長久以來，提升駕駛者行車過程中的安全保障，一直是各國政府與汽車製造商所共同努力的重要課題。而隨著科技的進步以及人們對於安全需求的進一步提升，越來越多創新的行車防護機制被提出，並逐步應用于現實生活中。本文將針對現有及未來可能的主動自髮式行車安全防衛機制進行介紹。
行車安全防禦機制簡介
如前言所提，近來有許多的行車安全機制被陸續的提出，這些機制依照其不同的特性，大抵上可以區分為主動式與被動式兩大類。其中，被動式安全機制強調事故發生後的安全性保障，由於不涉及事件預測，就技術面來說較為單純。因此，目前已被普遍的採用，諸如：安全帶、安全氣囊…等技術，都是屬於被動式安全防禦之範疇。另一方面，主動式機制則是著眼於避免或降低事故發生之可能性。例如：ABS煞車防鎖死系統、倒車雷達…等。由於主動式機制對於事故發生的預防，往往需要藉由收集各方的資訊，以供系統預測可能的事故。因此如何有效收集到可靠且廣泛的資訊，便成為決定主動式機制成敗的重要因素。
依據來源與取得方式的不同，主動式安全防禦機制又可以再細分為自髮式與協同式兩種類型。運用車內或車身的感測設備收集到的資訊所設計的安全機制，稱為自髮式；另一方面，其資訊來源來自于車外 (例如：周遭車輛或路側設施) 者則稱之為協同式。以下將針對不同的主動自髮式安全機制之特性進行逐一探討，以供讀者瞭解當前此類機制之現況與發展。
圖1:目前常見之感測技術 (Source: freescale)
主動自髮式行車安全防禦機制
由於資訊收集是足以影響預警成敗的關鍵因素，如何開發且運用可靠且具高效能之感測技術是近日此一領域的重大課題。如圖1所示，目前已被提出之感測技術大抵上不外乎是利用雷達、攝影、紅外線、雷射…等。
雷達技術
雷達技術一直以來都是被廣泛應用於物體偵測的一項技術，而根據設備精密程度之不同，其偵測範圍可以達到數百公里甚至數千公里以上的等級，因此傳統上大多被使用於軍事用途。近年來，由於製造技術的進步，雷達設備的體積被逐漸的縮小，雖然其成本依然相當昂貴，但仍有汽車製造商開始在部份高階車種上裝設雷達設備，以提供遠距離行車預警系統。儘管電達技術不論是在效能與可靠性方面的表現都相當優秀，但由於其製造成本一直無法有較大幅度的下降，因此目前為止仍難以為各大車廠廣泛採用。
圖2:基於攝影技術之行人、車輛偵測系統 Source: 臺灣交通大學
攝影技術
由於近來攝影系統與製造技術已相當成熟，其相關設備之製造成本可以算是相當低廉，因此已經是被廣為使用在行車安全應用之上 (例如：影像式倒車輔助)。近日，運用此一技術之創新安全應用則是，透過在車輛上或路口裝設攝影系統以擷取道路周遭影像，經由分析軟體偵測畫面中的行人或車輛，並追蹤其動態，以適時的通知駕駛者或相關單位採取恰當的應變措施，避免意外的發生或迅速進行事故發生的後續處置。
然而，由於攝影技術最大的問題在於，其有效偵測距離大約僅限於100公尺以內，在此範圍之外的物體通常已經是難以辨識。同時，經由攝影機擷取畫面再透過影像分析軟體辨識物體，此一連串動作通常需要相當強大運算能力的支援。以目前電腦系統的效能來說，完成少量物體的辨識工作，也許勉強可以達到一定程度即時性的安全需求。但若在運用在複雜路口時，往往需要辨識的物體可能同時會高達數十筆之多，這對於資料即時性要求極高的行車安全應用來說，絕對是未來發展此項技術之研發人員所需要正視的重大課題。
紅外線技術
由於紅外線技術可以提供到良好的夜視功能，在夜晚行車時運用此項技術可以幫助駕駛者辨識道路上的障礙物、及周遭的動物、行人等物體。因此，在夜間環境下可以用來彌補前面提到單純使用攝影技術時之不足。然而，與攝影技術相似的是，其最佳偵測範圍也約莫只能達到數十公尺的距離，對於車速較高的環境下，部份需要較快速反應時間之應用將較不適合；同時，由於紅外線易受天氣干擾之問題，也是紅外線技術未來能否被廣泛使用于行車安全應用所需克服的因素。
圖:3:以雷射技術為基礎之防撞警示系統 Source: Ibeo Automobile Sensor
雷射技術
雷射技術是最近幾年才被採用于行車安全上，由於其所能偵測物體之有效距離相較於一般攝影技術來說提升不少 (約可達數百公尺)。同時，由於其辨識物體位置與移動資訊時所需之運算量不像影像辨識那樣龐大，也讓偵測所需時間可以大大的降低。再者，就目前的資料顯示，雷射技術的效能在不同天候的情況下，都不至於受到太大的影響。因此，此項技術從各個方面看來，似乎相當適用于行車安全應用上。然而，此技術目前尚處於起步階段，其生產成本相較其他技術仍然過高，且適用的情境也需更進一步探討，相信經過一段時間的測試與檢驗，未來應該有很高的機率被廣泛的應用于行車安全領域。
結語
主動自髮式行車安全防禦機制的成功與否，絕大部份都需要仰賴可靠的感測技術。本文藉由分析當前常見與發展中的各項感測技術，期能讓讀者瞭解各個技術之優缺點與遭遇之瓶頸。由於先進雷達、雷射等關鍵技術大多由歐、美等國所掌握，相對而言，影像辨識技術應是我國較有發展空間的舞臺。當前業界、學界、與法人單位都有相關計畫進行中，若政府相關部門能杠杆各方研發成果，將有助於我國切入車用安全領域，以期未來於汽車產業佔有一席之地。
行車安全防禦機制簡介
如前言所提，近來有許多的行車安全機制被陸續的提出，這些機制依照其不同的特性，大抵上可以區分為主動式與被動式兩大類。其中，被動式安全機制強調事故發生後的安全性保障，由於不涉及事件預測，就技術面來說較為單純。因此，目前已被普遍的採用，諸如：安全帶、安全氣囊…等技術，都是屬於被動式安全防禦之範疇。另一方面，主動式機制則是著眼於避免或降低事故發生之可能性。例如：ABS煞車防鎖死系統、倒車雷達…等。由於主動式機制對於事故發生的預防，往往需要藉由收集各方的資訊，以供系統預測可能的事故。因此如何有效收集到可靠且廣泛的資訊，便成為決定主動式機制成敗的重要因素。
依據來源與取得方式的不同，主動式安全防禦機制又可以再細分為自髮式與協同式兩種類型。運用車內或車身的感測設備收集到的資訊所設計的安全機制，稱為自髮式；另一方面，其資訊來源來自于車外 (例如：周遭車輛或路側設施) 者則稱之為協同式。以下將針對不同的主動自髮式安全機制之特性進行逐一探討，以供讀者瞭解當前此類機制之現況與發展。
圖1:目前常見之感測技術 (Source: freescale)
主動自髮式行車安全防禦機制
由於資訊收集是足以影響預警成敗的關鍵因素，如何開發且運用可靠且具高效能之感測技術是近日此一領域的重大課題。如圖1所示，目前已被提出之感測技術大抵上不外乎是利用雷達、攝影、紅外線、雷射…等。
雷達技術
雷達技術一直以來都是被廣泛應用於物體偵測的一項技術，而根據設備精密程度之不同，其偵測範圍可以達到數百公里甚至數千公里以上的等級，因此傳統上大多被使用於軍事用途。近年來，由於製造技術的進步，雷達設備的體積被逐漸的縮小，雖然其成本依然相當昂貴，但仍有汽車製造商開始在部份高階車種上裝設雷達設備，以提供遠距離行車預警系統。儘管電達技術不論是在效能與可靠性方面的表現都相當優秀，但由於其製造成本一直無法有較大幅度的下降，因此目前為止仍難以為各大車廠廣泛採用。
圖2:基於攝影技術之行人、車輛偵測系統 Source: 臺灣交通大學
攝影技術
由於近來攝影系統與製造技術已相當成熟，其相關設備之製造成本可以算是相當低廉，因此已經是被廣為使用在行車安全應用之上 (例如：影像式倒車輔助)。近日，運用此一技術之創新安全應用則是，透過在車輛上或路口裝設攝影系統以擷取道路周遭影像，經由分析軟體偵測畫面中的行人或車輛，並追蹤其動態，以適時的通知駕駛者或相關單位採取恰當的應變措施，避免意外的發生或迅速進行事故發生的後續處置。
然而，由於攝影技術最大的問題在於，其有效偵測距離大約僅限於100公尺以內，在此範圍之外的物體通常已經是難以辨識。同時，經由攝影機擷取畫面再透過影像分析軟體辨識物體，此一連串動作通常需要相當強大運算能力的支援。以目前電腦系統的效能來說，完成少量物體的辨識工作，也許勉強可以達到一定程度即時性的安全需求。但若在運用在複雜路口時，往往需要辨識的物體可能同時會高達數十筆之多，這對於資料即時性要求極高的行車安全應用來說，絕對是未來發展此項技術之研發人員所需要正視的重大課題。
紅外線技術
由於紅外線技術可以提供到良好的夜視功能，在夜晚行車時運用此項技術可以幫助駕駛者辨識道路上的障礙物、及周遭的動物、行人等物體。因此，在夜間環境下可以用來彌補前面提到單純使用攝影技術時之不足。然而，與攝影技術相似的是，其最佳偵測範圍也約莫只能達到數十公尺的距離，對於車速較高的環境下，部份需要較快速反應時間之應用將較不適合；同時，由於紅外線易受天氣干擾之問題，也是紅外線技術未來能否被廣泛使用于行車安全應用所需克服的因素。
圖:3:以雷射技術為基礎之防撞警示系統 Source: Ibeo Automobile Sensor
雷射技術
雷射技術是最近幾年才被採用于行車安全上，由於其所能偵測物體之有效距離相較於一般攝影技術來說提升不少 (約可達數百公尺)。同時，由於其辨識物體位置與移動資訊時所需之運算量不像影像辨識那樣龐大，也讓偵測所需時間可以大大的降低。再者，就目前的資料顯示，雷射技術的效能在不同天候的情況下，都不至於受到太大的影響。因此，此項技術從各個方面看來，似乎相當適用于行車安全應用上。然而，此技術目前尚處於起步階段，其生產成本相較其他技術仍然過高，且適用的情境也需更進一步探討，相信經過一段時間的測試與檢驗，未來應該有很高的機率被廣泛的應用于行車安全領域。
結語
主動自髮式行車安全防禦機制的成功與否，絕大部份都需要仰賴可靠的感測技術。本文藉由分析當前常見與發展中的各項感測技術，期能讓讀者瞭解各個技術之優缺點與遭遇之瓶頸。由於先進雷達、雷射等關鍵技術大多由歐、美等國所掌握，相對而言，影像辨識技術應是我國較有發展空間的舞臺。當前業界、學界、與法人單位都有相關計畫進行中，若政府相關部門能杠杆各方研發成果，將有助於我國切入車用安全領域，以期未來於汽車產業佔有一席之地。
