车外环境的侦测固然重要,但车内的状况,尤其是驾驶者的状态也是行车安全,甚至是整体道路安全的关键所在。因此,针对驾驶者的注意力与其生理资讯的监控和分析也是目前先进驾驶辅助系统的一环。
欧盟新车安全评鉴协会(Euro NCAP)是专为欧洲联盟地区所实施的汽车安全撞击测试的评鉴组织,其先进安全评鉴内已包含注意力辅助(Attention Assist)的项目,目前欧洲的高级车款中,如宾士、BMW和奥迪(Audi)的高阶车款都已可选备这项功能。
此外,世界卫生组织也出具报告指出,分心的驾驶已成为道路安全的危害之一,尤其是驾驶中使用手机的情况。世卫更指明,使用手机的驾驶比不用手机的驾驶员增加约4倍的碰撞危险,由于使用手机使驾驶员反应变慢,难以保持在正确车道内行驶,也难以保持正确的跟车距离。
驾驶注意力辅助
目前的驾驶注意力辅助系统多属于驾驶资讯系统的一部分,也就是当系统侦测到异常状态时会发出提示讯息,以提醒驾驶者注意,并不会主动介入车辆的运行。
而此一功能的达成,则是依赖一整套的资讯与感测器系统的结合。其基本的原理便是透过数十个感测器进行如:方向盘转动、车速、行车轨迹、加减速状态与行车间距的资讯搜集,然后搭配可自我学习的运算法来判断驾驶的注意力是否出现异常,若系统判断驾驶可能有打瞌睡(thrownness)的情况,便会在资讯显示画面上弹出提醒视窗,以提醒驾驶进行适度的休息。
根据Audi的资料,其注意力辅助可藉由各种感测器分析驾驶人行为,例如系统会记录转向动作及开关/踏板的作动状况,并与驾驶人平时的行为模式做比较,若有异常状态,便会发出警告。
宾士车厂也采用类似的架构,但会更广泛的针对车辆的行进轨迹进行分析,例如车道的偏移、行车间距的不一致等,综合来进行注意力状态的判断,并在时速超过60公里时自动启用。此外,宾士也更强调系统的智慧学习能力,可透过长时间的纪录与学习,做出更精确与即时的判断。
驾驶状态监控系统
驾驶状态监控则是更先进、更主动的技术应用,但目前仍未成为主流的汽车配备。
不同于注意力辅助系统,驾驶状态监控则是在驾驶舱内另外设置专用的感测器系统,包含监视镜头、红外线LED光电感测器、电极式温湿度sensor和空气侦测器等,并增加能针对眼球轨迹和驾驶脸部动态的辨识与分析软体系统,其中人脸侦测与脸部特征辨识演算法、驾驶状态分析演算法是最关键的技术。
而驾驶状态监控可分为两大应用,一个是针对驾驶的异常或不当行为进行警示;另一个则是针对驾驶的身心状态(心跳、血压等健康状态)进行反应。
台湾的车辆研究中心(ARTC)长期针对驾驶状态监控技术进行研发,目前已提出一系列的概念设计。
根据ARTC的研究成果,其驾驶行为侦测技术是透过车舱内的镜头与红外线光源装置,撷取驾驶面部影像,并进行辨识脸部视觉方向的驾驶视野分析,估算驾驶者头部(左、右)偏摆量,进而分析驾驶者的分心程度,当超越警示值时,则发出警示。而其判断的异常行为可包含:使用手机和抽烟等状态。
至于驾驶生理状态监控,ARTC则是将光学式生理感测模组与车辆进行连结,利用把感测器安装在方向盘上来侦测驾驶的生理数据,再透过ECU的运算,可即时监控驾驶者的生理状态(如心跳和血氧等),能在驾驶者发生生理异常前提供
警示,若结合车联网的功能,则可进一步达到即时救护的目标。
驾驶酒精侦测
此外,有鉴于酒精对于道路安全所造成的严重危害,目前已有国家开始研拟在汽车内加装酒精侦测系统,透过气体感测器来侦测驾驶的酒精含量,一旦超过法定标准,汽车就无法发动。
其中美国是最积极发展此一系统的国家,其国家公路安全管理局(NHTSA)已联合多家汽车制造商进行研发所谓的驾驶安全酒精检测系统(Driver Alcohol Detection System for Safety;DADSS),预计未来5年至8年内将投入临场使用。
DADSS采用呼气式(breath-based)及触摸式(touched-based)两种形式,呼气式是将酒测器安装在方向盘或车门上,以侦测驾驶呼出的气体;接触式则是安装在汽车启动键或排档杆上,系统会透过扫描血液中的酒精浓度,来判定驾驶的生理状况是否合乎安全规定。