TWI622509B - 交通工具用主動安全系統及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一種交通工具用主動安全系統控制方法包含：於一交通載具設置一影像感測裝置、一影像處理單元及一網路傳輸介面；利用該影像感測裝置攝取至少一影像資料；利用該影像處理單元辨識處理該影像資料，以獲得一辨識結果資料；利用一網路傳輸介面傳輸該影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統；及利用該雲端大數據處理系統進行後端處理該影像資料及辨識結果資料，並再利用該雲端大數據處理系統傳輸一更新資料至該影像處理單元。

Description

交通工具用主動安全系統及其控制方法

本發明係關於一種交通工具用〔適用於各種交通載具〕主動安全系統及其控制方法；特別是關於一種可階層式〔hierarchical〕網路連接之交通工具用主動安全系統及其控制方法。

習用交通載具安全系統，例如：中華民國專利公告第M444313號〝偵測來車及物體之行車安全系統〞之新型專利，其揭示一種偵測來車及物體之行車安全系統。該行車安全系統包含一偵測單元、一傳輸單元及一判別單元。該偵測單元設置於一車體，利用該偵測單元接收一偵測訊號。該傳輸單元電性連接至該偵測單元，以便傳輸該偵測訊號。該判別單元電性連接該傳輸單元，以便接收該偵測訊號，利用該判別單元將該偵測訊號判別是否為一來車或物體訊號。一旦該判別單元接收該偵測訊號，並判別為該來車或物體訊號時，該判別單元發出一警示訊號。

另一習用交通載具安全系統，例如：中華民國專利公告第I522257號〝車用安全系統及其運作方法〞之發明專利，其揭示一種車用安全系統。該車用安全系統包含一感測單元、一處理單元、一控制單元及一顯示單元。該感測單元用以於一預設距離擷取包含一眼球影像之一影像圖框。該處理單元用以計算該影像圖框中該眼球影像之一瞳孔位置，並產生對應該瞳孔位置之一驅動信號。該控制單元用以根據該驅動信號觸發關聯該瞳孔位置之一車用 裝置。該顯示單元用以顯示該車用裝置之資訊。

另一習用交通載具安全系統，例如：中華民國專利公告第I422505號〝交通載具安全系統〞之發明專利，其揭示一種交通載具安全系統。該交通載具安全系統包含一控制單元、一攝像單元、一運動感測單元、一數據處理單元、一警報單元及一調節單元。該運動感測單元用以感測一交通載具之運動狀態，且該數據處理單元與攝像單元及運動感測單元相連，以處理該攝像單元及運動感測單元輸入的數據，並將輸入的該數據與一預設值進行比較。該警報單元與數據處理單元及控制單元相連，若該資料處理單元比較的結果超出一預設值，則控制該警報單元發出一警報訊號至該控制單元或一外部控制單元。該調節單元與控制單元相連，並於該控制單元收到的該警報訊號之控制下調節該交通載具之運動狀態。該交通載具安全系統透過該警報訊號提醒駕駛者及鄰近交通載具，並利用該調節單元控制調節該交通載具之運動狀態。

另一習用交通載具安全系統，例如：中華民國專利公告第I335280號〝車用影像安全警示系統〞之發明專利，其揭示一種車用影像安全警示系統。該車用影像安全警示系統包含一影像汲取模組、一空間定義模組、一物件識別模組及一警戒提示模組。該影像汲取模組接收一影像訊號，並輸入與該影像訊號來源相關之相機參數至該空間定義模組，再由該空間定義模組根據該影像訊號與相機參數定義出影像空間與影像空間內不同強度之數個警戒區域。接著，利用該物件識別模組根據該影像訊號及影像訊號之變動狀況識別出影像中可能是交通載具之部分。最後，利用該警戒提示模組定位交通載具於影像空間內之位置並比對交通載具之位置與不同強度警戒區域之交集關係，進而根據該交集關係給予不同強度之警戒提示。

另一習用交通載具安全系統，例如：中華民國專利公告第M479253號〝車用影像安全系統〞之新型專利，其揭示一種車用影像安全系統。該車用影像安全系統包含一攝影模組、一第一影像處理單元、一控制單元及一中央控制模組。：該攝影模組之一第一攝影單元用以擷取一第一影像，而該第一影像處理單元對該第一影像進行影像偵測處理，以產生一警示訊號，或進行視角轉換處理或顯示範圍處理，以產生一第三影像，或將該警示訊號以影像疊加呈現方式產生一第四影像。該控制單元選擇性輸出該第四影像或警示訊號。一第二攝影單元用以擷取一第二影像。該中央控制模組選擇性接收該第二影像或警示訊號，選擇性根據該第一影像及第二影像進行影像結合，以產生一鳥瞰影像；或，接收該第三影像或第四影像；或，結合該鳥瞰影像與警示訊號。

然而，前述習用交通載具安全系統僅揭示各種單純車用影像處理技術而已，且其不具有任何利用網路傳輸資料功能或經由網路更新資料處理參數或演算法的功能。因此，習用交通載具安全系統必然存在進一步提供利用網路傳輸資料或依道路狀況自動更新資料處理參數或演算法之需求。前述專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述技術問題及需求，其提供一種交通工具用主動安全系統及其控制方法，其利用一影像感測裝置攝取至少一影像資料，而利用一影像處理單元辨識處理該影像資料，以獲得一辨識結果資料，且利用一網路傳輸介面傳輸該影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統，再利用該雲端大數據處理系統傳輸一更新資料至該影像處理單元，因此相對於習用交通載具安全系統可大幅提升其判斷準確率、資料蒐集及更 新〔資料處理參數或演算法〕效率。

本發明較佳實施例之主要目的係提供一種交通工具用主動安全系統及其控制方法，其利用一影像感測裝置攝取至少一影像資料，而利用一影像處理單元辨識處理該影像資料，以獲得一辨識結果資料，且利用一網路傳輸介面傳輸該影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統，再利用該雲端大數據處理系統傳輸一更新資料至該影像處理單元，以達成提升其判斷準確率、資料蒐集及更新〔資料處理參數或演算法〕效率之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統包含：一交通載具，其具有一第一位置、一第二位置及一第三位置；一影像感測裝置，其設置於該交通載具之第一位置上，且利用該影像感測裝置攝取至少一影像資料；一影像處理單元，其設置於該交通載具之第二位置上，且利用該影像處理單元辨識處理該影像資料，以獲得一辨識結果資料；及一網路傳輸介面，其設置於該交通載具之第三位置上，且利用該網路傳輸介面傳輸該影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統；其中利用該雲端大數據處理系統進行後端處理該影像資料及辨識結果資料，並再利用該雲端大數據處理系統傳輸一更新資料至該影像處理單元。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法包含：於一交通載具設置一影像感測裝置、一影像處理單元及一網路傳輸介面； 利用該影像感測裝置攝取至少一影像資料；利用該影像處理單元辨識處理該影像資料，以獲得一辨識結果資料；利用該網路傳輸介面傳輸該影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統；及利用該雲端大數據處理系統進行後端處理該影像資料及辨識結果資料，並再利用該雲端大數據處理系統傳輸一更新資料至該影像處理單元。

本發明較佳實施例之該交通載具另包含一數據蒐集裝置，且該數據蒐集裝置用以蒐集一車輛感測資料。

本發明較佳實施例之該車輛感測資料包含一GPS感測資料、一溫度感測資料、一車速感測資料、一引擎感測資料、一燈號感測資料、一煞車感測資料、一胎壓胎溫感測資料、一方向盤感測資料、一油門感測資料、一車子零配件感測資料、一水箱感測資料、一油箱感測資料、一電瓶狀態感測資料、一耗電感測資料或一駕駛精神狀況資料。

本發明較佳實施例之該交通載具另包含一車內攝影機，以攝取至少一車內影像資料及至少一駕駛影像資料，且該車內攝影機連接至該影像處理單元及數據蒐集裝置。

本發明較佳實施例之該網路傳輸介面連接至一鄰近網路裝置，且在該鄰近網路裝置中執行一階層式迴授控制程序。

本發明較佳實施例之該雲端大數據處理系統包含一資安分析子系統、一巨量資料處理子系統、一機器智慧子系統或一機器學習子系統。

1‧‧‧影像感測裝置

10‧‧‧車機

2‧‧‧影像處理單元

3‧‧‧網路傳輸介面

4‧‧‧數據蒐集裝置

5‧‧‧鄰近網路裝置

9‧‧‧雲端大數據處理系統

90‧‧‧資料庫系統

91‧‧‧網宇實體模組

第1圖：本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統之方塊示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法之流程示意圖。

第3圖：本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統於市區道路上進行資料蒐集及更新資料之示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統採用行動多雲網路迴授控制架構之示意圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統及其控制方法適用裝配於各種陸上或水陸兩用交通載具，例如：自用車〔vehicle〕、公車〔bus〕、農用車〔agricultural machinery〕、拖拉機〔tractor〕、垃圾車〔garbage truck〕、工程車〔engineering vehicle〕、街景車〔street view vehicle〕、賽車〔race car〕、休閒車〔recreation car〕〔例如：水上休閒車〕、遙控車〔remote control car〕、玩具車〔toy car〕、都會概念車〔metropolitan vehicle〕或其他車輛，但其並非用以限制本發明之範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統之方塊示意圖，其僅舉例說明本發明之交通工具用主動安全系統之架構。第2圖揭示本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法之流程示意圖，其主要包含五個流程方塊S1至S5。請參照第1及2圖所示，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統包含一影像感測裝置1、一影像處理單元2、一網路傳輸介面3及一數據蒐集裝置4。舉例而言，該影像感測裝置1選自一3D環景行車記錄器〔3D surrounding view recorder〕或其它具類 似功能之裝置。

請再參照第1及2圖所示，該數據蒐集裝置4用以蒐集一車輛感測資料。該車輛感測資料包含一GPS感測資料、一溫度感測資料、一車速感測資料、一引擎感測資料、一燈號感測資料、一煞車感測資料、一胎壓胎溫感測資料、一方向盤感測資料、一油門感測資料、一車子零配件感測資料、一水箱感測資料、一油箱感測資料、一電瓶狀態感測資料、一耗電感測資料、一駕駛精神狀況資料或其它資料。

第3圖揭示本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統於市區道路上進行資料蒐集及更新資料之示意圖，其僅舉例說明本發明之交通工具用主動安全系統之架構，且對應於第1及2圖之交通工具用主動安全系統及其控制方法。

請參照第1、2及3圖所示，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法包含步驟S1：首先，選擇於一交通載具設置該影像感測裝置1、影像處理單元2及網路傳輸介面3。舉例而言，該交通載具之內部具有一第一位置、一第二位置及一第三位置，而該影像感測裝置1設置於該交通載具之第一位置上，且該影像處理單元2設置於該交通載具之第二位置上，且該網路傳輸介面3設置於該交通載具之第三位置上。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統選擇設置為先進駕駛輔助系統〔Advanced Driver Assistance System，ADAS〕系統。該先進駕駛輔助系統另包含一車道偏移警示系統〔Lane Departure Warning System，LDWS〕、盲點偵測系統〔Blind Spot Warning/Detection System，BSW/BLIS〕、前方碰撞警示系統〔Forward Collision Warning System，FCWS〕、智慧型頭燈系統〔Smart Automotive Headlight，SAH〕、夜視系統〔Night Vision System，NVS〕、停車輔助系統〔Park-Assist System，PAS)。將該影像感測裝置1、影像處理單元2及網路傳輸介面3整合設置於一車機〔On-Board Unit，OBU〕10或具類似功能之裝置上。

請再參照第1、2及3圖所示，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法包含步驟S2：接著，利用該影像感測裝置1攝取至少一影像資料，且該影像資料為交通工具之周圍影像資料〔例如：意外狀況〕，如第3圖之左側所示。舉例而言，該交通載具另包含一車內攝影機，以攝取至少一車內影像資料及至少一駕駛影像資料，且該車內攝影機連接至該影像處理單元2及數據蒐集裝置4。

請再參照第1、2及3圖所示，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法包含步驟S3：接著，利用該影像處理單元2辨識處理該影像資料、車內影像資料或駕駛影像資料，以獲得一辨識結果資料。此時，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統之操作處於意外狀況初步識別階段，如第3圖之左側所示。

請再參照第1、2及3圖所示，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法包含步驟S4：接著，利用該網路傳輸介面3以加密方式傳輸該影像資料、車內影像資料、駕駛影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統9。舉例而言，該雲端大數據處理系統9包含一資料庫系統90及一網宇實體模組〔Cyber-Physical Model〕91，如第3圖之右側所示。此時，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統之操作處於資料感測與蒐集階段〔Data-Sensing and Collecting Phase〕，如第3圖之上 方箭頭方向所示。舉例而言，該雲端大數據處理系統9包含一資安分析子系統、一巨量資料處理子系統、一機器智慧子系統或一機器學習子系統。

請再參照第1、2及3圖所示，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統控制方法包含步驟S5：接著，利用該雲端大數據處理系統9進行後端處理該影像資料、車內影像資料、駕駛影像資料及辨識結果資料，並再利用該雲端大數據處理系統9傳輸一更新資料〔資料處理參數或演算程式〕至該影像處理單元2。此時，本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統之操作處於資料擷取與回播階段〔Data-Retrieving and Rendering Phase〕，如第3圖之右下方所示。

請再參照第1及3圖所示，舉例而言，該網路傳輸介面3連接至一鄰近網路裝置5，例如：路邊通訊單元〔road side unit〕、無線中繼設備、WiFi存取點、行動通訊基地台、或提供私人熱點存取權限的行動設備等，如第3圖所示，且在該鄰近網路裝置5中執行一階層式迴受控制程序或採用一適應性迴受控制架構，以適應動態環境。

第4圖揭示本發明較佳實施例之交通工具用主動安全系統採用行動多雲網路〔Mobile Multi-Cloud Network，MMCN〕迴授控制架構之示意圖。請參照第4圖所示，本發明較佳實施例之行動多雲網路迴授控制架構主要以迴授控制的方式達成自動化、適應性、最佳化的目標。一子系統組〔包含一CIS子系統、一CCS子系統及一CES子系統〕為一個適應性行動多雲網路迴授控制的單元〔instance〕，一階層單元〔tier(n)〕的CCS子系統可動態呼叫其他下階層單元〔tier(n-1)〕的數組適應性迴授控制。

請再參照第4圖所示，該CIS〔Cloud Inspection Subsystem〕子系統用以接收及觀察該CES子系統呼叫成 員內部執行任務時回授的資訊，或接收及觀察該CES子系統指派任務予下階層時，該下階層的迴授狀態，且該迴授狀態包含裝置、資源、虛擬機器運算能力、工作負載及使用者多媒體內容的分布清單據、車機OBU的感知資訊，並匯整寫入區域資料庫，以提供該CCS子系統之控制參考。該CES子系統接受該CCS子系統的指令〔control〕而執行任務，且區域資料庫的檔案連結向上呈報至上階層〔upper tier〕，以利運作分散式資料庫的各項工作。由一行動多雲網路配置資源，產生身分管理、加解密運算卸載〔offloading〕、信任裝置管理、車聯網知識庫建置、規則庫儲存節點管理及自我學習。

請再參照第4圖所示，該CCS〔Cloud Control Subsystem〕子系統採用階層式模糊控制，進一步將該CCS子系統智慧化，依據資源比例，自動產生控制系統所需的參考目標〔reference command〕，藉以平衡所有資源的分配，並提升效率。該CCS子系統接收上階層的工作指派，其包含服務層級約定〔Service Level Agreement，SLA〕、本地端的要求〔request〕或下階層無法執行任務轉發的要求。接著，讀取該CIS子系統所維護的狀態清單資料庫進行(1)雲聯盟成員的加入允入控制、(2)本地端資源管理、(3)所屬下階層資源管理，例如進行QoS調適性的控制〔包含使用者需求、資源限制、服務品質、用戶及資源的驗證與授權〕、(4)產生SLA，以呼叫該CES子系統執行QoS控制、(5)對不同的需求進行資源分配，建立下階層的迴授控制單元，自動化地提供應有的服務與回應。該CCS子系統僅依演算法產生控制指令至該CES子系統執行任務而本身不執行。當接獲要求時，依該CIS子系統之資料庫資訊，判斷無法執行任務時，將要求轉傳〔forward〕至上階層。

請再參照第4圖所示，該CES〔Cloud Execution Subsystem〕子系統接收該CCS子系統的控制訊號，呼叫其內部的虛擬機〔Virtual Machine，VM〕執行任務或將任務指派至下階層，執行過程中內部虛擬機的狀態將迴授至該CIS子系統，並將下階層迴授狀態共同由該CIS子系統彙整寫入資料庫。該CCS子系統並不執行任務，而利用由該CES子系統執行。藉此，該CCS子系統的控制工作不受長時間待命執行的影響而可立即承接下一個任務。在該行動多雲網路中該CES子系統對於該CCS子系統及CIS子系統具有通透性〔transparent〕，且要求的轉傳為下階層狀態對於該CCS子系統及CIS子系統直接來自於下階層，而工作指派必須轉譯之後交付於下階層，其用以啟動〔invoke〕下階層的服務單元。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

Claims (10)

1. 一種交通工具用主動安全系統，其包含：一交通載具，其具有一第一位置、一第二位置及一第三位置；一影像感測裝置，其設置於該交通載具之第一位置上，且利用該影像感測裝置攝取至少一影像資料；一影像處理單元，其設置於該交通載具之第二位置上，且利用該影像處理單元辨識處理該影像資料，以獲得一辨識結果資料；及一網路傳輸介面，其設置於該交通載具之第三位置上，且利用該網路傳輸介面傳輸該影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統；其中利用該雲端大數據處理系統進行後端處理該影像資料及辨識結果資料，並再利用該雲端大數據處理系統傳輸一更新資料至該影像處理單元。
2. 依申請專利範圍第1項所述之交通工具用主動安全系統，其中該交通載具另包含一數據蒐集裝置，且該數據蒐集裝置用以蒐集一車輛感測資料。
3. 依申請專利範圍第1項所述之交通工具用主動安全系統，其中該交通載具另包含一車內攝影機攝取至少一車內影像資料及至少一駕駛影像資料，且該車內攝影機連接至該影像處理單元及數據蒐集裝置。
4. 依申請專利範圍第1項所述之交通工具用主動安全系統，其中該網路傳輸介面連接至一鄰近網路裝置，且在該鄰近網路裝置中執行一階層式迴授控制程序。
5. 依申請專利範圍第1項所述之交通工具用主動安全系統，其中該雲端大數據處理系統包含一資安分析子系統、一巨量資料處理子系統、一機器智慧子系統或一機器學習子系統。
6. 一種交通工具用主動安全系統控制方法，其包含： 於一交通載具設置一影像感測裝置、一影像處理單元及一網路傳輸介面；利用該影像感測裝置攝取至少一影像資料；利用該影像處理單元辨識處理該影像資料，以獲得一辨識結果資料；利用該網路傳輸介面傳輸該影像資料及辨識結果資料至一雲端大數據處理系統；及利用該雲端大數據處理系統進行後端處理該影像資料及辨識結果資料，並再利用該雲端大數據處理系統傳輸一更新資料至該影像處理單元。
7. 依申請專利範圍第6項所述之交通工具用主動安全系統控制方法，其中該交通載具另包含一數據蒐集裝置，且該數據蒐集裝置用以蒐集一車輛感測資料。
8. 依申請專利範圍第6項所述之交通工具用主動安全系統控制方法，其中該交通載具另包含一車內攝影機攝取至少一車內影像資料及至少一駕駛影像資料，且該車內攝影機連接至該影像處理單元及數據蒐集裝置。
9. 依申請專利範圍第6項所述之交通工具用主動安全系統控制方法，其中該網路傳輸介面連接至一鄰近網路裝置，且在該鄰近網路裝置中執行一階層式迴授控制程序。
10. 依申請專利範圍第6項所述之交通工具用主動安全系統控制方法，其中該雲端大數據處理系統包含一資安分析子系統、一巨量資料處理子系統、一機器智慧子系統或一機器學習子系統。