车联网下的防疲劳驾驶技术发展趋势

    当前汽车技术的发展，新能源汽车和车联网技术的普及应用是两大发展趋势。据国家统计局《国民经济和社会发展统计公报》数据，2012年我国汽车保有量超过1.2亿辆，我国当前每年新车销量约2000万辆。而搭载车联网系统的车型则将从现在的高端车型产品向普通车型普及。根据国内分析机构预计，到2015年中国车联网用户的渗透率有望突破10%的临界值，届时中国车联网的市场规模将超过1500亿元。

　　车联网是提升道路安全水平的有效途径

　　中国的车联网概念提出较早，虽然技术发展与欧美相比有一定差距，但是随着政府、车辆厂商以及用户对车辆安全以及车辆易用性的重视，正有迎头赶上的趋势。各大厂商在车联网方面的投资逐年快速增加。近年，几起恶性交通事故，导致了政府加速了对“两客一危”车辆的监控力度，自2011年起运输企业必须要按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》要求，必须为“两客一危”车辆安装符合《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》，目前联网上线车辆总数约有230万辆。

　　防疲劳驾驶技术弥补了车联网安全技术短板

　　车联网技术体系主要包括：汽车感知技术、汽车无线通信技术、电子地图与定位技术、车载物联网终端技术、智能控制技术、视频监控技术、3G网络技术等配合实现[3]，确保车辆的安全行驶，提高管理和运营水平。

　　在车联网领域，目前国内已经有多种手段来监控车辆，但是却没有较好的技术手段来监控驾驶员疲劳状态。当前常用的手段是定时得给驾驶员拍摄快照，然后传输到监控平台上。这种方法对监控人员的责任心和体力都有很高要求，且预防疲劳效率低。市场上急需一种既能够记录驾驶员驾驶行为，又能够自动识别其疲劳程度，并在发出警告的同时能够和车载终端通信的产品，从而补充完善现有车联网技术的不足，全面充分保障驾驶员、乘客的生命及财产安全。

　　防疲劳驾驶产品分类及特点

　　国外现有的防疲劳驾驶技术在分类方法上，有多种分类维度。按触发疲劳预警方式分，可分为被动疲劳预警和主动疲劳预警两类。前者需要司机每隔一段时间和系统进行交互，以证明自己仍处于清醒状态，具体的应用例如防瞌睡方向盘，如果司机超过了设定时间，没有触碰方向盘上的按钮，则系统就会发出报警。后者无需司机采用被动方式向系统输入信号，系统就可以采用光学或无线电等信号，主动获取司机信息，用于司机疲劳程度判断。

    从另一个分类维度，接触性，防疲劳驾驶技术又可分为穿戴型和非穿戴型两类。前者显而易见，需要司机佩戴某个装置。例如耳挂式防瞌睡器，司机佩戴后，当发现司机点头动作时发出警报；又如防瞌睡帽子，通过检测司机脑电波来判断司机是否瞌睡；还有防瞌睡眼镜，在眼镜框上装有直接照射人眼睛的红外光源和红外传感器，用于检测司机眨眼动作等。佩戴型设备在商用车应用方面具有多个缺陷，设备佩戴的舒适性未必每个司机都接受，设备如何保证不丢失也是管理难题，最后设备长时间工作，势必需要车上电源为其供电，如果抛开无线供电方式是否适合应用与穿戴设备，那么诸多线缆势必影响到商用车司机正常的驾驶行为。

　　非穿戴型设备可以克服穿戴型设备的以上缺点，但是由于系统和司机存在空间上的距离，以及有可能的遮挡，导致采集到的信号势必会衰减，并引入噪声。因此诸多公司将研究重点放在如何消除此类干扰。这些公司中既有国外知名汽车电子零部件厂商，如Bosch，Delphi，电装等公司外。也有其它专业从事驾驶员疲劳检测和计算视觉分析的公司，例如国内的径卫视觉科技有限公司，澳大利亚的SeeingMachines公司，瑞典的SmartEye公司。

　　另外部分非穿戴型设备采集的是间接反映驾驶行为的信号，依此来推断司机是否疲劳，这种间接信号也含有大量的噪声，对于群体行为，这类噪声可以通过技术手段被去除，而对于司机个体来说，噪声和个体特征是很难被区分的，因此这类系统与生俱来的具有缺陷。

　　防疲劳驾驶技术现状及趋势

　　在科技发达的美国，对于防疲劳驾驶技术也仍处于持续发展阶段。2012年12月年美国交通部发布了一份驾驶员疲劳监控系统开发与评估的研究报告，该报该旨在通过一个疲劳监控原型机，以提供展示一个疲劳监控系统所需实现的最基本需求，指导疲劳监控系统的设计和开发者需要考虑的功能要素。该报告还展示了疲劳监控系统评估的方法。据径卫视觉科技有限公司的工程师介绍，该评估方法已经在其公司产品开发测试流程中被采用。相信这一份报告的出现，有利于该技术的统一标准的出现，也会加深市场对疲劳监控产品的认识度。

　　我国政府对疲劳驾驶的重视程度，从自2010年以来各部委密集发布的监管通知和法律条例上即可看出，但是每年疲劳驾驶导致的恶性交通事故仍然不断。这与中国物流业自身监管力度有关，当然也与该行业公司的生存压力有关，在短时间内，商用汽车的疲劳驾驶行为很难得到彻底改变。当然这也不只是中国独有的问题。
推广应用面临的问题

　　防疲劳驾驶系统在国内运输行业已经出现了小批量的应用，但是存在如下一些问题：

　　1)标准缺失。由于国家没有对防疲劳驾驶系统有一个统一的标准，应此各种所谓的防疲劳驾驶设备充斥市场，部分设备较差的用户体验，使得车队管理方和司机都出现了反感，反而不利于此项技术的推广。

　　2)报警间隔的不科学性。目前国内行驶记录仪或车联网终端上采用的4小时定时报警的防疲劳驾驶方法过于简陋；且更具美国交通部2002年的研究表明，在接受调查的疲劳驾驶事件中，30%发生在持续驾驶不到1小时之内，发生在3小时之内的疲劳时间占到73%，而连续驾驶6小时以上的疲劳驾驶事件只占17%。对这一出乎意料的结果，笔者的解释是，造成疲劳驾驶的情景主要有2种，一种是司机在已经非常疲劳的状态下，由于外部影响，不得不驾车，从而导致疲劳驾车；另一种情景是司机持续开车过久，导致疲劳驾驶。虽然国内情况和驾驶习惯与美国有诸多不同，但是这充分说明4小时计时方法存在不科学的嫌疑。

　　3)认识误区。由于国内运输行业工作强度之大，笔者走访各大运输集团，遇到的司机均表示自己时常处于疲劳驾驶状态，因此司机们认为疲劳监控功能的设备会将其疲劳驾驶行为告知管理者，导致罚款等，因此产生逆反心理。

　　4)价位高。国内部分进口工程车辆上装备了进口的疲劳监控设备，但是售价之高可谓令人乍舌，一套设备的价格堪比一辆小轿车，这显然也不利于普通运输车辆使用。

　　防疲劳驾驶技术发展空间巨大

　　目前，国内外利用多种技术实现了疲劳预警产品，但最具潜力，最具实用化的莫过于基于图像分析技术的疲劳预警产品，通过分析面部细微特征，结合驾驶行为分析及道路场景分析，对可能处于疲劳状态的驾驶员实现多种方式的预警提醒，并且结合车联网技术，将驾驶员疲劳事件及其他异常事件推送到监控管理中心。在多种监控管理机制配合下，该系统可有效减少交通事故的发生。

　　径卫视觉作为国内疲劳预警产品的创新企业，在2013第十五届上海工业博览会上，凭借其全新的驾驶员注意力辅助产品，获得了众多与会人员的关注并一举夺得了优秀展品奖的殊荣。该产品克服了多种技术难题，整合了疲劳预警与车道偏离告警技术，并可完美融入现有的车联网系统，弥补了现有车联网监控的不足。

　　防疲劳技术的研究，对于预防由疲劳驾驶引起的交通事故有重要意义，其应用前景广阔。中国交通部于2013年12月9日专家评审通过了《道路运输车辆卫星定位系统车载视频终端标准》，明确了基于图像识别的疲劳预警技术手段和基本指标，可以预见在未来很长一段时间内，疲劳预警都将是汽车安全技术领域的一个热点。