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智慧交通‧科技運輸
 
無人機結合AI人工智慧,替路口安全把脈
 
道路上車禍層出不窮,超過5成的車禍發生在路口,除了造成生命財產損失之外,也導致道路壅塞。為減少此類憾事的發生,運輸研究所近年結合無人機空拍攝影,以及人工智慧影像辨識等兩項當前最火紅的技術,開發路口衝突分析軟體,可以從空中「看見」任兩輛車彼此接近的衝突狀態,並記錄下來,藉此了解路口哪些地方最容易出現衝突,這些常常出現衝突的地方,也將是最容易發生車禍的地方,因此藉由這套路口衝突分析軟體,可以幫助道路主管機關了解路口可能的危險熱區,並預先進行改善。
 
撰文:交通部運輸研究所
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根據內政部警政署的統計數據指出,109年1月至9月間的道路交通事故合計約26萬件,其中約有56.5%發生在路口。所有車輛駕駛人一定都有在路口緊急煞車的經驗,剎車的原因可能是前方車突然減速、可能是旁邊有車輛突然插入左轉或右轉,無論是何種原因,這種令人捏一把冷汗的緊急剎車,就是衝突的一種,如果剎車慢了點,就變成車禍。因為無人機的空拍制高視野,可以將整個路口汽、機車、自行車甚至行人的行動路徑一覽無遺,再藉由人工智慧影像辨識的技術,可以辨識出各車輛、行人的行進軌跡、時間與速度,並加以記錄,因此可以分析出路口衝突的集中位置,再以熱點圖的展現方式,繪製出路口衝突熱點圖,以不同顏色表現衝突的嚴重性,將每一個衝突點繪在路口平面圖上。

以無人機高空攝影進行衝突分析,因為只是拍攝車頂影像,拍不到車牌或人臉,所以不會有侵犯個人隱私的問題。另飛行任務皆使用經過註冊並檢驗合格之無人機,與考驗合格之操作人員執行,並依規定向民航局或地方政府申請飛行活動許可,同時投保1,800萬元之的公共意外責任險,而於飛行任務執行時確實要求依循標準作業程序,進行起降場準備、飛行前檢查、正式飛行與飛行後檢查,以降低發生意外的風險至最低。



過去道路主管機關只能在車禍發生之後才能發現路口的安全問題,並加以改善以防止事故繼續發生,未來藉由衝突分析軟體的幫助,在車禍發生之前預先進行路口交通安全改善將變成可能,例如經常發生右轉衝突的路口可進行右轉車道與轉彎半徑的調整。運輸研究所後續年度將與縣市政府合作,運用衝突分析軟體於路口交通安全的改善工作,另外也將擴大應用此一分析技術於其他危險情境,例如進入路口搶(闖)越黃(紅)燈及超速行為,提升路口之安全性。



衝突分析軟體的具體技術內容有下列幾項:
空拍影像資料蒐集:
本研究選定具代表性及參考性之高事故風險地點,蒐集大量2.7K/4K高解析空拍影像,作為系統開發與測試所需之影像資料庫。並針對路口號誌與空拍影像對時方案進行規劃設計,同步記錄空拍影像與路口號誌變化,以利分析軟體產生對應之號誌同步顯示影片。



影像處理技術:
將取得之原始空拍影像透過一連串的影像處理技術,從影像中取出計算交通衝突所需之基本參數,如車輛位置、軌跡及車種速度等交通資訊。要對一部原始空拍影像抽取出上述交通資訊,首先須透過影像處理減少影像拍攝時的晃動問題,再由車輛偵測方法取出單張影像上的所有車輛位置,並透過影像上的特徵點追蹤同一部車輛在時間上的連續位置(亦即車輛軌跡);本期將車輛影像區分為四輪車輛及行人、兩輪車輛兩大類,並採用不同之深度學習模型進行偵測及追蹤。除此之外,在空拍影像資料庫中,事先蒐集之大量影像,則會透過人工註解影像中的車輛位置,取出外觀特徵與車種資訊,並結合深度學習產生車輛分類器,依此分類器對影像中之車輛進行分類,辨識車種,並同時偵測車輛位置。

交通衝突分析軟體:
經由影像處理技術得到路口車流影像分析軌跡,進行交通衝突分析,本軟體整合SSAM分析模組,確保衝突指標計算結果。首先讀取車流軌跡分析軟體之路口影片、路口底圖及車流軌跡檔,軟體會自動將車流軌跡檔案轉換成SSAM格式,分析完成可得到完整衝突事件結果,本研究額外加入參數提供使用者進行過濾篩選,包括衝突型態、進出路口及車種等條件,以利找出確切欲分析之重點,本軟體可因應篩選結果繪製相關圖表,如依車種統計之衝突表、路口車速分布圖、號誌同步顯示影片及TTC/PET衝突熱點圖等,以利快速找出該路口易發生衝突區域,協助交通管理人員檢視各種交通工程設施。
 
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