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困倦檢測技術:不放過一個瞌睡的瞬間

2014年01月29日16:38    

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由“瞌睡”引發的悲慘交通事故接連不斷。2012年4月日本發生的一起慘痛的交通事故至今仍令人記憶猶新,一輛載有旅客的觀光巴士在關越機動車道上撞上隔音壁,造成7名乘客死亡。

現場未發現剎車痕跡和滑行擦痕,警察宣布這起事故是由打盹駕駛引起的。據推測汽車當時以90km/h以上的時速撞上了側壁。2011年2月,在愛知縣的東名機動車道上,因被打盹駕駛的卡車追尾,導致母女3人死亡。4個月后,在名神機動車道上發生了5輛車起火、2人死亡的重大事故,據引發事故的汽車駕駛員供述:“在那一瞬間,打了個盹兒”。

在困倦駕駛造成的交通事故中,大多是根本未減速的碰撞及車輛脫離車道撞到行人的悲慘事故。像長途卡車這種24小時連續駕駛而引起的交通事故大多是由打瞌睡而引起的。

據日本警察廳統計,日本交通事故造成的死亡人數每年都在減少,1970年最高時為1萬6765人,2013年為4373人,隻有最高時的1/4。但從具體原因來看,由超速等危險駕駛造成的交通事故大幅減少,但未仔細確認、漫不經心、困倦駕駛等人為失誤造成的事故數量並未減少。估計很多駕駛員都有過在旅行歸途及探親途中因單調的駕駛而犯困的經歷。

防止在駕駛過程中打瞌睡的技術終於實現了。圖為富士通研究所開發的耳夾式“困倦檢測傳感器”。已在2013年的“CEATEC JAPAN”上展出。當檢測到駕駛員困倦時,向智能手機發出警告。

今后要進一步減少交通事故,事前掌握駕駛員的疲勞、瞌睡等狀態無疑是非常有效的。因此,各車企紛紛著手開發困倦檢測技術。如果有了這種技術,不僅可以有效防止交通事故,對社會也有巨大的積極作用。通過提前檢測駕駛員的困倦從而察覺危險來防止事故的技術從很早以前就一直在研究,如今隨著技術的進步,終於要變成現實了。

困倦檢測的第一步是檢測表明駕駛員困倦增強的特征性動作和人體信號。因此,必須定義困倦的征兆。現在,一般作為困倦征兆使用的指標大致有三個:第一是包括睜開方式及瞳孔大小在內的眼睛的轉動和狀態,第二是腦波變化,第三是心率變化。

利用圖像識別檢測困倦的技術已進入實用階段

其中,已開始實用化的是檢測眼睛轉動和狀態的技術。檢測困倦的最大難度是在不給駕駛員造成負擔的前提下掌握駕駛員的困倦狀況。也就是說,要在不給駕駛員佩戴任何傳感器、不限制駕駛員動作和服裝的前提下,准確檢測出駕駛員的狀態。

檢測眼睛轉動和狀態的方法是目前最不給駕駛員造成負擔的。具體就是利用安在駕駛員前方的攝像頭來捕捉眼睛的轉動和狀態。如果從該圖像可以檢測出困倦時發生的特征性動作,便可以向駕駛員發出警告。

這種方法的關鍵是從圖像中找出眼睛的轉動和狀態的圖像識別。最近幾年,圖像識別技術的進步顯著。數碼相機中也有配備面部識別及檢測閉眼照片功能的產品。

這種方法面臨的課題是要應對周圍環境的變化。比如,需要能在有無眼鏡、有無墨鏡、光線少的夜晚、日光強烈的狀態、紅外線強的傍晚等很多不同環境下使用的識別技術。這需要開發企業的技術積累。

已有汽車配備了這種技術。其中,備受關注的領先企業是澳大利亞Seeing Machine公司。該公司的技術已被美國卡特彼勒公司(Caterpillar)用在礦山用卡車上。礦山一般是24小時不間斷作業。夜間工作的駕駛員發生事故的情況嚴重,因此Caterpillar公司作為困倦檢測技術採用了該系統。Seeing Machine公司的困倦檢測技術還被很多其他汽車廠商採用。

Seeing Machine公司的技術的特點是即使戴著眼鏡和墨鏡,不管是早上還是夜間駕駛時,都能檢測出困倦。該系統將閉眼時間稍長的狀態作為困倦信號檢出,利用設在駕駛席座椅上的警報器提醒駕駛員。除困倦檢測功能外,還配備有掌握視線脫離前方的頻率以檢測出駕駛員注意力下降的功能,以及檢測出駕駛員在駕駛過程中撥打手機的功能等。

如上所述,利用圖像識別檢測困倦的技術隻用車載攝像頭來捕捉特征,因此優點是給駕駛員造成的負擔小。但是,有不少人指出困倦表現為眼睛轉動的現象時已處於“微睡”狀態,即使警告也已經晚了。要想及早准確地檢測出困倦,捕捉人體信號的方法可能更為有效。

 

(責編:值班編輯、庄紅韜)

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