//Logo Image
「世大智科/天才家居」-我們創業囉
PDF Version
作者:徐業良(2017-04-08);推薦:徐業良(2017-04-08)
附註:本文發表於汽車購買指南雜誌,2017年五月號,史丹福專欄。

您累了嗎?談疲勞駕駛監測系統

「北市交通局斥資500萬元在50輛公車建置先進駕駛輔助系統,運用影像偵測司機臉部,當出現打瞌睡、使用手機等不良行為,或前後方有車輛和行人接近,系統就會主動發出警鳴聲提醒駕駛,預計下半年上路。」

「公車內監視器會偵測司機臉部變化,如果司機一直眨眼或使用手機,系統就會發出警鳴聲提醒司機,若車輛有急煞車、猛起步狀況,所有畫面都會傳回公司的控制中心,做為考核司機項目。」(中時電子報,20170407日)

前一陣子國內遊覽車重大事故頻傳,遊覽車司機是否工時過長造成過勞,廣泛受到關切。其實不只是遊覽車、公車司機,您自己開車是否有時也感到精神不濟?

年輕時在美國當留學生,開車出遊常常一開五六個小時也不覺得疲憊,現在可能真的上了年紀,台北台中兩小時車程都撐得頗為辛苦;每天上下班往返台北中壢也都要開上一小時車,特別是下班時間累了一天特別容易瞌睡蟲上身,經常開車開到恍神,瞬間醒過來自己也嚇一大跳,還真的挺危險的。

這種開車因為疲憊「恍神」的現象,有一個比較專業的術語叫作「微睡眠(micro sleep)」,指的是很短暫時間的無意識瞌睡,有時眼睛甚至還是張開著!

疲勞駕駛(drowsy driving)對交通安全風險其實不低於酒醉駕駛(drunk driving),美國國家高速公路交通安全局(National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA)的統計數字,美國2015年因疲勞駕駛造成了824人死亡;歐盟的統計數字中,8.3%車禍是由疲勞駕駛所造成的,致命車禍則有20%35%的是由疲勞駕駛造成。不過猜想真實的疲勞駕駛比例一定比官方統計數字更高,因為疲勞駕駛沒有辦法用類似「酒測」的方式量測,肇禍駕駛人一般不會主動承認自己有疲勞駕駛。

疲勞駕駛的原因很多,最基本的原因當然是駕駛人睡眠或休息不足,但也有可能是駕駛人有睡眠疾病、受到藥物或酒精影響、或者因為值夜班工作導致生理時鐘失調。疲勞駕駛讓駕駛人難以集中注意力、對緊急路況反應時間減慢、也影響駕駛人作出正確決策的能力。

疲勞駕駛的駕駛人有一些「典型」的行為模式,像是頻繁眨眼或打呵欠、突然不知目前身在何處、錯過高速公路交流道、不斷在車道上飄移甚至跨越車道等等,汽車上偵測疲勞駕駛的設備,也便是針對這些典型行為模式來作偵測。

許多車廠都已推出汽車上偵測疲勞駕駛的設備,這類設備偵測疲勞駕駛通常有幾種不同方式。早在2007年,富豪車廠便推出了一套叫作“Driver Alert Control”的安全系統,主要在監測車子本身的動作是否方向飄移、是否正常維持在車道內行駛等等;來判定車子是否受到控制的狀況下行駛,如果判定駕駛人有疲勞駕駛的風險,系統會發出警示聲提醒駕駛人。Mercedes-Benz也早在2009年便推出一套“Attention Assist”系統,駕駛人一坐上駕駛座開車,這套系統便開始對駕駛人清醒時(坐上駕駛座前20分鐘)的駕駛行為建立一套模式,作為後續比對的基準,主要是透過方向盤內的感測器偵測駕駛人操作方向盤的動作。Mercedes-Benz內部研究顯示,駕駛人疲勞時操作方向盤的動作模式會有異常,主要特徵是會有許多車子方向漂移後迅速修正的小動作;偵測到駕駛人出現不正常的操作方向盤動作模式,儀表板上的顯示幕便會出現一個咖啡杯符號,提醒駕駛者注意安全。奧迪車廠的“Rest recommendation system”也是使用類似的技術,但是除了方向盤動作外,奧迪的系統同時也偵測駕駛人操作油門和排檔桿的動作;如果系統偵測到駕駛操作模式改變,便會發出視覺、聽覺警示,通知駕駛人該休息了。

另一種偵測疲勞駕駛的方式不是偵測車子,而是偵測駕駛人,利用方向盤上方的紅外線攝影機持續監測駕駛人眼睛是否經常眨眼、臉部注視方向是否朝車道方向,搭配車子是否偏移車道等偵測,判讀駕駛人是否有疲勞駕駛的狀況,前面提到台北市交通局規劃建置的「先進駕駛輔助系統」,應該就是屬於這個類型。

前面這些偵測疲勞駕駛的方式,都是從駕駛人外在行為的改變來判讀,更直接的方式則是測量駕駛人的生理訊號,主要是心率和呼吸-進入睡眠狀態時心率與呼吸都會逐漸減緩-作為判讀駕駛人是否疲勞、瞌睡的指標。駕駛人繫上安全帶時,安全帶剛好會跨過左胸,因此安全帶是個絕佳的位置安裝感測器測量駕駛人心率;呼吸感測器則可裝置在座椅椅背上,感測胸腔擴張動作來量測呼吸頻率。一旦系統發現駕駛的心跳與呼吸開始緩慢了下來,便表示駕駛快要睡著了,這時系統就會震動座椅,企圖把駕駛給搖醒。德國的Bosch也正在開發一套最新的系統,綜合應用攝影機監測駕駛人頭部、眼睛、身體的動作,應用感測器監測駕駛人心率、呼吸、甚至體溫等生理訊號,可以更精確判斷駕駛人是否有疲勞駕駛的狀況。

不過下一個問題是,偵測到駕駛人有疲勞駕駛的狀況,接下來該要怎麼辦?說實在的,開車開到快睡著,其實不太需要系統偵測,駕駛人自己最清楚,但是要怎麼讓自己清醒呢?畢竟在儀表板上顯示一杯咖啡的圖案,不會真的有提神的效果,系統嗶嗶叫或震動座椅,也不保證駕駛人被喚醒之後不會又立刻睡回去

我的作法是打個電話給老婆或女兒(當然是用免持聽筒的方式),聊個幾分鐘,就比較不瞌睡了。

比較合理的科技解答是,啟動自動駕駛。在感測到駕駛人有疲勞駕駛的狀況時,不是完全自動駕駛,但至少能夠安全地把車子自動駕駛道路邊,安全地停下來。「車聯網」的技術也有可能派上用場,系統監測到駕駛人有疲勞駕駛的狀況時,也將這個狀況警示給周邊車輛,能夠及時採取必要閃避操作。

奧迪、MercedesTesla等車廠的晶片供應商Nvidia正在發展一個人工智慧系統,叫作「副駕駛(Co-Pilot)」,能夠學習駕駛人的行為,包括前面提到身體姿勢、頭的位置、眨眼頻率、面部表情、方向盤動作等等指標,如果覺察到駕駛人操作行為有異常,便會警示駕駛人,甚至由「副駕駛」接手,自動駕駛到安全地點停車。

但是對於這個「自動駕駛接手」的概念,大家反而普遍不看好,不是技術上的原因,反而是駕駛人的心理因素。

如果是您被汽車的系統發現有疲勞駕駛狀況,您會乖乖地被自動駕駛到路邊休息嗎?

一般駕駛人一定會本能地抗拒,堅持自己根本不累、還可以繼續開,覺得沒多久就要到家了,為何要在路邊休息

談了那麼多,也許最後的結論是,駕駛人是不是疲勞駕駛,實在不需要高科技系統來偵測,自己就最清楚了;察覺駕駛人有疲勞駕駛的狀況,解決的方式也不需要甚麼高科技-把車子停下來,休息片刻。