淺議車聯網下的防疲勞駕駛技術發展趨勢
[ 導讀 ] 當前汽車技術的發展,新能源汽車和車聯網技術的普及應用是兩大發展趨勢。據國家統計局《國民經濟和社會發展統計公報》數據,2012年我國汽車保有量超過1.2億輛,我國當前每年新車銷量約2000萬輛。
車聯網是提升道路安全水平的有效途徑
中國的車聯網概念提出較早,雖然技術發展與歐美相比有一定差距,但是隨著政府、車輛廠商以及用戶對車輛安全以及車輛易用性的重視,正有迎頭趕上的趨勢。各大廠商在車聯網方面的投資逐年快速增加。近年,幾起惡性交通事故,導致了政府加速了對“兩客一危”車輛的監控力度,自2011年起運輸企業必須要按照《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》要求,必須為“兩客一危”車輛安裝符合《道路運輸車輛衛星定位系統車載終端技術要求》,目前聯網上線車輛總數約有230萬輛。
防疲勞駕駛技術彌補了車聯網安全技術短板
車聯網技術體系主要包括:汽車感知技術、汽車無線通信技術、電子地圖與定位技術、車載物聯網終端技術、智能控制技術、視頻監控技術、3G網絡技術等配合實現[3],確保車輛的安全行駛,提高管理和運營水平。
在車聯網領域,目前國內已經有多種手段來監控車輛,但是卻沒有較好的技術手段來監控駕駛員疲勞狀態。當前常用的手段是定時得給駕駛員拍攝快照,然后傳輸到監控平臺上。這種方法對監控人員的責任心和體力都有很高要求,且預防疲勞效率低。市場上急需一種既能夠記錄駕駛員駕駛行為,又能夠自動識別其疲勞程度,并在發出警告的同時能夠和車載終端通信的產品,從而補充完善現有車聯網技術的不足,全面充分保障駕駛員、乘客的生命及財產安全。
防疲勞駕駛產品分類及特點
國外現有的防疲勞駕駛技術在分類方法上,有多種分類維度。按觸發疲勞預警方式分,可分為被動疲勞預警和主動疲勞預警兩類。前者需要司機每隔一段時間和系統進行交互,以證明自己仍處于清醒狀態,具體的應用例如防瞌睡方向盤,如果司機超過了設定時間,沒有觸碰方向盤上的按鈕,則系統就會發出報警。后者無需司機采用被動方式向系統輸入信號,系統就可以采用光學或無線電等信號,主動獲取司機信息,用于司機疲勞程度判斷。
從另一個分類維度,接觸性,防疲勞駕駛技術又可分為穿戴型和非穿戴型兩類。前者顯而易見,需要司機佩戴某個裝置。例如耳掛式防瞌睡器,司機佩戴后,當發現司機點頭動作時發出警報;又如防瞌睡帽子,通過檢測司機腦電波來判斷司機是否瞌睡;還有防瞌睡眼鏡,在眼鏡框上裝有直接照射人眼睛的紅外光源和紅外傳感器,用于檢測司機眨眼動作等。佩戴型設備在商用車應用方面具有多個缺陷,設備佩戴的舒適性未必每個司機都接受,設備如何保證不丟失也是管理難題,最后設備長時間工作,勢必需要車上電源為其供電,如果拋開無線供電方式是否適合應用與穿戴設備,那么諸多線纜勢必影響到商用車司機正常的駕駛行為。
非穿戴型設備可以克服穿戴型設備的以上缺點,但是由于系統和司機存在空間上的距離,以及有可能的遮擋,導致采集到的信號勢必會衰減,并引入噪聲。因此諸多公司將研究重點放在如何消除此類干擾。這些公司中既有國外知名汽車電子零部件廠商,如Bosch,Delphi,電裝等公司外。也有其它專業從事駕駛員疲勞檢測和計算視覺分析的公司,例如國內的徑衛視覺科技有限公司,澳大利亞的SeeingMachines公司,瑞典的SmartEye公司。
另外部分非穿戴型設備采集的是間接反映駕駛行為的信號,依此來推斷司機是否疲勞,這種間接信號也含有大量的噪聲,對于群體行為,這類噪聲可以通過技術手段被去除,而對于司機個體來說,噪聲和個體特征是很難被區分的,因此這類系統與生俱來的具有缺陷。
防疲勞駕駛技術現狀及趨勢
在科技發達的美國,對于防疲勞駕駛技術也仍處于持續發展階段。2012年12月年美國交通部發布了一份駕駛員疲勞監控系統開發與評估的研究報告,該報該旨在通過一個疲勞監控原型機,以提供展示一個疲勞監控系統所需實現的最基本需求,指導疲勞監控系統的設計和開發者需要考慮的功能要素。該報告還展示了疲勞監控系統評估的方法。據徑衛視覺科技有限公司的工程師介紹,該評估方法已經在其公司產品開發測試流程中被采用。相信這一份報告的出現,有利于該技術的統一標準的出現,也會加深市場對疲勞監控產品的認識度。
我國政府對疲勞駕駛的重視程度,從自2010年以來各部委密集發布的監管通知和法律條例上即可看出,但是每年疲勞駕駛導致的惡性交通事故仍然不斷。這與中國物流業自身監管力度有關,當然也與該行業公司的生存壓力有關,在短時間內,商用汽車的疲勞駕駛行為很難得到徹底改變。當然這也不只是中國獨有的問題。
推廣應用面臨的問題
防疲勞駕駛系統在國內運輸行業已經出現了小批量的應用,但是存在如下一些問題:
1)標準缺失。由于國家沒有對防疲勞駕駛系統有一個統一的標準,應此各種所謂的防疲勞駕駛設備充斥市場,部分設備較差的用戶體驗,使得車隊管理方和司機都出現了反感,反而不利于此項技術的推廣。
2)報警間隔的不科學性。目前國內行駛記錄儀或車聯網終端上采用的4小時定時報警的防疲勞駕駛方法過于簡陋;且更具美國交通部2002年的研究表明,在接受調查的疲勞駕駛事件中,30%發生在持續駕駛不到1小時之內,發生在3小時之內的疲勞時間占到73%,而連續駕駛6小時以上的疲勞駕駛事件只占17%。對這一出乎意料的結果,筆者的解釋是,造成疲勞駕駛的情景主要有2種,一種是司機在已經非常疲勞的狀態下,由于外部影響,不得不駕車,從而導致疲勞駕車;另一種情景是司機持續開車過久,導致疲勞駕駛。雖然國內情況和駕駛習慣與美國有諸多不同,但是這充分說明4小時計時方法存在不科學的嫌疑。
3)認識誤區。由于國內運輸行業工作強度之大,筆者走訪各大運輸集團,遇到的司機均表示自己時常處于疲勞駕駛狀態,因此司機們認為疲勞監控功能的設備會將其疲勞駕駛行為告知管理者,導致罰款等,因此產生逆反心理。
4)價位高。國內部分進口工程車輛上裝備了進口的疲勞監控設備,但是售價之高可謂令人乍舌,一套設備的價格堪比一輛小轎車,這顯然也不利于普通運輸車輛使用。
防疲勞駕駛技術發展空間巨大
目前,國內外利用多種技術實現了疲勞預警產品,但最具潛力,最具實用化的莫過于基于圖像分析技術的疲勞預警產品,通過分析面部細微特征,結合駕駛行為分析及道路場景分析,對可能處于疲勞狀態的駕駛員實現多種方式的預警提醒,并且結合車聯網技術,將駕駛員疲勞事件及其他異常事件推送到監控管理中心。在多種監控管理機制配合下,該系統可有效減少交通事故的發生。
徑衛視覺作為國內疲勞預警產品的創新企業,在2013第十五屆上海工業博覽會上,憑借其全新的駕駛員注意力輔助產品,獲得了眾多與會人員的關注并一舉奪得了優秀展品獎的殊榮。該產品克服了多種技術難題,整合了疲勞預警與車道偏離告警技術,并可完美融入現有的車聯網系統,彌補了現有車聯網監控的不足。
防疲勞技術的研究,對于預防由疲勞駕駛引起的交通事故有重要意義,其應用前景廣闊。中國交通部于2013年12月9日專家評審通過了《道路運輸車輛衛星定位系統車載視頻終端標準》,明確了基于圖像識別的疲勞預警技術手段和基本指標,可以預見在未來很長一段時間內,疲勞預警都將是汽車安全技術領域的一個熱點。
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