CN111223302A - 移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置及该系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置及该系统，提供一个三维空间内路况的辅助信息到至少一个位于上述三维空间内的移动载具，该系统包括：复数个动态影像撷取组件、至少一监控主机以及至少一设置于上述移动载具的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，该辅助装置具有与上述动态影像撷取组件和/或上述监控主机联机的一无线传输单元、供与前述无线传输单元共同运作输出一时序讯号的一时序单元、存有该三维空间内至少对应前述移动载具的地理信息的一记忆模块，以及共同显示地理信息和动态信息的一路况输出接口。

Description

移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置及该系统
技术领域
本发明涉及一种路况辅助装置及系统，尤其是一种移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置及该系统。
背景技术
随着人口快速成长及交通流量急遽增加，交通事故的发生率也持续上升，一般来说，车祸的主要肇事原因，驾驶人因素所占比例最大，虽然目前汽车、公交车等交通工具的车体皆有安装传感器，提醒驾驶人注意车辆周遭的状况，但对于离驾驶人较远的车况、路况或环境变化，仅能透过广播、新闻或道路上的路况提示电子广告牌得知，并无法实时提醒驾驶人注意。另一方面，在人工智能快速发展下，自动驾驶车的开发也日益成熟，自动驾驶车是透过车辆影像撷取系统及光学雷达收集车辆周围数据，并结合静态地理信息形成实时地理信息系统，透过车载计算机进行处理并做出决策，但仍然无法得知车辆周围以外的路况数据。车辆影像撷取系统因视角过小无法有效的侦测道路断裂，道路坑洞桥梁破损中断，积水积雪，形成安全驾驶的盲点，且容易被上坡路段或前方车辆对象遮挡，而光学雷达则有可能受大雪，浓雾，及暴雨等恶烈气候影响，使灵敏度下降甚至于功能失效。
如图1所示，车辆10被前方大型车辆11遮挡，导致车辆10的影像撷取系统无法辨识大型车辆11前方的车辆12、车辆13的车况，若车辆12或车辆13有急煞或事故等突发状况时，车辆10的驾驶人或自动驾驶的车载计算机并无法实时得知车况，需等到大型车辆11有车况变化才能够得知，但此时可以反应的时间相对紧迫，使得发生车祸事故的机率大幅提高。因此，如何使路况辅助装置能有大范围且精准的路况分析，进而提高移动载具的驾驶安全性，为现今亟需努力的议题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种外部坐标实时三维路况辅助系统，旨在实现如下发明目的：(1)能够监测预定范围内所有移动载具的位置和预测移动状态以及道路环境状况，并在发生交通事故或预测有行驶的危险时，提供实时道路信息或警报信息；(2)供结合交通号志系统，进行交通号志与车流速度调控，改善整体交通系统的质量；(3)具有交通违规警告与侦测的功能，能提醒驾驶人注意，也可对违规的交通工具进行违规取缔；(4)能将监测区域的路况与所有车辆之位置及预测动态以手机应用程序提供给路人，提升路人穿越马路之安全性；(5)供结合停车场管理，便于车位预约，记录停车收费及车位状态监控。此外，本发明还希望提供一种移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，旨在将监测区域的路况与所有车辆之位置及预测动态以显示器或混合实境抬头显示器方式呈现给驾驶人或提供与自驾系统兼容的模式与其沟通，提升驾驶安全性及便利性。
根据实施例，本发明提供的一种外部坐标实时三维路况辅助系统，提供一个三维空间内路况的辅助信息到至少一个位于上述三维空间内的移动载具，其创新点在于，该系统包括：
复数个动态影像撷取组件，至少其中部分设置在高于上述移动载具的位置，每一前述动态影像撷取组件具有供至少撷取上述三维空间中一特定范围的路况影像的影像捕获设备，以及一时戳装置，供转换前述路况影像为具有一时戳标记的影像数据传输；
至少一供接收上述具有前述时戳标记影像数据的监控主机，前述监控主机至少具有一同步装置、一处理装置和一数据库，藉由前述同步装置同步化至少部分前述影像数据，前述数据库存有上述三维空间中至少部分区域内的固定物的地理信息，且前述数据库存有前述处理装置依照上述具有上述时戳标记的影像数据，而判定上述移动载具相对上述固定物相对位置的动态信息；
至少一设置于上述移动载具的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，该辅助装置具有与上述动态影像撷取组件和/或上述监控主机联机的一无线传输单元、供与前述无线传输单元共同运作输出一时序讯号的一时序单元、存有该三维空间内至少对应前述移动载具的前述地理信息的一记忆模块，以及共同显示前述地理信息和前述动态信息的一路况输出接口；
其中，前述处理装置经由所接收到上述时序单元的时序讯号和上述时戳标记的时间关联，产生一对应上述时序讯号且包括前述地理信息和前述动态信息的路况辅助信息至上述移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置。
根据实施例，本发明提供的一种移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，是供设置于一移动载具上，并配合复数个动态影像撷取组件和至少一个监控主机，供接收一个三维空间内路况的辅助信息并加以显示，其创新点在于，前述复数个动态影像撷取组件，至少其中部分设置在高于上述移动载具的位置，每一前述动态影像撷取组件具有供至少撷取上述三维空间中一特定范围的路况影像的影像捕获设备，以及一时戳装置，供转换前述路况影像为具有一时戳标记的影像数据传输；以及前述至少一监控主机是供接收上述具有前述时戳标记的影像数据，前述监控主机至少具有一同步装置、一处理装置和一数据库，藉由前述同步装置同步化至少部分前述影像数据，前述数据库存有上述三维空间中至少部分区域内的固定物的地理信息，且前述数据库存有前述处理装置依照上述具有上述时戳标记的影像数据，而判定上述移动载具相对上述固定物相对位置的动态信息；该实时三维路况辅助装置包括：
一无线传输单元，无线连接上述动态影像撷取组件和/或上述监控主机；
一时序单元，供与前述无线传输单元共同运作输出一时序讯号；
一记忆模块，存有该三维空间内至少对应该移动载具的前述地理信息；以及
一路况输出接口，供共同显示前述地理信息和前述动态信息；
其中，前述处理装置经由所接收到上述时序单元的时序讯号和上述时戳标记的时间关联，产生一对应上述时序讯号且包括前述地理信息和前述动态信息的路况辅助信息至上述移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置。
相较于现有技术，本发明揭露的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置及该系统，可以透过位置高于移动载具的动态影像撷取组件，同时监测预定范围内的固定物、道路环境状况、和监视范围内所有移动载具的位置和预测的移动状态，再由监控主机进行同步、整合等运算处理，不仅获得实时三维路况等数据，也可以进一步依据各移动载具的移动状态，推算下一时间的路况；一方面藉此结合交通号志系统，进行交通号志与车流速度调控，改善整体交通系统的质量；另一方面提醒各移动载具的驾驶人是否即将交通违规，或发生碰撞的警告，达成提醒驾驶人注意及取缔等功能，且降低取缔交通违规的成本，提升道路安全与守法精神。
进一步地，由于移动载具上的三维路况辅助装置可以接收带有时戳的实时路况辅助信息，在透过无线传输单元和动态影像撷取组件和/或监控主机联机的时候，不用担心双方的传输讯号发生延迟，仍然可以有效预测、判断并显示实时的三维路况辅助信息而提供警示；尤其显示器可以选择例如混合实境抬头显示器，让驾驶移动载具更方便且安全。
更进一步地，本发明若结合停车场管理，便于记录停车收费及车位状态监控，使驾驶人寻找停车位的时间减少；甚至于可提供与自动驾驶系统兼容的模式与其沟通，增进自动驾驶车的安全性。
除了实时路况辅助信息提供给驾驶人参考，本发明更可以透过安装于手机的应用程序接收实时路况辅助信息，将监测区域的路况与所有车辆之位置及预测动态提供给路人，提升用路人的安全性。
附图说明
图1为常见影像撷取系统使用状态的示意图。
图2为本发明外部坐标实时三维路况辅助系统的第一较佳实施例系统示意图。
图3为本发明第一较佳实施例的系统设置状态侧视图。
图4为本发明第一较佳实施例的系统设置状态俯视图。
图5为本发明第一较佳实施例的算法示意图。
图6为本发明第一较佳实施例的路况输出接口仿真图。
图7为本发明外部坐标实时三维路况辅助系统的第二较佳实施例系统示意图。
图8为本发明第二较佳实施例关于交通信息传播的系统流程图。
图9为本发明第二较佳实施例的路况输出接口仿真图。
图10为图9中一车辆的路况输出接口仿真图。
图11为图9中另一车辆的路况输出接口仿真图。
其中：10、12、13、31、33、34、35、52、53、54、72、73为车辆；23、231、232、515为动态影像撷取组件；27为移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置；601-609为步骤；11、32为大型车辆；21、501、511、521为监控主机；25、513为通讯装置；29为移动载具；30为道路；36为路灯；211为处理装置；213为同步装置；215为数据库；271为无线传输单元；272为时序单元；273为记忆模块；274为路况输出接口；41为挡风玻璃；42为指示路线；320、330、340、350为虚拟车辆图示；50、51为区域；70为区域；71为号志提示；74、75为显示器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。
本发明所述的移动载具包含但不限定于公交车、汽车、机车、自行车，无人飞行载具，电动车、自动驾驶车、船只或飞机交通工具，也不限定于载人或货物用途，为便于说明，以下各实施例以汽车为例。
第一较佳实施例
图2为本发明外部坐标实时三维路况辅助系统第一较佳实施例的系统示意图，本实施例中，三维空间例释为包括供车辆行驶的高速公路及周遭环境。外部坐标实时三维路况辅助系统包括监控主机21、动态影像撷取组件23、通讯装置25和设置于移动载具29的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置27(以下简称辅助装置)。通讯装置25可视使用范围选择5G、4G、3G或其他长距离无线通信网络，也可以使用无线通信网络、蓝牙等通讯协议来与移动载具29连结；通讯装置25与监控主机21的链接方式除了可以使用无线通信网络，亦可使用以太网络或光纤等其他有线网络链接。
请同时参阅图3和图4，分别说明外部坐标实时三维路况辅助系统设置状态的侧视图及俯视图，移动载具29在图中以车辆31、33、34、35和大型车辆32为例。动态影像撷取组件23具有影像捕获设备和时戳装置，设置于道路30两侧的路灯36处，透过影像捕获设备以例如360度全方位俯角撷取影像，由于路灯36所在位置通常高于道路中行驶的移动载具29，因此具有较佳的视野和视角，可越过大型车辆32而拍摄到其前方的车辆33。
尤其因为路灯36不会移动，因此每一影像捕获设备都具有一个固定的坐标参考点，仅需利用例如两个影像捕获设备所得影像数据相互比对，就可以精准地三角定位所有道路中的移动对象，含车辆，无人飞行载具，行人，动物，及路树倒塌等；亦可以藉由例如路边的建筑或路树等作为定位参考，则仅需单一影像捕获设备，测知例如车辆33位于三线道路的中央线道，即可与对向的路树位置内插计算而获得此车辆33的确实位置。这也作为动态对象地理信息所有运算相关校正的方法。能在不同天候环境下实时校正，确保系统精确度成为本专利移动载具用外部坐标实时三维路况辅助系统之一大优势。由于影像捕获设备位置较高，不易受遮蔽，视野相较于现有技术中设置于车辆的传感器或车载摄影机只能侦测前方车辆的速度和距离，明显具有视角的优势，能够获得更完整的路况影像。
为便于说明，本实施例中路灯36上的两组动态影像撷取组件23分别包括影像捕获设备231、232，由于影像捕获设备231和影像捕获设备232各自具有自己的频率组件，在长时间的运作后，可能因彼此频率组件间的同步误差，使得影像捕获设备231、232影像撷取时间不同步；或者是影像撷取时间明明相同，但因传输速度差异而在影像数据最终抵达监控主机21时产生的同步误差。这两种状况，由监控主机21接收的角度考虑，都是造成相同的馈入时间不一致现象，但若无法分辨是哪一种误差，就会造成监控主机21的误判。因此在本发明中，每一动态影像撷取组件23都分别配置有对应的时戳装置，使得影像捕获设备231、232在撷取每一幅影像数据回传时，都会在回传的信号数据中额外加入一时戳标记，只要定期比较及同步所有时戳装置的时间，监控主机21所接收到所有各动态影像撷取组件23传输来的影像数据，都可精确地相互比对影像撷取时序的早晚而被正确解析。
在本实施例中，高速公路的每一路段都会设置一组监控主机21，其中包括处理装置211、同步装置213和数据库215，数据库215储存有监控范围内的道路、周围固定物、周遭环境等环境地理信息，一旦遭遇道路桥梁坍塌、路树倾倒，可以立即比对警示。此外，要同步化上述各组动态影像撷取组件的时间，就是由监控主机21中的同步装置213和各时戳装置定期相互联系确认，使得所有影像捕获设备所获得的路况影像，是在加入时戳标记后成为影像数据，再藉由对应的通讯装置25将具有时戳标记的影像数据传送至监控主机21，让处理装置211进行分析处理。
由于同步装置213可以将各时戳装置的相对时间完全统整，使得所有时戳标记具有相同的时间轴参考点，充分消除影像撷取时间点的相对误差和传输延迟误差。若影像捕获设备231所撷取影像的时戳标记为(t-2)、(t-1)及t，其中t的定义为目前时间，而影像捕获设备232所撷取影像的时戳标记为(t-2.5)、(t-1.5)及(t-0.5)。如图5的算法示意图所示，若车辆在影像捕获设备231所撷取影像的位置分别为(Xt-2,Yt-2)、(Xt-1,Yt-1)、(Xt,Yt)，利用车辆轨迹预测算法可以算出影像捕获设备231在车辆在(t-0.5)时的车辆位置为(Xt-0.5,Yt-0.5)，再与影像捕获设备232在(t-0.5)所撷取的影像进行三维空间运算，可得知车辆在(t-0.5)于道路上的实际位置，此外，由车辆从(t-2)到(t-1)的行驶距离小于(t-1)到t的行驶距离可知，车辆正处于加速的状态。
随着各上述数据库215存有的信息可包括有固定地理信息、车辆跨越边界信息、动态对象地理信息、警报信息及附属信息。固定地理信息例如有道路、建筑物、树木、河流、路灯、交通号志灯、桥梁及兴建中物件，而灾害后的下雪、洪水、断桥、落树、土石流、车祸现场及修路同样也可以被归纳为固定地理信息；车辆跨越边界信息例如有停车格、路边栏杆、十字路口、公路网关口、平交道及收费系统网关口；动态对象地理信息例如有行人或动物的位置信息；警报信息例如有行人、动物的位置及速度有不寻常的位移、行驶中的车辆相对距离过近、车辆转弯前后轮差与行人过于接近等有公共安全疑虑之警报信息；附属信息例如有车型、车牌、车速、加速度、行动轨迹、道路特征、气候。处理装置211可依上述信息分析动态信息，并依据需求传送路况辅助信息至该辅助装置27。
依照同样的车辆轨迹算法也可以预测车辆在未来数十微秒后(t+d1)、(t+d2)的位置为(Xt+d1,Yt+d1)、(Xt+d2,Yt+d2)，或经由计算各车前置量，补偿已知的回传所需时间；但因为车辆在未来的时间可能会有加速、减速或变换方向的情况，行径路线的预测精准度可能会下降。为了能有效地做出路况预测与提醒，可依车辆的惯性路线规划出不同警戒区域，例如，依当前速度行驶，未来可能发生危险的情况属于一般警戒区域，若当下车辆已经遭到撞击或发生车祸事故等，出现严重违反车辆惯性的轨迹，则可归类为危急警戒区域。车辆轨迹的预测也会根据路况、气候或车辆款式有所差别，例如跑车速度快但是方向变化量小，卡车速度慢但方向变化量大。
本实施例中，所有移动载具29皆设置有该辅助装置27，该辅助装置27具有无线传输单元271、时序单元272、记忆模块273及路况输出接口274。无线传输单元271可透过距离移动载具29最近的通讯装置25作为基地台而与监控主机21及各辅助装置27联机；时序单元272负责提供输出时序讯号，使得前述无线传输单元271和通讯装置25联机时，所传输的讯息封包中存在时序讯号，一方面让监控主机21中的处理装置211可经由所接收到的时序讯号和上述时戳标记比对，建构出移动载具29和动态影像撷取组件的相对时间关系，藉以将辅助装置27和动态影像撷取组件23、监控主机的时序均同步化，另一方面从动态影像撷取组件23获得的动态信息中，得知在此时间轴下，每一移动载具的空间位置，藉此输出给每一辅助装置27至少其所对应的前方车辆的动态信息，并使得这些动态信息能和辅助装置27的时序讯号同步。藉由记忆模块所存有车辆行驶路线周围的相关地理信息和上述动态信息，路况输出接口274可显示监控主机21传送对应上述时序讯号的相关地理信息和动态信息。
另一方面，当辅助装置可与车辆本身的行车计算机连通，进一步读取车辆本身的质量、速度等数值，也可以在辅助装置的无线传输单元和动态影像撷取组件或监控主机联机的时候，一并将车辆信息上传，让上述前置量的运算更精准。进一步，当车辆上也同样具有感测装置，例如动态影像监视器、光达(LIDAR)或其他类似设备，则可以在带宽充分的条件下，将辅助装置所获得的车辆与车辆间相对运动关系，上传给动态影像撷取组件或监控主机，额外提供监控范围下各车辆运动状态的信息，使得系统同时获得静止不移动的动态影像撷取组件，以及会移动的辅助装置所取得的车辆运动信息，即使偶有路灯下的监视器损坏，也不会妨碍系统正常运作。尤其是可以适时藉由路灯或交通号志等静止监视设备及监控主机的信息提供，校准车辆本身所具有的动态影像监视器、光达及自动驾驶之辨识功能。
若移动载具29行驶路线的地理信息已经预存于记忆模块273中，则为了缩小传输带宽需求，监控主机21亦可只传送相关周边车辆的坐标与移动数据等动态信息，再由辅助装置27中的控制器自行运算，配合存于记忆模块273的相关地理信息而显示于路况输出接口274。在本实施例中，由于监控主机透过动态影像撷取组件所需传输给各辅助装置的仅是动态信息，辅助装置27中的控制器则自行作为终端机进行运算，并且把前方车辆的信息显示于辅助装置27中的路况输出界面274。移动载具29与监控主机21的沟通是双向的。位于移动载具29中之动态影像撷取组件连同对应的时戳信息可以传递给监控主机，在单一装置或单一系统故障时仍然可以提供完整信息给予各车辆，达成高信赖度之系统。
由于上述动态影像撷取组件23是设置在例如路灯下方，因此可以获得较佳的视野，对于路面上车辆及对象的辨识范围会更大，侦测移动车辆的速度与位置也会更加精确。如图4所示，车辆31受限于前方的大型车32遮蔽，并无法得知车辆33、车辆34的车况。由于可以看到右方的车辆35，若车辆34突然抛锚而静止，车辆33和大型车32可以看到此情况，将会逐步减速回避，但车辆31因无法看到该路况，势必会选择切换至左方车道；当越过大型车32后才能看到车辆34是发生故障停止在路上，必须紧急剎车、甚至有可能直接撞上车辆34。
但依照本发明的系统运作，作为一个区域交通信息核心的监控主机21，可以将上述车辆34、33的位置和速度等动态信息一并提供给车辆31的辅助装置27，辅助装置27中的控制器将依照无线传输单元所接收的动态信息，配合记忆模块中的地理信息，显示在本实施例中作为路况输出接口的混合实境抬头显示器，如图6所示，在驾驶人前方的挡风玻璃41上投射出前方路况，画面中除了驾驶人自己可以看到的实际车辆35和前方大型车32，也同时会显示出大型车32的虚拟车辆图示320，及所遮蔽的车辆33的虚拟车辆图示330及车辆34的虚拟车辆图示340。在本实施例中，各虚拟车辆图标上方还额外显示有对应该车辆的行驶速度标示，若系统预测的车辆行驶路线有改变，则进一步显示指示方向于画面上。此外，本实施例中的路况输出接口进一步包括一警示器，以便在即将发生路况问题时提供例如蜂鸣警示。
因此，车辆31的驾驶人可明确得知左前方的车辆图标340速度标示为零，表示车辆34已经静止不动，就不会选择向左方变换车道，而是选择减速或变换向右方车道，就此避免不必要的急煞或追撞，有效提升驾驶与乘客的安全性和舒适性，也让驾驶人的操作更方便。此外，指示路线42为车辆31邻近行驶道路的地理信息，当行驶方向的道路方向改变，画面中的指示路线42方向也会跟着改变，例如，若前方道路为左转弯的方向，指示路线42便会朝左边方向弯曲，提醒驾驶人准备左转。当然，本发明技术领域具有通常知识者也可以任意选择例如混合实境、虚拟现实、扩增实境等抬头显示器作为路况输出接口，均无碍于本发明实施。更进一步，当自动驾驶车辆技术更加进步而可靠时，本系统更可以提升自动驾驶车辆的安全操控性能。
第二较佳实施例
本发明外部坐标实时三维路况辅助系统的第二较佳实施例如图7所示，与前一实施例相同部分不再赘述，而仅就差异部分提出说明。本实施例中的外部坐标实时三维路况辅助系统是应用于交通管理，结合了交通信息传播、交通号志系统、交通违规警告与侦测的功能。区域51内设置有监控主机511、通讯装置513及4台动态影像撷取组件515，区域51中有3辆车辆52、53、54行驶；区域50内的监控主机501与其他装置的设置方式则与区域51相似，监控主机511和监控主机501分别与监控主机521互相联机，因此，整个大区域被构成一组路网，各监控主机则仅为路网中分布式的可运算单元。在本实施例中，由于监控主机分布较广，各监控主机本身就作为基地台而与各辅助装置无线联系，进行时序统整及动态信息输出。
由于监控主机间不断传输具有时戳标记的影像数据或者是经过运算分析后的动态信息、地理信息。使得道路上每一车辆即使跨越各监控主机的辖区，也将立即出现在相邻监控主机领域，一旦自动驾驶车辆或准自动驾驶车辆可合法上路，这套系统将可迅速承担导引指示的任务。此外，对于维护交通秩序及记录违规驾驶也有明确的标准和完整的记录。
请同时参阅图8，本实施例关于交通信息传播的系统流程图，监控主机511于步骤601接收各动态影像撷取组件515撷取的影像数据后，则进行步骤602的同步，使每一接收影像数据的时序相同，再于步骤603分析影像中每一车辆的信息以及移动轨迹，并于步骤604加入数据库的信息进行整合，接着在步骤605侦测系统中是否有车辆出现异常状况或处于警戒区域，若没有任何异常状况，则于步骤606发送一般路况给区域51内的车辆52、53、54。
若于步骤605侦测到系统中有车辆出现异常状况或处于警戒区域，则于步骤607判断应执行哪一种类的警报处理，例如车辆54即将穿越路口而到达警戒区域，但分析影像数据得知当时属于红灯状况，但车辆54并无合理减速或剎车迹象，无论是驾驶人心脏病发作、或是因路面遭油污沾染而使车轮丧失摩擦力，都会进行步骤608的一级警报处理，通知车辆54本身提醒应该尽快煞车，同时通知路口交错方向的邻近车辆52、53提高警觉，以避免交通事故发生，并进一步记录该车辆闯红灯违规，以及通知相关交通单位与医疗单位准备处理及救援。
另一方面，若上述车祸造成连环车祸，或者是因为天灾而有道路坍塌，或道路维修而大面积堵塞，使得路况大幅受阻，步骤607则判断应执行步骤609的二级警报处理，不仅进行交通管制或通知救护车前往救援，也建议即将进入区域51的车辆绕道。当然，前述警戒区域并不限于即将进入道路交叉路口，例如道路边线，或者是桥梁边线，都属于警戒区域，若有车辆超越该边线，将可能危急路旁行人、建筑物，或坠入河中，都属警报范围。
监控主机的数据库也可进一步将可行驶道路边界分成各种不同等级的边界，例如极度危险等级，若跨越会有严重后果，例如跌落桥梁外、山谷或车辆泡水；中度危险等级，若跨越会有车体损害或行驶失控的风险，如落入路旁农田或撞树；例如人行道或栅栏；低度危险等级，可在紧急状况下跨越，例如占用停车格或对向车道来回转。本实施例更可结合交通违规警告与侦测，当驾驶人于行驶路线红灯时穿越道路闯红灯或有其他违反交通规则的情况时，透过动态影像撷取组件可撷取违规行为的影像进行取缔或对该范围内的车辆发布警示通知。
本发明第二较佳实施例的路况输出接口仿真图如图9至11所示，由于各监控装置可以相互联系而进行信息整合，故监控装置所整合出的区域路况图如图9，是横跨数个街区的整体路况。本实施例中路况输出接口为一般平面的显示器，可以直接沿用如目前用来导航的触控屏幕装置，同样设置于车内驾驶人可视的位置。
在本实施例中，作为基地台的监控装置对各自辖区内的所有移动载具的辅助装置，都是输出例如图9的路况辅助信息，并且提供每一辅助装置其各自在该区域70中的位置，每一车辆上的辅助装置则自行依照各自所在位置及方向，撷取对应自己区块的路况，在自己的路况输出接口上显示邻近的路况，驾驶人亦可透过手动操作让所显示的涵盖范围变大或缩小，不仅可以透过如号志提示71清楚知道行驶路线的号志变化，也能得知周遭的交通状况，若发现远方路口已经交通壅塞，便可提前更改行驶路线。
依照上述，车辆72和车辆73显示器所呈现的画面分别如图10和图11所示，例如要排队进入一停车场的车辆72的显示器74，将可以看到前方排队车辆的情况；而车辆73的显示器75所显示的路况辅助信息，则显示前方路口的排队车流。且各辅助装置均可自行撷取对应方位及区块大小进行显示，并配合行驶方向进行转向，让驾驶人可迅速且直觉地得知路况。
综上所述，本发明所提供之移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置及该系统，能够实时而没有时差的提供路况辅助信息至每一移动载具，即使在传输过程中遭遇时差，由于彼此的时序已经同步化，任一控制器或处理装置均可自行进行外插运算，推知各移动载具的相对位置，显示出当时的路况。相较于习知的车载影像撷取系统，本发明对于固定路面与固定对象的影像不仅可有较佳视野，对于移动对象的辨识率因而提升，也不会受到通讯迟滞的影响，不需要重新连续辨识及移除；尤其藉由邻近的控制主机甚至远程的运算中心进行大量比对计算，完全不受辅助装置的运算能力限制，辨识和信息更新速度因而加快。
尤其是经由本发明的动态影像撷取组件和监控主机协同运作，可以实时提供远处车况及路况的相关信息给驾驶人或自动驾驶车作为行驶车辆的参考信息。除了提供路况辅助之外，本发明可进一步结合交通系统、违规取缔、停车场管理提供多方位的路况辅助信息，提高道路驾驶安全性以及便利性。此外，所谓移动载具亦可例释为航道中的船只等。

Claims (11)

1.一种外部坐标实时三维路况辅助系统，提供一个三维空间内路况的辅助信息到至少一个位于上述三维空间内的移动载具，其特征是，该系统包括：
复数个动态影像撷取组件，至少其中部分设置在高于上述移动载具的位置，每一前述动态影像撷取组件具有供至少撷取上述三维空间中一特定范围的路况影像的影像捕获设备，以及一时戳装置，供转换前述路况影像为具有一时戳标记的影像数据传输；
至少一供接收上述具有前述时戳标记影像数据的监控主机，前述监控主机至少具有一同步装置、一处理装置和一数据库，藉由前述同步装置同步化至少部分前述影像数据，前述数据库存有上述三维空间中至少部分区域内的固定物的地理信息，且前述数据库存有前述处理装置依照上述具有上述时戳标记的影像数据，而判定上述移动载具相对上述固定物相对位置的动态信息；
至少一设置于上述移动载具的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，该辅助装置具有与上述动态影像撷取组件和/或上述监控主机联机的一无线传输单元、供与前述无线传输单元共同运作输出一时序讯号的一时序单元、存有该三维空间内至少对应前述移动载具的前述地理信息的一记忆模块，以及共同显示前述地理信息和前述动态信息的一路况输出接口；
其中，前述处理装置经由所接收到上述时序单元的时序讯号和上述时戳标记的时间关联，产生一对应上述时序讯号且包括前述地理信息和前述动态信息的路况辅助信息至上述移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置。
2.如权利要求1所述的外部坐标实时三维路况辅助系统，其特征是，上述影像捕获设备是组装于上述三维空间的路灯和/或高空道路标示的位置。
3.如权利要求1所述的外部坐标实时三维路况辅助系统，其特征是，上述路况输出接口进一步包括一个当上述处理装置判定前述路况辅助信息产生一个超过一预订范围的变化时，发出一警示讯号的警示器。
4.如权利要求1所述的外部坐标实时三维路况辅助系统，其特征是，上述路况输出接口是一显示器。
5.如权利要求4所述的外部坐标实时三维路况辅助系统，其特征是，该显示器为一混合实境抬头显示器。
6.如权利要求1所述的外部坐标实时三维路况辅助系统，其特征是，进一步包括：一通讯装置，供上述动态影像撷取组件和/或上述监控主机与上述无线传输单元联机。
7.一种移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，是供设置于一移动载具上，并配合复数个动态影像撷取组件和至少一个监控主机，供接收一个三维空间内路况的辅助信息并加以显示，其特征是，前述复数个动态影像撷取组件，至少其中部分设置在高于上述移动载具的位置，每一前述动态影像撷取组件具有供至少撷取上述三维空间中一特定范围的路况影像的影像捕获设备，以及一时戳装置，供转换前述路况影像为具有一时戳标记的影像数据传输；以及前述至少一监控主机是供接收上述具有前述时戳标记的影像数据，前述监控主机至少具有一同步装置、一处理装置和一数据库，藉由前述同步装置同步化至少部分前述影像数据，前述数据库存有上述三维空间中至少部分区域内的固定物的地理信息，且前述数据库存有前述处理装置依照上述具有上述时戳标记的影像数据，而判定上述移动载具相对上述固定物相对位置的动态信息；该实时三维路况辅助装置包括：
一无线传输单元，无线连接上述动态影像撷取组件和/或上述监控主机；
一时序单元，供与前述无线传输单元共同运作输出一时序讯号；
一记忆模块，存有该三维空间内至少对应该移动载具的前述地理信息；以及
一路况输出接口，供共同显示前述地理信息和前述动态信息；
其中，前述处理装置经由所接收到上述时序单元的时序讯号和上述时戳标记的时间关联，产生一对应上述时序讯号且包括前述地理信息和前述动态信息的路况辅助信息至上述移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置。
8.如权利要求7所述的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，其特征是，上述路况输出接口进一步包括一个当上述处理装置判定前述路况辅助信息产生一个超过一预订范围的变化时，发出一警示讯号的警示器。
9.如权利要求7所述的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，其特征是，上述路况输出接口是一显示器。
10.如权利要求9所述的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，其特征是，该显示器为一混合实境抬头显示器。
11.如权利要求7所述的移动载具用外部坐标实时三维路况辅助装置，其特征是，进一步包括：一通讯装置，供上述动态影像撷取组件和/或上述监控主机与上述无线传输单元联机。
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