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交通部將擴大無人機結合AI 影像技術 化身路口安全改善利器
 
撰編:iDS新聞中心 最後更新時間:7月 | 7日 , 2022
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交通部
交通部運輸研究所
交通部運輸研究所去(110)年應用無人機結合AI 影像創新分析技術於兩項高風險衝突情境及易肇事路口改善,以驗證分析技術可行性,王國材部長除肯定此分析工具之成效,並指示應擴大應用,以協助道路管理機關找出路口安全問題,並據以改善。
 


過去道路管理機關需蒐集並分析1~3 年的交通事故資料後,才能發現路口安全問題。近年來因無人機(UAV)空拍攝影及人工智慧(AI)影像辨識技術快速發展,交通部運輸研究所結合兩項最新科技,以無人機「上帝視角」無死角空拍路口交通影片,並以AI 技術將路口行人、車輛流動影像自動轉換成軌跡資料,再透過軟體分析路口易發生交通衝突之地點及型態,以防範事故於未然。

無人機結合AI 影像技術具體技術內容包含
1. 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。另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,以利未來交通衝突分析情境應用。

2. 影像處理技術:
為了從空拍影像中取出計算交通衝突所需之基本參數,如車輛位置、軌跡及車種等交通資訊,首先須透過影像處理消除空拍影像的晃動,取得穩定的空拍畫面,再透過AI 深度學習技術偵測人車,以取出單張影像上的所有人車位置,最後利用物件追蹤技術連結同一車輛或行人在時空上的連續位置,產出每個車輛或行人的完整軌跡。本研究偵測對象區分為行人、自行車、機車、小客車、貨車、大客車、聯結車等主要對象,並針對空拍影像特性建立客製化的YOLOv4 深度學習模型,以便讓車輛的偵測結果可以貼合空拍影像下的車輛矩形範圍,提供更豐富精確的車輛位置資訊。

3. 交通衝突分析軟體:
經由影像處理技術得到路口人車流動影像分析軌跡,進行交通衝突技術分析,計算衝突的風險指標。首先以分析軟體讀取人車流動軌跡之路口影片、路口底圖、車流軌跡檔,並輸入路口的基本設定(如號誌時制等),軟體會進行運算,分析可得到衝突事件的結果,包括衝突事件的型態、嚴重程度、衝突相關車種或行人等,使用者可進一步輸入過濾參數,找出確切欲分析之重點問題,如某個車種或某個行向。本軟體可以計算車流特性的相關圖表,如車種統計之衝突表、路口車速分布圖、號誌同步顯示影片、衝突熱點圖。此外,更以視覺化方式繪製軌跡動線圖、車速分布圖等,以呈現路口中的人車流動行為。交通分析人員可運用這些工具,快速找出路口易發生衝突區域,並檢視各種交通工程設施的使用情況及安全性,研擬後續如何進行改善。

交通部運輸研究所表示,選擇使用空拍機而不使用既有路口監控系統,其原因為路側監視設備(CCTV)之固定式攝影機受限設置高度,是以斜拍方式取得車流影像,對於觀察區域有視野遮蔽與拍攝角度的問題,除易發生後方物件(如車輛、行人等)遭前方物件遮蔽而無法辨識之情況,且斜拍也不易精確定位物件所在位置,不適合做為分析交通衝突使用。









利用無人機於道路正上方制高點俯拍(即上帝視角)之特性,可無死角拍攝道路上車輛及行人流動狀況,不會發生觀察物件遭前方物件遮蔽而無法辨識之情況,亦可精確定位物件所在位置,較適合做為分析交通衝突使用。

運輸研究所為應用及驗證此創新分析技術,於110-112 年進行3 年期計畫,去(110)年選擇路口交通在「機會左轉(即左轉車無左轉專用時相,需趁對向直行車流之空隙進行左轉)」與「路口穿越衝突(即直行車因搶黃燈、闖紅燈等而與橫向來車發生衝突)」兩種情形,與北高兩市挑選14 處路口進行高風險衝突情境,並在臺北市、桃園市及臺南市選擇4 處易肇事路口進行分析,做為後續改善之依據。111、112 年則將持續進行「右轉衝突」等4 項高風險衝突情境,並與縣市政府合作分析8 處易肇事路口,以擴充相關分析工具,且持續優化此分析技術。



對此,交通部長王國材除肯定此分析工具已獲階段性成果,可結合運用「事故型態導向之路口交通工程設計範例參考手冊」,協助道路管理機關提前進行路口安全之預防改善,且指示後續可持續優化精進分析工具,將分析地點由路口擴及至路段,並擴大應用,除儘速結合區域運輸發展研究中心,將此分析工具推廣至公路總局及縣市政府,共同協助推廣交通衝突分析技術,以提升交通安全,創造更優質的用路環境。
 
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