範圍內時，警示訊號則會以嗶嗶 聲告知駕駛員，其聲響分貝值大小主要先依據分貝機量測一般駕駛狀況之分貝 數值，再加上 5 分貝作為警示訊號聲響值依據，其防撞警示系統之設備架構可

參考圖 3.5 所示。

資料來源：【11】

圖 3.5 防撞警示系統設備架構圖 二、軟體設備

本研究所使用的警示邏輯系統接續先前蘇昭銘等人【11】研究透過 Microsoft Visual Studio .Net 2005 自行開發警示系統，警示系統可在同一時 間內，分別透過不同之 RS232 輸出入裝置讀取影像辦識裝置所偵測之與前 車 距 離 資 料 ； 另 一 方 面 ， 系 統 亦 結 合 資 料 擷 取 裝 置 (DAQ ： Data Acquisition)，由實驗車輛上之車速表所傳回電壓訊號，透過轉換軟體將類 比之電壓訊號轉換成數位資料後傳至警示系統，警示系統再換算其實際車 速資料，並結合與前車之距離資料進行即時模式分析，最後將其所得之距 離資料與車速資料即時寫入歷史資料庫中，再經分析結果後當達警示標準 時，則系統將透過揚聲器裝置，發出警示音效，以達警示之目的(如圖 3.6 所示)。

資料來源：【11】

圖 3.6 軟體架構圖