第五章 整合代理人駕駛輔助系統
5.4 系統架構與軟體處理流程
5.4.2 軟體處理流程
在軟體方面,我們是使用 Visual C++中的 MFC 撰寫相關的視窗程式,
其包含影像代理人程式、雷射掃瞄器代理人程式及簡單的溝通管理伺服程 式。
影像代理人程式包含兩種不同影像來源的模式 CCD 與影像檔,CCD 模式是應用在實際偵測時,而影像檔模式是用於偵測模擬,除此之外,因 偵測方則需要相關的物參數,所以其程式還包含物理參數的設定,以達最 好的效果,還有與溝通管理伺服程式的連線及相關所獲得其它代理人所給 的資訊與警告訊息的設定,其程式畫面如圖 5.21 [CCD 與影像檔模式只差 影像來源及部份操作不同],其主要任務為車道線、車輛偵測及防偏、防撞 警告。
兩種選擇模式 (影像檔、CCD) CCD 所接收
的影像或影 像檔的影像
偵測後的影像 (車道 線、車輛,右左兩圓點 為)防偏、防撞警告圖像
相關操作 (執行、暫停)
不同模式的相關 操作 (開啟影像 檔、連接 CCD)
為溝通伺服器連線操作 (輸入 IP、Port 和 ID),
與所收到其它代理人所 發出的資訊,及其它代 理人的 ID 資訊顯示。
相關偵測結果 的計算值 (車 道線角度、距 離、…等)
警告訊息的 開關設定 相關物理參
數的輸入
圖 5.21 影像代理人程式畫面
雷射掃瞄器代理人程式,包含與雷射掃瞄器的溝通與警告訊息的設 定,如圖 5.22 所示,與溝通管理伺服程式連線設定,及所獲得其它代理人 所發出的訊息顯示,如圖 5.23 所示,及程式的主畫面,並分為文字模式其 含有所接收的距離、前方物體位置及防撞警告資訊,前方物體模式其為繪 製前方物位置及寬度,繪圖模式其為依距離資訊所繪製的圖像,依序如圖 5.24、圖 5.25、圖 5.26 所示,其主要任務為緊急的防撞警告。
圖 5.22 與雷射掃瞄器的溝通與警告訊息的設定之程式畫面
圖 5.23 雷射掃瞄器與溝通管理伺服程式連線設定,及所 獲得其它代理人所發出的訊息顯示之程式畫面
圖 5.24 圖 5.25
Laser scanner agent 文字模式畫面 Laser scanner agent 前方物體模式畫面
圖 5.26 Laser scanner agent 繪圖模式畫面
簡單的溝通管理伺服程式,其程式目前只負責傳遞代理人所發出的訊 息,及簡單的註冊管理,其資料傳遞格式為自定格式,程式畫面如圖 5.27 所示,其主要任務在溝通各代理人的訊息,此程式仍有許多可以加強的地 方,如代理人管理、溝通架構與格式、……等,可讓增加系統的擴充性,
使系統更加完備。
圖 5.27 影像及雷射掃瞄器代理人溝通管理伺服程式
在整系統的處理速度方面,以 P4 1.3 GHz 的筆記型電腦以軟體方式處 理,其處理速度在 CCD 方面,每秒約可以處理 7~12 張圖,而雷射掃瞄器 方面,在一次距離資訊的處理約為 100 ms ~ 200 ms 間,若以整體處理速度 大約 0.15 秒來看,應足適時的提出警告,但仍需視車速與希望預防多少意 外的發生。一般來說,若預先在 0.5 秒前發警報則可預防 30%~60%的意外,
若在 1.0 秒前發警報則可預防 60%~90%意外[34]。若車輛有危險的情況 時,且以等速度前進時將在行駛 20 公尺後會有意外發生,若要降低至少 30%~60%的意外,則其車子的速限為時速 120 公里,若要降低至少 60%~90%的意外,則其車子的速限為時速 65 公里,當然若要預防更短距 離的意外時,其速限自然更低。若將來我們以更高等級的電腦來作處理,
或以硬體的方式實現將可更快且處理速度更穩定。最後,利用多代理人溝 通合作觀念,來改善系統穩健性及處理效能的一些簡單的結果,如表 5.1 所示及整系統的程式流程之示意圖,如圖 5.28 所示。
表 5.1 代理人溝通合作後,其改善結果 利用多代理人溝通
合作之效果
說明
適時停止不必要的偵測
(如、在沒有前車時
停止前方車輛偵測)
處理一張影像的時間:
由平均大約 150 ms 降低 到 90 ms
Case 1、2 和 5
利用雷射掃瞄器代理人所 提供的資料輔助車輛偵測
減少運算時間及錯誤的 發生
Case 3 和 6
警告訊息方面 發生錯誤警告的情形減
少
Case 4、7 和 8 車道線偵測方面 車道線偵測錯誤的情形
降低
Case 2 和 5 前方車輛偵測方面 車輛偵測錯誤的情形降
低
Case 1、2、3 和 6
圖 5.28 系統程式流程
抓取 影像
整合型車道 線偵測法則 (詳細流程見 圖 2.15、
2.23、2.25) 對稱特性偵測
前方車輛法則 (詳細流程見圖
2.34)
防偏、防撞偵測 及警告
獲取雷射掃 瞄器代理人 所偵測之資
訊
以所得之資 訊,修正部 份參數、處 理程序。
抓取距 離資訊
以 Kalman filter 作相對
速度估測
防撞偵測及警告 (D/V 曲線)
獲取影像代 理人所偵測 之資訊
以所得之資 訊,修正部 份參數、處 理程序。
接收資料
傳遞資料
雷射掃瞄器 影像代理人 代理人
溝通管理伺服程式