光達

車禍天天在台灣發生,偶發的鐵軌事故也令台灣民眾緊張。國際許多業者將「光達」技術應用於偵測路況上,利用比雷達更準確的技術,保護所有用路人的安全。

光達是什麼?

我們比較熟知的偵測工具是雷達,它以特定頻率的「無線電波」傳送偵測訊號,並偵測回傳訊號。光達則是把「無線電波」改為「光」,用「光」來偵測,它的測量精度較雷達高;傳統的雷達,最精密只能偵測到空氣中的小水滴運動,但光達能偵測到大氣粒子,甚至直接偵測空氣分子的運動。

光達科技在智慧城市領域越來越重要,它帶來有別於現存監測技術的高品質精準度與效率,來幫助整體系統的除錯。它的主要應用領域除了自駕車外,也包含馬路車況。

超車雷達,用光達監控路況更精確更安全!

美國光達公司 Cepton 的系統,應用在各地的交通。比如在南非的首都開普敦,Cepton 就與當地的光纖系統公司 Fibre Based Integrations 合作,安裝光達交通偵測系統,讓市政府交通部門用來蒐集準確且即時的車道使用數據,以此分析並協助找到方法,改善車流,加強機車騎士與行人的安全。

Fibre Based Integrations 整合任務的系統工程師古森(Josh Gooen)說:「我們選擇在交通工具偵測與分類系統中安裝光達的原因,是它優越的準確率。我們先前測試了雷達和其他類感應器,發現它們都無法能夠準確定位、計算車輛、提供關於大小和速度的 3D 資訊。 」

他們將這種系統安裝在十字路口的紅綠燈和其他高空設備上,該系統能提供車輛大小、車流狀況、車流消長頻率、車道定位與潛在障礙物等。根據這些資訊,系統操作者可以了解哪些特定的十字路口或者那段路被使用,包括汽車違法開到公車專用道、車流巔峰時段、即時車道堵塞情形、等待紅燈時間、高事故率區域等。

Cepton 的產品管理與行銷總監瓦格納(Klaus Wagner)表示:「光達能讓居民的日常生活更舒適,而且是在他們不知情的情況下,這就是它讓智慧運輸系統變得如此智能的原因。我們也認為在改善交通效率後,城市變得更環保了。」

又髒又吵的大卡車想通過?車在走,光達在看!

若要論光達的環保用途,可提到德國城市呂塞爾斯海姆(Rüsselsheim)。它位於德國第二大都會區萊茵河—美因河地區的中心地帶,是連接多條高速公路的重大交通樞紐,每天有上百輛卡車經過,空氣品質、噪音也隨之而來。

為解決這個問題,呂塞爾斯海姆當局禁止載重超過 7.5 噸的卡車經過該市街道,除非它們的出發地和抵達地位於該市內。

但要如何監控?光達上場。世界上的另一個光達龍頭廠商 Velodyne 在 10 日宣佈與呂塞爾斯海姆市合作,提供「智慧基礎架構方案」(Intelligent Infrastructure Solution)。Velodyne 全球銷售資深副總裁瑞斯里(Laura Wrisley)表示:「呂塞爾斯海姆正在採取一種創新方法,以保護城市居民免受長途卡車交通造成的擁塞、噪音和廢氣的影響。」

這個方法就是,在該市交通繁忙路段安裝了 16 個光達監測站,擷取道路上車輛及車輛乘客的非個人化特徵,偵測和監控被禁止經過的卡車,達到減少交通流量的目標。

鐵軌平交道的光達守護神,減少憾事發生

除了公路之外,鐵路也是光達能監測安全的重要範圍。Cepton 同立陶宛系統整合公司 Belam合作,協助用路人與火車乘客安全經過繁忙的鐵軌平交道。Belam 的營運範圍包括波羅的海與北歐地區,專職於改進運輸建設或火車系統的安全與效率。

由於鐵軌系統的用路人種類繁多,包括行人、腳踏車、機車、汽車、卡車等,若加上障礙物,鐵軌平交道儼然是世上最複雜的交通情境。再者,高速經過的火車會把其他用路人置於高風險下,所以它們需要平交道設有即時交通監控系統,即使是在糟糕的天氣,也要確保鐵軌上沒有任何障礙物,讓火車經過。

由於 2D 的攝影機無法穩定的提供目標物資訊,包括大小、位置、速度,遇到光線不足和天氣因素,又會影響品質。於是他們結合了閉路電視監視器來紀錄違法車輛的車牌,氣象偵測器確認天氣狀況,但還是需要光達來提供完整的交通分析資訊。

Cepton 的智能光達系統安裝在歐洲交通量高的鐵軌平交道,以高準確率監控超過 1 萬 5 千量火車乘客,保護用路人安全。該公司 Helius 系統的 Vista-P90 光達可以全天候不間斷生成人、車和其他物體的高解析度 3D 成像,並透過感測軟體高效處理光達數據,以便精確分類對象、即時追蹤速度和位置。

透過此功能,這款系統能夠準確監測鐵軌平交道的障礙,也監測行人、腳踏車騎士、汽車、卡車,或者是火車倒塌的潛在危險等等。此外,也能用自動系統減少火車不必要的停歇。讓鐵軌平交道的車流更有效率。

該鐵軌系統也可以應用在車聯網技術,也就是行經平交道的汽車,也可以使用即時交通資訊,避開潛在衝撞風險,且優化旅遊路線。同時也可以告訴交通管理當局,哪一種汽車、用路人和方向會經過哪些鐵軌平交道,以此資料產生交通管理的方案和計畫。

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參考資料

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(首圖來源: zhenanray