新系统实时分析摄像头数据 不仅探测乘员面部特征还可识别姿势

驾驶员是累了还是睡着了？车内的摄像头都可以监控到，特别是在自动驾驶车辆中，车内摄像头不仅很重要，而且法律规定必须安装。据外媒报道，德国弗劳恩霍夫光电、系统技术及图像处理研究所（Fraunhofer Institute for Optronics, System Technologies and Image Exploitation，IOSB）是全球首个能够利用图像数据得出有关驾驶员活动情况的结论，并分析驾驶员能够以多快的速度控制车辆。

不仅探测身体姿势，还可探测活动情况（图片来源：IOSB）

在自动驾驶中，车辆需要决定自己的行为，是转向，还是刹车，还是加速。不过，在车辆完全不需要驾驶员之前，半自动驾驶汽车只会向驾驶员提供一些帮助，让驾驶员有更大的自由度。在半自动驾驶汽车中，如果在高速公路的施工区域或者从高速公路转向城市街道，仍然需要将车辆控制权移交给驾驶员。因此，车辆必须具备两种程度的智能：1、必须能够理解交通状况；2、必须能够监控车内情况，并与驾驶员互动。驾驶员在干什么呢？驾驶员能够以多快的速度控制车辆呢？虽然现在已经出现了驾驶员监控系统，但是此类系统几乎没有采用任何摄像头图像数据，主要也只能探测驾驶员的疲劳状况。

人工智能技术探测驾驶员正在干什么

IOSB的研究人员正在关注驾驶员与车辆之间的互动情况，并努力弥合之间的鸿沟。研究小组主管Michael Voit表示：“我们的技术不仅能够识别面部特征，还能够识别驾驶员和乘客的当前姿势。然后，我们能够从此类姿势确定驾驶员和乘客正在干什么。”

该研究的核心是机器学习算法和过程，如人工智能（AI）。算法实时分析摄像头数据，以确定驾驶员是在打电话、与孩子玩耍还是在看乘客的手机。因此，IOSB技术超越了图像识别技术，还能够根据具体情境解读各种活动。首先，研究人员对该系统进行了训练，手动标注了大量的摄像头照片：人们的手、脚和肩膀在哪里？手机、书或者其他物体位于哪里？然后，研究人员利用新图像评估了算法，并校正或验证结果。

该系统提取驾驶员或乘客的图像，以形成一个数字骨架，一种重现人类身体姿势的简笔画。因此，其可以利用骨骼移动，在识别出来的物体的辅助下，推断出驾驶员和乘客的活动。Voit解释道：“因此，算法可以识别是否有人在睡觉还是在看着道路，这人分心情况如何，需要多久才能重新关注道路。”该系统既支持传统视频摄像头，也支持能够在黑暗中看到东西的红外摄像头，以及能够测量物体与摄像头距离的3D摄像头。此外，该系统还让设计师能够自由在车内安装摄像头。

驾驶模拟器（图片来源：IOSB）

研究人员一直都在众多研究项目中，研究与汽车内部活动探测相关的问题，还与奥迪、大众等知名汽车制造商以及博世、大陆等汽车供应商合作。此类项目还得到了德国联邦教育与研究部（BMBF）、德国联邦经济事务与能源部（BMWi）或德国联邦交通与数字基础设施部（BMVI）的支持。Voit证实：“我们不仅能够探测驾驶员的活动，还能够探测车内前座以及后座所有乘客的活动。该技术已经可以进行试生产，我们也正在与想要采用我们技术的公司接触。我们研发采用的是自己的驾驶模拟器，而行业客户可以从此类研发项目中获益。模拟交通状况是收集相关驾驶和行为数据的基础，此外，该模拟器配备的各种传感器技术意味着其能够研究所有乘客的行为。”

数据保护是当务之急

就数据保护和安全而言，研究人员一开始就把其当作重中之重。IOSB高级科学家Pascal Birnstill表示：“摄像头数据是实时进行分析的，不会保持下来，也不会发送至车外，也不需要个性化的模式，所以也不会收集个人数据。”因此，该技术从研发之初就尊重隐私，符合欧盟严格的法规以及高水平的数据保护意识。

应用广泛，甚至不止于活动探测

欧盟的一项新规定强调了活动探测的重要性，无论车辆自动化程度如何，配备自动驾驶技术的车辆都必须安装驾驶员监控技术。采用IOSB技术，汽车制造商不仅可以满足该要求，还能够实现各种有关自动驾驶的愿景。例如：用于汽车与人之间交流的语音识别正迅速接近发展极限，“在这停下”的语音命令本身没有意义，但是结合身体姿势识别和活动探测，该系统能够确定当前用户正在指着哪个停车位。此外，该系统还有助于解决无人驾驶汽车的安全问题。虽然现在仍然是驾驶员的责任，去确保所有乘员遵守安全规定，系好安全带，但是很快会变成无人驾驶汽车的工作，如自动驾驶出租车或公交车。