2017年日本电子高新科技博览会:展出驾驶员监控技术

针对自动驾驶的防瞌睡功能、生物传感等技术的开发动向

2017/10/25

概要

 10月3~6日在幕张展览馆举行的2017年日本电子高新科技博览会 (CEATEC JAPAN) 上,以电机供应商为主,展示了各类车载技术

 本报告将介绍在自动驾驶系统等级3的阶段,驾驶员与车辆之间安全、顺畅交接驾驶权限时所不可或缺的驾驶员监控技术的展示内容。

 欧姆龙通过驾驶舱型演示设备展示了“驾驶员监控车载传感器”,采用独有的脸部图像传感技术。松下介绍了2017年7月发布的利用摄像头图像与AI处理技术开发的睡意控制技术。电装利用VR,演示了通过智能穿戴传感器检测驾驶员的脉搏和血压等的生物传感技术。此外,NTT集团的展区介绍了穿着可获取生物信息的hitoe内衣、利用智能手机专用APP,检测驾驶员是否瞌睡的系统。

CEATEC JAPAN 2017
2017年日本电子高新科技博览会现场

相关报告:
丰田的自动驾驶 (下):挑战“1兆英里的可靠度” (2017年3月)
最新自动驾驶/ADAS技术:2016日本汽车工程学会 (2016年7月)



欧姆龙:驾驶员监控车载传感器、脸部图像传感技术的升级

 欧姆龙展示了安装“驾驶员监控车载传感器” 的驾驶舱型演示设备。此次开发的车载传感器将2016年6月发布的采用“驾驶员驾驶集中度传感技术”的车载传感器进一步进行了升级。

 随着自动驾驶法规的完善,欧姆龙持续对车载传感器的技术进行升级,致力于实车测试,开发出能够按时间序列将脸部与姿势等进行综合分析的实用性较高的功能。

 关于“驾驶员监控车载传感器”,欧姆龙计划为到2020年上市的汽车配套。

 

 

オムロンのコックピッド型デモ機
欧姆龙驾驶舱型演示设备
方向盘上方仪表板的部分安装传感器
仪表板放大图片 / 展板

驾驶员监控车载传感器的技术升级

1. 根据3个指标,同时判断驾驶员的状态
  1. 驾驶员是否在关注运行的状态 (Eyes ON/OFF)
    通过眼睛的开闭状态和视线的方向,分ON/OFF这2个阶段判断驾驶员是否处于关注车辆的前进方向和周围情况的状态下
  2. 驾驶员最快需要多久能恢复驾驶 (Readiness High/Mid/Low)
    根据驾驶员在做什么等因素,分即可恢复/一定动作之后可以恢复/指定时间内无法恢复驾驶 这3个阶段判断驾驶员是否处于能够恢复驾驶的状态
  3. 驾驶员是否在驾驶座上 (Seating ON/OFF)
    分2个阶段判断驾驶员是否坐在驾驶座上
    假设随着自动驾驶技术的进步,行驶过程中驾驶员也会在车厢内移动至驾驶座以外的地方

 原有技术中,只存在“驾驶员是否处于适合安全驾驶的状态”这1个判断,随着时间序列深度学习技术的升级,实现同时判断上述3个指标的功能。

2.脸部图像传感技术“OKAO Vision”的升级

 通过采用时间序列深度学习技术,大幅提高了脸部识别的精确度。即使是带着口罩和墨镜的驾驶员也能对其状态进行感应。

3.充实实际行驶数据,更新数据库

 通过引入实际行驶数据,充实数据库,广泛积累驾驶中驾驶员的各种状态,应用至覆盖各种临场问题的技术中去。

 宣传人员称,1个处理器能够同时判断3个指标的技术尚属世界首例。其中,上表中判断“②驾驶员最快需要多久能恢复驾驶”的指标是通过改进以自主积累的数据为基础的算法实现的技术。此外,欧姆龙的脸部图像传感技术主要用于数码摄像机的脸部识别功能,可以说是欧姆龙持续研究20多年的优势领域。

 欧姆龙将本次开发的车载传感器与测试心电和脉搏的生物传感器为各种车型广泛配套,还从2017年度起与名古屋大学未来社会创造机构以及HMHS协会*共同推进收集驾驶中的驾驶员各类数据的实车测试。
*人机协调技术协会(Human Machine Harmonize System)



松下:检测、预测和控制驾驶员睡意的技术

 2017年7月,松下的Automotive & Industrial Systems公司 (AIS)宣布,开发出检测、预测驾驶员睡意、以及使驾驶员保持舒适清醒状态的睡意控制技术。10月起开始出样。本届日本电子高新科技博览会上,松下通过展示“感情和身体状态传感”,介绍了其技术。

 用于演示的驾驶舱 (此次只有视频介绍,无实物展示),安装了摄像头、环境传感器、红外线阵列传感器“Grid-EYE”等。

  1. 根据摄像头图像测定的眨眼、表情等通过AI处理后,能通过非接触的形式,以较高的精确度检测到初期阶段较浅的睡意。检测到的睡意等级将分为5个等级,显示在仪表板上。
  2. 利用Grid-EYE,以非接触的形式,对人体的放热量进行测量,利用环境传感器检测周围明亮程度,预测15分钟后的睡意等级,显示在仪表板上。
  3. 利用Grid-EYE监控温热舒适度的同时,将根据预测到的睡意等级,控制空调的温度和风量。此外,通过选择提高音响的音量等最佳手段,使驾驶员保持舒适的清醒状态。睡意等级较高的情况下,将发送语音警报或休息提示。

パナソニックの眠気制御技術の紹介

松下展示的感情和身体状态传感技术
通过视频介绍检测、预测和控制驾驶员睡意的技术

 松下根据与大原纪念劳动科学研究所共同开展的困倦表情分析结果,自主开发出推算睡意等级的AI。根据表情判定的睡意等级值分为5个等级 (1.完全没有睡意;2.略有睡意;3.有睡意;4.较困;5.非常困)。

 松下与千叶大学通过共同研究,发现人体放热量与经过一定时间后的睡意存在关系。此外,环境的明亮程度以及时间对睡意的影响也非常显著,已成功预测当前的睡意将如何变化。

 此外,松下还利用在室内空调的开发等方面积累的温热环境与生理学的知识,与奈良女子大学开展共同研究,开发出以非接触的形式在风量等影响较大的车厢内测量冷热感的技术。

 原有的睡意检测系统只能检测潜意识的浅层睡意,但是无法预测之后的睡意等级。此外,清醒刺激系统采用警报声和振动等,会损害到使用者的舒适性。松下通过实现检测驾驶员睡意的驾驶员监控系统、从车厢内环境预测睡意变化的睡意预测系统、以及利用空调和车载音响等使驾驶员保持清醒状态的睡意控制系统,为抑制瞌睡疲劳驾驶作出贡献。



电装:利用生物信号开发驾驶辅助系统

 电装继续研发利用生物信号的驾驶辅助系统。计划通过明确驾驶员在各类场景下的特定情况与生物数据的关联,确立驾驶辅助技术。

 本次展会上放置了应用开发游戏装置的演示设备,一边观看假设在宇宙空间驾驶车辆的VR影像,一边对驾驶员遭遇各种驾驶环境时的感情变化进行感应。驾驶员的手腕上安装的穿戴式传感器检测脉搏和血压等,收集数据。

 据悉,交通事故死亡的人数中,因身体异常引起的事故占整体事故的约10%。电装为了将因身体异常引起的交通事故防范于未然,正在开发能够实时测定驾驶员的生命体征,监控身体情况的车载生命体征传感器。
 作为尽快检测到驾驶中身体异常情况的手法,可以利用心跳数、自律神经活动、血压等循环系统的信息,电装开发出通过让驾驶员手握方向盘,测量心电图和脉搏的生命体征传感器。
 然而,方向盘型生命体征传感技术需要双手握住方向盘,尤其是需要将手掌覆盖住脉搏传感器的安装部位,如果频繁进行方向盘操作的情况下、以及单手驾驶的情况下,就无法进行测量等。
 电装目前正在探索和研究可用于综合评估的非接触、非约束型传感技术,希望尽快实现应用。(引用自DENSO TECHNICAL REVIEW Vol.21 2016)

デンソーの生体センシングデモンストレーション
生物传感的演示
手腕上佩戴穿戴式传感器
展板 / 放大图片

 

 

 电装在本届展会上提出“与合作伙伴共同创造”的主题,展示了利用VR等各种领域的技术和理念。利用小型EV的VR-CAR演示了飞行车辆巡游景点的内容的VR影像以及协调控制移动物体的动作。

 电装的方针是通过从企划阶段开始与各个领域的合作伙伴合作推进开发,加快产品的实际应用。在研发采用生物信号的驾驶辅助系统方面,也尝试着采用相同的流程。

电装的VR-CAR
展板



NTT集团:适用于穿着hitoe内衣的驾驶员的睡意检测系统

 NTT集团的展区展示了适用于穿着hitoe内衣的驾驶员的睡意检测系统,同时还进行了该产品和服务的介绍。驾驶员只需穿着hitoe内衣就能在与平时一样自然的状态下获取心跳数据,不会妨碍驾驶,此外,由于接近心脏进行测量,所以能获得高精确度的数据。



 通过穿着hitoe内衣,可取得心跳等生物信息,安装于胸部的“hitoe发射器01”向智能手机发送获取的数据。智能手机安装了具备睡意检测算法的专用APP,通过发送心跳数据,可在夜间或长时间驾驶时检测驾驶员的睡意。向驾驶员发出警报的同时,还能向管理人员发送警报邮件进行通知,从而协助将疲劳驾驶等防范于未然。

 hitoe是NTT与东丽共同开发的生物信息测定功能材料。NTT提供在纤维上通电的“纤维导电技术”,东丽则提供采用超细纤维的“纳米纤维技术”以及“生物信号测量缝制技术”。作为能替代心电监护仪和脉搏检测仪的电极使用的新衣物材料,有望应用至运动、安全管理、医疗等领域。

 NTT Docomo开发hitoe发射器01,NTT Data MSE则开发智能手机专用APP。

 睡意检测算法采用由京都大学与熊本大学共同研究开发出的心跳变化指标,精确度高,应用了预测癫痫发作的技术。

NTT集团的睡意检测系统
hitoe内衣的内侧 (灰色的部分) 检测生物信息 (放大图片)

 2016年5月起与运输公司合作,启动了利用hitoe的驾驶员睡意检测系统的实车测试。通过运输公司的驾驶员在实车环境下开展试验,提高向驾驶员与管理人员发出通知的时机以及通知方法的精确度,同时还能针对商业用途进行优化。

 未来将建立能进一步为驾驶员和管理人员提供支持的技术。将全新开发解析综合数据的算法,获取的心跳数据将储存在云端上,新增管理人员将其与过去的数据进行比较以及把握倾向的功能,并将车载设备等获取的偏离车道和车辆晃动等操作信息,与心跳变化指标相整合。

睡意检测系统的介绍

------------------
关键词
CEATEC、自动驾驶、驾驶员监控、生物传感、欧姆龙、松下、电装、NTT

<全球汽车信息平台 MarkLines>