注意力监测系统如何识别驾驶员的疲劳?

方向盘对面的小型摄像头通过监测您眨眼的速度和头部的姿态,能够在几秒钟内察觉到您的疲劳状态.
方向盘对面的小型摄像头通过监测您眨眼的速度和头部的姿态,能够在几秒钟内察觉到您的疲劳状态.

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安装在方向盘对面的小型摄像头会持续监测眨眼频率、眼睛闭合的时长以及头部姿势,从而判断驾驶员是否疲劳或分心.这类系统被称为驾驶员监测系统,即DMS;当捕捉到疲劳信号时,它会通过分级警告提醒驾驶员休息.也就是说,在监测车道和交通的系统旁边,如今还有一只眼睛在注视着方向盘后面的人.

要点速览

  • 得益于红外摄像头,DMS 在夜间和低光照条件下 也能正常工作.
  • PERCLOS指眼睛闭合达到80%的时间占比;是疲劳测量领域的经典指标.
  • 自2026年7月起,欧盟的分心警告系统 将在新注册车辆中成为 强制要求.
  • 某些系统在驾驶员毫无响应时,可以让车辆 在车道内减速并停车.
  • 太阳镜和不良坐姿会严重干扰摄像头的正常工作.

注意力监测系统究竟在监测什么?

Direksiyon kolonuna gizlenen kamera, göz kırpmanızın uzadığı o saniyede uykuya teslim olmadan sizi yakalar.

想象一下:你正行驶在一段漫长的旅途中,音乐开着,道路笔直,但眼皮开始越来越沉.而这个时候应该介入的,正是这个系统.藏在转向柱或仪表盘里的一个小型摄像头,会不间断地追踪你的面部和眼睛.那么它在看什么?首先是眨眼的频率和时长.疲劳的人眨眼时间会变长,眼睛闭合的时间比正常情况更久.这种“慢速眨眼”是疲劳最强的信号之一.

第二个重要信号是视线方向.它会监测你的视线是否长时间离开道路;要识别一个注意力集中在手机、同行者或中控台上的驾驶员,视线方向往往就够了.第三是头部姿势:前倾、歪向一侧或突然下垂的头部,都是即将入睡的征兆.系统通过追踪面部上的点位(这被称为面部关键点估计),实时计算头部角度.

在科学层面,它也有坚实的依据: PERCLOS 这一测量指标,计算的是眼睛在一段时间内有多大比例处于80%闭合状态.睡眠不足越严重,这个比例就越高,它已成为疲劳监测技术中使用最广泛的清醒度指标.也就是说,它不是编造出来的指标,而是经过多年验证的方法.

它在黑暗中如何看清?

我猜你现在心里正嘀咕:"我手机上的摄像头连指纹都读不出来,这个摄像头怎么看清我?"答案在于红外光.这类系统通常使用红外摄像头;凭借这种肉眼不可见的光线,即使在完全黑暗中也能清晰捕捉面部细节.例如,某厂商的系统以每秒60帧的速度拍摄驾驶员的眼睛,人工神经网络则基于这些帧分析眼球运动、眨眼频率和视线方向.系统还预先接受过打哈欠、看手机以及其他异常驾驶信号的训练.

有时甚至连瞳孔直径的变化也会被监测.简而言之,摄像头并不是只看"眼睛是睁开还是闭着"; 它综合多种不同的信号来判断注意力水平.就像朋友能从你的声音听出疲惫一样——重要的不是单一迹象,而是整体的状况.

有没有完全不需要摄像头的系统?

有, 而且其实这些系统更早出现.监测方向盘动作的间接方法已经使用多年.某制造商的注意力监测系统会统计驾驶员所做的修正性方向盘动作, 并以1到4的等级为注意力打分.当等级下降时, 仪表盘上会出现建议休息的提示, 情况恶化时, 声音和视觉警告会增加.另一家大型供应商的疲劳检测系统也基于同样的逻辑, 从方向盘修正动作中捕捉疲劳的早期信号.

逻辑是这样的: 昏昏欲睡或注意力分散的驾驶员, 为了让车辆保持在车道内, 会更频繁、更用力地进行修正动作.也就是说, 方向盘即使本身不是摄像头, 也能提供关于驾驶员状态的线索.但恰恰在这一点上引发了一场争论——因为方向盘并不总是说真话.那么这场争论演变到了哪里呢?

Euro NCAP和欧盟为什么强制要求使用摄像头?

这家安全测试领域备受推崇的权威机构在2026年评分标准中加入了驾驶员交互和车内监测的要求; 驾驶员监测在测试中最多可影响25分.关键点在于: 该机构强调, 仅依赖方向盘传感器的间接监测已不再足够, 必须转向基于摄像头的直接监测.此外, 如果某个子系统完全无法使用, 车辆将被评为"降级"——也就是说, 系统不仅要存在, 还必须真正发挥作用才能得分.

在欧盟方面, 有一项正式的强制规定: 提供高级驾驶员分心警告 (ADDW) 功能的系统, 将通过摄像头监测驾驶员的注意力, 并且 从2026年7月起, 在新注册的车辆上强制 实施.简而言之, 在未来几年购买的新车中, 监测方向盘的"眼睛"正在成为标准配置.

警告出现时, 系统和驾驶员会怎么做?

大多数系统采用分级警告.让我们看一个具体的例子: 某制造商的注意力助手会监测打哈欠、长时间或频繁眨眼, 以及长时间将视线移开道路的情况.第一阶段会出现一个黄色的咖啡杯图标, 并发出提示音 (或安全带振动).第二阶段图标变为红色, 警告接连出现, 系统会提供休息、打电话给某人, 或导航到附近的咖啡馆、酒店或加油站等选项.这是个贴心的功能, 不是吗? 告诉你"你累了, 去这儿喝杯咖啡", 比单纯发出哔哔声人性化得多.

那么,如果驾驶员对任何警告都没有反应会怎样?这时事情就严重了:系统将驾驶员标记为"无响应",并自动启动紧急制动、前方碰撞预警和车道保持辅助.系统会给驾驶员一次重新获得控制权的机会——牢牢握住方向盘、踩下油门或刹车即可解除警告.如果仍然没有反应,车辆会在自己的车道内减速停车,双闪灯亮起并拨打紧急服务电话.这是DMS与车辆其他安全系统结合后所能实现功能的最有力例证.

看到警告时你该做什么

这里不需要多费口舌:尽快在安全的地方停车休息.官方用户手册也正是这么说的.在某些车辆上,仪表盘上的警告可以通过OK键消除,系统也可以在菜单中设置——但别忘了,消除警告并不能消除疲劳.另一家制造商的系统通过监测眼部活动计算出"疲劳"和"极度疲劳"两个阶段;也就是说,在系统第二次警告你之前主动休息是你的责任.

当DMS与ADAS结合后会发生什么?

最令人兴奋的发展也许就是这个:驾驶员监测系统与车内其他驾驶员辅助系统(ADAS)集成在同一颗芯片上.一家科技公司的系统将驾驶员的视线与外部摄像头所感知的道路状况进行匹配.这样甚至可以检测到传统系统无法捕捉的情况:一个眼睛睁着但没有扫视危险的驾驶员.也就是说,你看着路面,但实际上什么都没在看——系统能够察觉到这一点.

当注意力下降时,系统还可以调整车辆行为:例如增加跟车距离、限制变道,或者在变道前要求你查看后视镜.在卡车领域也有类似的结合:内向式眼球追踪摄像头与监测车道位置的前向摄像头相结合,为长途司机构成了一套组合预警系统.疲劳监测已不再是一项孤立的功能,而是成为连接ADAS大脑的传感器.那么这颗摄像头在任何条件下都完美无缺吗?很遗憾,并非如此.

摄像头的局限:太阳镜、夜间与不良坐姿

坦白说:这些系统不是超级英雄.最广为人知的问题是太阳镜.在传统摄像头上,眼镜会阻碍面部特征点检测和眨眼测量;甚至有用户投诉偏光镜会触发不必要的警告.一些驾驶员报告说,当方向盘处于12点钟位置时系统会失效.也就是说,系统必须真正看到你的脸才能进行监测——任何遮挡面部的物品(眼镜、帽子、反光)都会降低其性能.

新一代系统正在寻求解决这一问题的办法:一些系统声称,凭借低照度摄像头,它们能够在太阳镜后面以及完全黑暗的环境中完成检测;在研究方面,也已经开发出能够对戴眼镜的驾驶员实现高准确率的方法.但夜间仍然存在其独特的挑战:如果人工智能无法看到瞳孔,眼动追踪就可能失效.糟糕的照明和眩光同样会让这项任务变得困难.如果摄像头无法获得清晰的图像,再聪明的软件也无法做出正确的判断.

还有误报警的问题:一些握方向盘姿势不寻常或佩戴偏光太阳镜的驾驶员反映,不必要的警告让他们感到困扰——虽然缺乏官方证实,但这些反馈表明,设计者们必须精心把握敏感与烦人之间的微妙界限.此外,处理车内图像自然会引发数据隐私方面的疑问;摄像头持续开启也意味着实时视频分析在处理能力和成本方面是不容小觑的负担.

那么这个系统会替我开车吗?

不会.注意力监测系统会观察你、提醒你,有些系统甚至在驾驶员没有回应时安全地将车辆停下——但没有任何一个系统会替你承担握方向盘的责任.制造商自己也明确表示:驾驶辅助功能的识别与控制能力是有限的,任何功能都不应被夸大,驾驶员必须始终保持谨慎驾驶.ADAS的有效性在很大程度上取决于你的行为;即使所有系统都在运行,一旦你分神,事故风险仍会继续增加.

在我看来,最贴切的比喻是:DMS就像坐在副驾驶座上一位细心的旅伴.当你眯起眼睛时,它会说"我们休息一下吧",必要时甚至会把脚伸向刹车.但没有人能替它握住方向盘.当警示灯亮起时,喝杯咖啡、打开车窗,或者在安全的地方小睡20分钟,仍然是最有效的解决办法——机器无法替你做到这些,它只能提醒你.

展望未来,图景已经清晰:基于摄像头的直接监测正在成为标准配置,系统与ADAS的集成日益深入,警告也不再局限于声音,而是能够在车速、车道和导航层面生成智能响应.方向盘对面那颗小小的摄像头,正是几年前我们在科幻电影中看到的技术走入日常生活的体现.只是别忘了:那颗摄像头不会替你睡觉,当你犯困时,它会把你唤醒.剩下的就靠你自己了.

参考资料