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智慧燈柱的新思維 雷達解決私隱顧慮

隆城聯合創辦人黃永基:雷達完全沒有私隱問題,只是蒐集物件種類、形態、速度、密度、行走方向,不會蒐集身份和特徵。

新科技速遞

智慧燈柱涉及數個不同部門,包括了路政署、運輸處、環保署,其中利用鏡頭監察路面的情況。智慧燈柱因多項私隱存在顧慮受關注,科技界人士呼籲政府考慮改用更保障私隱的科技。

雷達是其中一種可保障私隱的技術,可以用於統計路面情況,亦不會蒐集過量資料。以往,雷達用於軍事,後來廣泛用於汽車業。隨著雷達普及,也可用於消費行業。雷達可偵察物件的外形和大小,亦正試驗用於智慧燈柱。

智慧燈柱鏡頭,路政署可是傳回約320 x 240畫面,監察路面的交通情況。智慧燈柱收蒐天氣和空氣,也監察路面人流和車速,不過目前利用視像鏡頭和藍芽的技術,被指涉及私隱和蒐集過量數據,甚至關注智慧燈柱應用了無線射頻識別(RFID)技術,擔心可讀取智能身分證的資料,變相監控市民。

政府一再強調,智慧燈柱RFID不會蒐集數據,而且也不會與第三方分享數據;因應私隱關注,現階段只會啟動交通快拍、氣象資料及空氣數據,其餘監察非法棄置廢物全景攝影機、運輸署藍芽交通探測器、車牌收集功能暫不會啟動。

中文大學信息工程學系邢國良教授:以雷達輔助技術開發了分散式影像處理,以解決燈柱上分散系統結構、算力和頻寬不足,時延過長等難題。

智慧燈柱供電緊張

近期政治氣氛緊張,政府解說無助紓解市民顧慮。原來即使是現存的技術,也有不少技術難關。

不少燈柱夜間才會供電,日間供電只靠夜間的儲電。如果智慧燈柱上部署大量設備,須先解決耗能,否則就要大規模更新電力;其次是數據傳輸。短期內,智慧燈柱只能傳送截圖,5G普及之前,難有足夠頻寬去串流視像。

運輸署擬也利用藍芽技術,以統計車輛和行人移動訊息;通過掃描車輛和手機藍芽介面上,獨一無二MAC位址,就可辦識不同物件速度。智慧燈柱掃描藍芽介面,廣播到另一條燈柱,計算車輛和人流平均速度和密度。從道路蒐集數據,有助未來設計道路和流量。藍芽介面MAC位址也有機會暴露擁有者身份,如果用戶關上藍芽,更無法統計。

如上所述,運輸處押後了藍芽交通探測器的應用;如果政府只為蒐集路面數據、速度、流向等統計資料,視像鏡頭和藍芽也非唯一的技術選擇。智慧城市的初衷並非為監察市民。如果只是為了蒐集數據,監察鏡頭會造成不必要的誤會,也不合符成本效益。

一位熟悉智慧燈柱設計的工程師打趣:「網上流傳科學園內的燈柱,利用了商湯科技的人臉識別,科學園的燈柱供電不足,已經甚為棘手,如果要加上傳送影像,或者人臉識別等功能,可能要安裝發電機了。」

香港電訊示範利用雷達技術偵察的廁所,可以在廁所外監察內部的使用情況,不會存在私隱問題。

雷達保障私隱

隆城科技(King City)是科學園的初創,專門研究雷達應用不同場景,包括更低功耗的雷達,取代鏡頭的作用。近期鏡頭侵犯隱私的爭論,又賦予雷達應用新的意義。

隆城聯合創辦人黃永基就談到,某程度雷達可取代視像鏡頭,並解決智慧燈柱面對的困局。立法會議員莫乃光在趨勢科技CLOUDSEC Hong Kong 2019上,亦呼籲政府以雷達等技術,取代監察鏡頭,釋除市民的疑慮。

「雷達不單可以監察物件,可通過訓練AI模型,辨認出不同物件,例如是人類,甚至不同車輛種類,例如可能是私家車、巴士、貨櫃車等;運輸處即使不用鏡頭,也可從道路上蒐集足夠資訊。」黃永基說。

另一問題就涉及成本,部份燈柱只能在夜間供電,日間供電極不穩定。科學園其中一支智慧燈柱,利用了雷達偵察附近車輛違泊,以解決了供電問題。

黃永基說,鏡頭和AI運算的功耗過大,雷達可先決定燈柱附近範圍物件,是否違泊的車輛,再通知保安人員去跟進。他說,雷達也可輔助鏡頭,發現違泊拍照傳回。雷達辨認物件相當凖確,即使有人或手推車經過,也不會誤認。雷達另一優點是功耗低,訓練的模型不同GPU或FPGA,只要用微控制單元(MCU),就足以分析影像。

最後,雷達完全沒有私隱問題,只是蒐集物件種類、形態、速度、密度、行走方向,不會蒐集身份和特徵。

「如果車輛或行人沒啟動藍芽,就完全不知道物件存在。雖然雷達也會誤認,但誤差率不會比藍芽為大。」黃永基指出:「藍芽可從物件移動速度,判斷物件是行人或車輛,卻無法識別車輛種類和速度,或者是否正在堵塞,甚至有多少輛貨櫃車經過。」

即使鏡頭用於分析交通和自動駕駛,也有不少挑戰,包括時延和寬帶等問題。中文大學信息工程學邢國良教授,亦開發雷達輔助V2X設計,提出以雷達和鏡頭混合(Radar and Camera fusion)解決方案。雷達探測前方車輛,再向視像鏡頭說明物件,以減輕鏡頭運作負擔和提高凖確度,大大減少了探測物件的延遲度,減少燈柱V2X算力的消耗,為了節省燈柱上電力和算力,研究人員各出奇謀。

雷達在不少商場和行人路,亦正取代鏡頭。黃永基說,雷達可部署在不當眼之處,行人不會有被監視的感覺。「雷達正蒐集街上行人步行方向,店舖出入的人流,又不影響外觀。」

黃永基說,雷達解決不少地點私隱問題,包括了廁所和更衣室使用率。本港商場和公共場所廁格,測試以雷達偵察使用率,從廁所外顯示板,就知道佔用的情況。隆城科技的動作感應及人數統計雷達傳感器,有助檢測廁所/酒店/老人中心的事故,不收集任何用於運動檢測的圖像,用戶隱私可得到高度保護。

「理論上,紅外線也可解決偵察廁格,解決使用率私隱問題。不過,紅外線發射器外露,被誤以為鏡頭,鬧出不少笑話。」雷達射頻則安裝在天花板以上隱藏,不會被用戶看到。

雷達以「多普勒」(Doppler)效應,偵測移動物件的距離和速度。警方就是以多普勒原理來偵察超速。雷達亦可用FMCW(frequency-modulated continuous wave)效應,偵察到靜態的物件,靜態物件亦可以找到。

「雷達可部署在密封空間和後樓梯,以偵察是否有人棄置物件。雷達甚至會用在未來的手機上,以手勢識別來控制手機,例如Infineon開發出XENSIV 60 GHz radar MMIC,可以用來作為人機的介面。」

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