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車道偏離警示系統

車眼(rayguardldws)

2008/01/17 15:08:33

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前一陣子,台灣主要的新聞媒體相繼報導了工研院公布一項很新的汽車駕駛安全系統,一般汽車界稱為「車道偏離警示系統」(英文名稱,Lane Departure Warning System,簡稱 LDWS) 。 它最主要的功能在於提醒汽車駕駛人避免在行車時,因不自覺分心、疲勞、甚至打瞌睡而產生汽車行進路線偏離馬路車道線的情況,可能與同向來車擦撞,甚至與對向來車對撞的車禍事件產生。 也就是說,車道偏離警示系統可在汽車因不自主偏離車道線而產生車禍之前,即預先提醒駕駛人這種不正常的行車現象,以防止意外發生。.這樣的情況在夜晚駕駛時, 尤其多見。
「車道偏離警示系統」最大的特色即在於強調「主動性」的汽車駕駛安全觀念。 「主動性」的安全駕駛早已經是20世紀末最主流的趨勢,尤其是在汽車機械結構與操作方式高度電子化之後。 而這種觀念具體應用在車用電子產品上也逐漸多樣化。 這在現代汽車安全駕駛的設計上,是一大突破。 就一般目前車用的座椅安全帶或是汽車安全氣囊而言,它們比較屬於「被動式」的汽車安全系統。 也就是說,這種車用安全系統,平時比較無法體驗它們具體的防護功能,但在車禍不幸發生 (車子與他車相撞) 時,這些系統功能才會彰顯,但卻也不保證它們一定能讓駕駛人毫髮無傷。 而主動式的汽車安全系統則在車禍尚未發生之前,即偵測到駕駛人可能出現不正常或不安全的駕駛行為 (亦即偏離車道) ,因此立即提醒駕駛人採取必要措施。 例如恢復專心駕駛或是儘快停車休息。 汽車在路上行駛,難免會有意外發生,沒有人願意看到個人生命財產受到損傷,但是當汽車座椅安全帶甚至是安全氣囊產生作用時,其實,或多或少已有一些傷害情況產生。 至少,汽車會有些許受損。
而以「主動性」汽車駕駛安全作訴求的車道偏離警示系統則可以彌補「被動性」安全的不足,更近一步提升汽車安全駕駛的功能。 因此,為了要達到汽車完全駕駛安全 (Total Driving Safety) 的功能性,除了要有「被動性」的車用安全系統外,更要有「主動性」的車用安全系統來達到全方位的汽車安全觀念。
其實,早在十幾年前,世界主要的汽車製造廠商、高階汽車零件供應商以及與研發汽車安全的相關機構早已投入大量金錢與人力研究開發這樣的汽車行車安全系統,但是可能因為當時的相關技術層次以及週邊零件供應尚未完備,甚至由於成本考量, 所以車道偏離警示系統也僅止於實驗開發階段或只製作少量的樣品供作測試或技術修改之用,離全面上市還有一段距離。
以目前大家比較熟悉的「車道偏離警示系統」機械原理以及使用方式,大都使用 CCD 或是 CMOS 電子影像系統 (電子攝影機) 來捕捉汽車行車時車前的環境影像,再由CCD/CMOS 傳來的訊號輸入一套電腦系統,然後經過電腦判讀比對汽車當時與馬路車道線的相關位置,最後再依預設的參數計算並反映在車內內建的電子螢幕 (TFT-LCD) 判斷汽車是否偏離車道.而警示的方式,則利用聲音,震動方向盤或汽車椅的方式提醒駕駛人注意以防止意外產生。工研院所發布的產品,即是以這種方式作用。
另外一種較不為人知的技術與工作原理乃是以紅外線 (光敏式) 偵測車道線的「車道偏離警示系統」。這種光敏式的警示系統與 CCD/CMOS 影像式最大的不同點在於光敏式系統並不需要用到攝影機或是複雜的電腦系統來捕捉影像與處理訊號。 這兩種系統的警示功能類似,但是光敏式的造價會因使用較少零件與材料而比較便宜,也因為它的產品設計較為簡單,所以不只可以由汽車製造廠直接安裝使用,也可能適用於車後市場來選配使用。
其原理乃在於訊號接收與處理的過程比較簡化。 一般的汽車用馬路,只有兩種色系。 一種是馬路 (柏油路或是水泥路) ,另一種則是車道線 (白色或黃色) 的顏色。 而光敏式的警示時機即是取決於路面上色差產生時之判斷。
此種系統通常安裝在靠近車頭的汽車底盤或是藏在汽車保險桿裡。汽車行進時,車底的偵測器不斷同步提供光源,照射在路面輔助光感器捕捉色差並在同一時間與訊號處理器作訊號交換。若只捕捉到的單色 (柏油路面的顏色) ,表示汽車在既定的車道內正常行駛。 反之,若光感器捕捉到兩種以上的顏色 (色差產生) ,即表示汽車已偏離車道,壓到車道線了。 當然,目前的技術已趨成熟,可以排除因遇到路面上的文字或符號,例如 「速限60公里」、「ETC」或是箭頭「↑」等非車道偏離而產生的色差之誤動作。
而以紅外線偵測的光敏式警示系統也分「可見光」與「不可見光」的不同來做車道線訊號處理。 「不可見光」警示系統,目前法國雪鐵龍汽車已在其部份的車款上安裝,市場的反應還不錯,但因此產品目前只原車廠選配,一般車後市場還看不到。 而另外一種 「可見光」即由位於台灣台中的一家車用電子科技公司自行開發完成,其中的核心技術也已獲得台灣以及歐美各國的專利認證。這種光敏式 (可見光) 的 「車道偏離警示系統」可以在車後市場看得到。未來也可以與汽車製造廠技術合作,由汽車製造廠原車指定配備或是原廠選配。
車道偏離警示系統,無論是「CCD/CMOS 電子影像式」或是「光敏偵測式」,已在汽車行車安全系統領域掀起一股不可抵擋的熱潮,其市場潛力與未來商機難以估計,汽車消費者在選購汽車時,不只要享受駕駛汽車的舒適與性能,更要求駕駛汽車的安全性。本文開始時即提到世界主要的汽車製造商以及高階車用零件供應商早在上世紀末組成不同的異業聯盟來研發這種行車安全系統,但是基於技術尚未完全克服所有的路況與天候。 目前似乎沒人敢宣稱已開發出完美的車道偏離警示系統而能主導市場。因此,只要誰能掌握完全成熟的相關技術,及早搶攻市場並建立灘頭堡取得領先地位,相信未來必能獨佔鰲頭,吃下這一塊市場的大餅。