西班牙研究人员开发更有效的方法 用于监控驾驶员注意力水平
西班牙加泰罗尼亚(Catalan)交通部门最近数据显示,当地超85%交通事故由人为因素导致,主要包括分心驾驶、疲劳困倦和饮酒等。汽车行业为此正在研发新型主动安全系统,以监测驾驶员的警觉性,并在驾驶员注意力不集中时发出警告。据外媒报道,罗维拉-威尔吉利大学(Rovira and Virgili University)NEPHOS研究团队开发出一种驾驶员状态监测原型系统,能够比传统系统更有效地实现这一目的。
(图片来源:罗维拉-威尔吉利大学)
该研究提出的系统相对简单,而这正是其主要优势所在。仅需将一个小型低成本雷达装置安装在驾驶员遮阳板上即可实现监测功能,该装置能够发射并探测电磁波。
驾驶员头部两侧的头枕上各安装了一个频率选择表面(FSS)。每个表面都会对雷达波进行调整,这使得当雷达波反射回接收器时,接收器能够清晰辨别其源自左侧还是右侧。当驾驶员移动头部时,雷达与其中一个FSS表面之间的信号通路会受到不同程度的阻挡。这样,系统就能够监控驾驶员的动作。
研究团队在实验室和车内(行驶和静止状态)对该系统进行了校准,以便将头部运动与驾驶员的注意力状态联系起来。研究人员利用实验采集数据开发了一种算法,主要基于头部运动频率来识别驾驶员的注意力状态。电气、电子和自动化工程系研究员Farid Morabet表示:“当人们正常驾驶时,通常会直视前方,头部方向仅略微改变,以检查后视镜和侧面。但在分心时动作则会有所不同。”
该技术凭借其结构简洁性,相较传统监测系统展现出显著优势。许多系统使用摄像头来记录驾驶员行为,URV替代方案则依赖于雷达技术,其优势远超过预期。由于该技术不涉及光学成像,因此不存在肖像权或隐私问题。此外,其硬件可以进行优化并简化,从而显著降低制造和维护成本,以及能耗。研究人员表示:“人们不需要一台大型计算机,一个小型微处理器就能进行计算。”
该原型的另一显著特点在于其具备“声学免疫(acoustic immunity)”能力。通过超声波探测物体位置的系统(就像蝙蝠一样)容易受到声学干扰,采用雷达技术则不存在这种情况。与摄像头相比,雷达技术还具有一个优势,那就是它不受光照条件影响。
尽管这项技术具有潜力,但Morabet对其应用持谨慎态度。他表示:“在实施之前,这还需要进行大量现场测试和漫长的验证过程。”
除了开发原型之外,该团队还发现FSS表面在运动检测领域的多元应用潜力。目前,研究人员致力于构建一种能够识别更复杂驾驶员手势的系统,该系统可用于控制车辆配件,例如音响或供暖系统。
该技术的其他应用方式包括帮助行动不便人士无障碍出行,提升其自主能力;以及在医疗领域开发可穿戴通信系统,这类系统可读取生物标志物,从而无需进行侵入性操作。
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