下一代驾驶员监测系统如何工作？视觉AI接管驾驶舱

原创已于 2025-12-18 14:17:46 修改 · 152 阅读

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于 2025-12-18 09:39:51 首次发布

长途驾驶、深夜行车或忙碌的一天，都可能让司机感到疲惫。但哪怕只是片刻的分神，也可能对行车安全造成重大影响。

正因如此，许多汽车制造商正在转向新技术，以帮助司机保持警觉和专注。从追踪转向模式的传感器，到监测疲劳迹象的摄像头，如今的车辆正变得越来越智能，能够识别司机注意力何时开始分散。

特别是得益于计算机视觉——人工智能（AI）的一个分支——机器现在能够像人类一样解读图像和视频。在车辆上，计算机视觉可用于驾驶员注意力监测系统，分析司机的姿势、面部表情和眼球运动。

YOLO11 和 YOLO26 这样的视觉AI模型，支持目标检测（在图像中识别和定位物体）、目标跟踪（跨帧跟踪这些物体）和实例分割（将单个物体与背景分离）等计算机视觉任务。这些技术可应用于监测驾驶员的姿势、头部位置和整体专注度。

在本文中，我们将探讨导致驾驶员注意力不集中和困倦的原因，视觉AI如何驱动驾驶员注意力监测系统，以及这些系统如何为各地的驾驶员塑造一个更安全的未来。

一、什么是驾驶员注意力不集中和困倦？

在方向盘后保持专注需要持续的注意力。每分每秒，驾驶员都需要处理路标、交通信号以及周围车辆的动向。当这种注意力稍有松懈，哪怕是短暂的瞬间，发生事故的风险也会急剧上升。

研究发现，那些视线离开道路超过一次，或频繁操作车内按钮的驾驶员，发生事故或险情的可能性更高，即使风险增加并非正好是两倍。

这些发现凸显了注意力是多么容易分散，这个问题被称为驾驶员注意力不集中。当驾驶员的眼睛或思绪离开道路时就会发生，无论是查看手机、换音乐，还是陷入沉思。哪怕只是短短两秒的视线转移，也可能错过前方减速的车辆或红灯。

与此同时，驾驶员困倦往往是逐渐发展的，通常由疲劳或睡眠不足引起。困倦的驾驶员可能眨眼变慢、点头打盹，或者放松握方向盘的手。随着疲劳加剧，反应时间变慢，保持车辆控制也变得更加困难。

以下是一些常见的驾驶员注意力不集中或困倦的迹象：

这些迹象可能起初很微小，但会随着时间推移变得更加明显，尤其是在长途旅行或夜间驾驶时。及早识别这些迹象有助于驾驶员在道路上保持警觉、专注和安全。

即使有车道保持辅助（帮助车辆保持在车道中央）或自适应巡航控制（保持安全跟车距离）等先进功能，如果驾驶员注意力分散，事故仍然可能发生。技术可以增强安全性，但保持警觉仍然是驾驶员的责任。

为了帮助降低这些风险，现在的新技术使用由视觉AI驱动的摄像头来监测驾驶员的面部和眼睛。这些技术被称为驾驶员注意力监测系统，旨在检测疲劳或分心的早期迹象，帮助驾驶员保持警觉和安全。

当系统注意到诸如眨眼变慢、点头、视线偏离道路等警示信号时，通常会发出温和的提醒，例如视觉或听觉警告，促使驾驶员在危险增加之前重新集中注意力。

驾驶员注意力监测系统旨在识别驾驶员何时开始分心，这种情况可能在驾驶员毫无察觉的情况下逐渐发生。这些系统通常使用安装在方向盘附近或仪表板上的小型摄像头，持续观察驾驶员的面部和眼睛。

为确保在所有条件下都能可靠运行，许多系统使用红外摄像头，即使在夜间、光线不足或恶劣天气下也能清晰捕捉面部细节。由于驾驶员注意力监测是对实时性要求极高的应用，摄像头捕捉的画面必须实时分析，以检测并响应疲劳或分心的迹象。

那么这些系统究竟如何工作呢？摄像头捕捉实时视频，由经过训练的视觉AI模型进行分析，这些模型能解读人体姿势和面部行为。它们可以检测揭示驾驶员警觉度或分心程度的微妙视觉线索。

分析面部和身体线索

集成了这些模型的视觉AI系统，可以利用姿态估计技术检测和跟踪驾驶员的面部及整体身体姿势。它能识别眼睛、鼻子、嘴巴、肩膀和头部位置等关键点，从而即使在光线变化或驾驶员变换姿势时也能监测运动和姿态。

一旦检测到驾驶员面部，系统会估计其头部朝向，以判断驾驶员正在看向何处——是直视前方道路、向下看向设备，还是看向侧方。接着，系统会聚焦于眼睛，分析眨眼频率、眨眼时长和视线方向，以评估注意力水平。

眨眼变慢、闭眼或视线偏离道路都可能表明疲劳或分心。一些系统还使用机器学习来追踪一段时间的姿势和运动模式，将其与正常、警觉的行为进行比较，从而识别出点头、身体前倾或反应变慢等逐渐显现的迹象。

检测疲劳并发出驾驶员注意力警告

当检测到疲劳或注意力不集中的早期迹象时，系统会发出温和的警报，帮助驾驶员重新集中注意力。这些警报可以是轻柔的提示音、方向盘振动，或仪表盘上显示的提醒信息。如果驾驶员没有反应，警告会变得更加明显，直到驾驶员重新关注道路。

除了监测驾驶员注意力，视觉AI还可以增强当今车辆中的一系列安全和驾驶辅助功能。例如，当系统检测到分心或困倦迹象时，它可以与其他车载系统共享该信息，从而使车辆能够调整自身行为，帮助保持安全、平稳的行驶。

以下是一些旨在辅助驾驶员的其他系统示例：

自适应巡航控制：保持设定速度，并自动调整以与前车保持安全距离。
车道保持辅助：提供轻柔的转向输入，帮助车辆保持在车道中央，减少无意识的车道偏离。
前向碰撞预警：旨在检测到潜在碰撞或交通突然减速时，向驾驶员发出警报。
免提驾驶辅助系统：这些功能可在兼容道路上实现有限的免提驾驶，同时监测驾驶员注意力以确保安全。例如，通用汽车的 Super Cruise 和福特的 BlueCruise，两者都使用车内摄像头追踪驾驶员的专注度，并在注意力分散时发出警报。