Pregled sistemov za nadzor pozornosti voznika in notranjosti avtomobila

Med dejavniki tveganja, ki lahko vodijo v prometno nesrečo, je poleg vožnje pod vplivom alkohola ali drog in uporabe mobilnih telefonov med vožnjo zelo nevarna tudi nepozornost voznika. Žal naša statistika prometnih nesreč tega dejavnika ne beleži in ne spremlja, a po izkušnjah iz drugih evropskih držav je nepozornost voznika eden od glavnih vzrokov za nastanek prometnih nesreč. Lahko pri tej težavi pomaga tehnologija? Zakonodajalci, ki skrbijo za varnostne sisteme v avtih, so že prepoznali učinkovitost sistemov za nadzor pozornosti, na trgu pa je tudi že nekaj rešitev s tega področja …

V letu 2021 se je v Nemčiji 71 odstotkov nesreč s smrtnim izidom in 48 odstotkov nesreč s težkimi telesnimi poškodbami zgodilo na regionalnih in lokalnih cestah (torej zunaj avtocest in hitrih cest). Za več kot desetino teh nesreč je bila kriva zmanjšana sposobnost vožnje zaradi alkohola, droge, utrujenosti ali telesne nezmožnosti za vožnjo, v to pa spadajo tudi raztreseni vozniki. Takšne prometne nesreče bi lahko preprečili napredni sistemi za nadzor pozornosti voznika, ki znajo prepoznati utrujenega, raztresenega ali neodzivnega voznika. 

Obvezna vgradnja v nove avtomobile

S ciljem izboljšanja prometne varnosti regulatorji organov Evropske skupnosti predpisujejo obvezno vgradnjo varnostnih in asistenčnih sistemov v avtomobile. Med te spada tudi sistem za nadzor pozornosti voznika, ki je za vse na novo predstavljene avtomobilske modele obvezen od letošnjega julija, za vse nove avtomobile pa bo obvezen od julija 2024. Od julija 2024 bo obvezen tudi sistem, ki mora voznika opozoriti na to, da je njegova vožnja zaradi raztresenosti postala nevarna. Poleg evropskih regulatornih programov bo te sisteme skozi več scenarijev od prihodnjega leta naprej ocenjevala tudi organizacija EuroNCAP v svojih varnostnih preskusih novih avtomobilov. 

Obetavna tehnologija

Potencial sistemov za nadzor pozornosti voznika je velik; glede na to, da sta zmanjšana spodobnost vožnje ali raztresenost krivi za več kot 10 odstotkov nesreč, bi razširjen obseg delovanja teh sistemov lahko preprečil še 15 odstotkov dodatnih nesreč, ki se zaradi zmanjšane pozornosti zgodijo ob naletih. Teoretično bi takšni sistemi torej lahko preprečili 25 odstotkov vseh prometnih nesreč, če pa upoštevamo postopen prodor na trg, različno učinkovitost sistemov in različno stopnjo uporabe med vozniki, lahko realistično sklepamo, da lahko tovrstni sistemi preprečijo med 7 in 16 odstotki prometnih nesreč v naslednjih 25 letih. 

Aktivna, pasivna in terciarna varnost

Delovanje velikega dela sistemov za nadzor potnikov je osredotočeno na aktivno varnost, lahko pa so koristni tudi za pasivno in terciarno (reševanje ponesrečencev iz avta) varnost v avtomobilih. Sistemi na primer lahko zaznajo velikost in nagnjenost gornjega dela telesa, oddaljenost glave od zglavnika in dejstvo, da voznik ne sedi pravilno v sedežu, čemur lahko naprave za pasivno varnost prilagodijo svoje delovanje, na primer nastavijo naklon sedežnega naslonjala ob nezgodi. Še več; tovrstni sistemi lahko pomagajo pri terciarni varnosti, torej pri reševanju ponesrečencev, saj bodo znali spremljati dihanje in bodo poznali starost potnikov, kar bodo lahko sporočili v center za reševanje oziroma reševalcem. 
Sistemi za nadzor pozornosti voznika predstavljajo tudi nujen tehnični element v razvoju tehnologij avtonomne vožnje 3. stopnje, pri kateri mora biti voznik še vedno pripravljen prevzeti upravljanje z avtomobilom, ko tehnologije avtonomne vožnje odpovejo. Sistemi za nadzor notranjosti avtomobila bodo zaznali, če je voznik pripravljen na vožnjo. 
Ker sistemi za nadzor za tipala večinoma uporabljajo infrardeče kamere, je pomembno tudi vprašanje varovanja zasebnosti. Da bi ti sistemi zadostili pravilom zaščite zasebnosti, se podatki - na primer fotografije potnikov - ne smejo shranjevati; sistem lahko za svoje delovanje uporablja le posredne podatke, na primer podatek, če ima voznik odprte oziroma zaprte oči. Del podatkov pa sistem vendarle potrebuje za delovanje komfortnih funkcij, kakršna je na primer samodejna nastavitev položaja sedeža - v tem primeru je potrebna privolitev voznika oziroma lastnika avtomobila. 

Štirje različni sistemi

Da bi lahko ocenili, kako učinkoviti so ti sistemi in kakšen vpliv imajo na pasivno, aktivno in terciarno (gre za možnost reševanja ponesrečencev iz sodobnih avtov) varnost, smo preskusili štiri sisteme za nadzor voznika: Sonyjevega, Fordovega, Boschevega in sistem ponudnika DTS/XPERI. 
Za ocenjevanje učinkovitosti smo zasnovali testni protokol, ki je razdeljen na tri področja. Pri ocenjevanju vpliva na aktivno in pasivno varnost smo se držali testnih protokolov EuroNCAP; trije od štirih preskušenih sistemov delujejo tako, da ustrezajo veljavnim standardom in standardom, ki bodo veljali v prihodnosti - in zato že danes ustrezajo EuroNCAP-ovemu standardu “Safe Driving”. Vsi štirje preskušeni sistemi za nadzor pozornosti in notranjosti delujejo ob pomoči infrardečih kamer, ki so nameščene v različnih delih kabine; kamere sistemov, ki se osredotočajo na pozornost voznika, so praviloma nameščene na notranji strani prednjega stebrička ob vozniku ali nad volanskim drogom, sistemi, ki nadzorujejo tudi telo voznika, potnikov in predmetov v kabini, pa so praviloma nameščeni pod avtomobilskim stropom, v ohišju notranjega vzvratnega ogledala ali na armaturni plošči. 

Sony Depthsensing Solution 

Sonyjev sistem za nadzor notranjosti deluje na podlagi računalniškega tridimenzionalnega točkovnega oblaka potnikov v kabini, ki ga ustvari ob pomoči kamere. Na ta način sistem prepozna parametre, kot so oddaljenost glave od zglavnika, oddaljenost ramen od sedeža, višino gornjega dela trupa in položaj telesa, poleg tega pa zazna tudi, če ima voznik roke na volanu. 
Zaradi neoptimalnega položaja kamere v avtu sistem ne more spremljati obraza voznika in ne more prepoznati, če so oči zaprte; Sonyjev sistem zato ne opozarja na zaspanega voznika. Prepozna le naprej nagnjen gornji del trupa, kar se lahko zgodi, če voznik omedli. Sistem opozarja tudi na napačno pripet varnostni pas.

Ford 

Fordov sistem za nadzor notranjosti uporablja infrardeče tipalo, ki nadzoruje pozornost voznika. Pri preskusu učinkovitosti je sistem vselej zaznal, če voznik dlje časa ni gledal na cesto: sistem je z zvočnim in svetlobnim signalom opozoril voznika, ko je imel ta vsaj 5,5 sekunde glavo obrnjeno vstran. Sistem zazna tudi stran obrnjen pogled; opozorilo je prišlo, ko je bila voznikova glava obrnjena v smer vožnje, oči pa vsaj 10 sekund stran od ceste. Sistem zazna tudi ročno uporabo mobilnega telefona: ko je voznik v roke vzel mobilnik, je sistem na to opozoril po 5,8 sekunde, a le, če je telefon držal ob strani. Če je bil ta v območju volanskega obroča, se sistem ni odzval. Fordov sistem je zanesljiv v spremenljivih svetlobnih razmerah, na delovanje pa niso vplivala niti sončna očala na nosu voznika, zaščitna maska ali dolgi lasje. 

DTS/XPERI 

Sistem ponudnika DTS/XPERI s kamero zazna nagnjenost voznikove glave in smer pogleda, zato učinkovito opozori voznika tedaj, ko ta za nekaj sekund glavo obrne vstran kot tudi, če voznik za nekaj sekund odvrne pogled s ceste.  
DTS/XPERI sistem zazna tudi uporabo mobilnega telefona, a le posredno: zazna namreč, da je voznik za nekaj sekund odvrnil pogled ali obrnil glavo proti telefonu ob njegovi strani. 
Infrardeča kamera sistema je dovolj natančna, da sistem zazna tudi spanec (ko so oči zaprte dlje od treh sekund) in mikrospanec (ko so oči zaprte krajše od treh sekund), na kar po nekaj sekundah z zvočnim signalom opozori voznika. 
Zaradi širokega kota snemanja je sistem učinkovit pri snemanju različnih postav voznika in različnih položajev sedenja (majhen voznik nagnjen naprej, visok voznik nagnjen nazaj). 

Bosch 

Boschev sistem za nadzor notranjosti, ki uporablja infrardečo kamero na armaturni plošči, se osredotoča na zaznavanje voznikove nepozornosti. Meri nagnjenost voznikove glave in usmerjenost njegovega pogleda, kar pomeni, da loči tudi med spancem in mikrospancem, s tem pa ustreza merilom EuroNCAP-a , ko bodo ti začeli veljati. Kamera zaznava tudi različne predmete v kabini, kakršen je na primer mobilni telefon; ob merjenju odvračanja pogleda ali obračanja glave sistem učinkovito prepozna nevarno ukvarjanje s telefonom. 
Trenutno se Boschev sistem osredotoča na pozornost voznika, pri Boschu pa zatrjujejo, da lahko sistem nadgradijo še z drugimi tipali, s čimer bo sistem zaznaval tudi anomalije pri zdravju voznika (srčni utrip, alkoholiziranost). 

Ključna spoznanja naše raziskave

Sistemi za nadzor pozornosti voznika in notranjosti kabine lahko učinkovito pripomorejo k zmanjšanju mrtvih in težje poškodovanih v prometnih nesrečah, še zlasti to velja za lokalne in regionalne ceste. V Sloveniji se 89 odstotkov prometnih nesreč zgodi zunaj avtocest in hitrih cest. Raziskava je ugotovila, da bi razširjen obseg delovanja teh sistemov lahko preprečil 15 odstotkov nesreč, ki se zaradi zmanjšane pozornosti zgodijo ob naletih. Če upoštevamo postopen prodor teh sistemov na trg, različno učinkovitost sistemov in različno stopnjo uporabe med vozniki, lahko sklepamo, da tovrstni sistemi lahko preprečijo do 16 odstotkov prometnih nesreč v naslednjih 25 letih. 

Trije od štirih preskušenih sistemov za nadzor pozornosti voznika in notranjosti avta že ustrezajo novim varnostnim merilom konzorcija EuroNCAP, ki bodo začela veljati prihodnje leto.
Sistemi za nadzor pozornosti voznika in notranjosti avta predstavljajo nepogrešljiv tehnični gradnik tehnologije avtonomne vožnje 3. stopnje, saj znajo presoditi, če je voznik zmožen prevzeti nadzor nad avtomobilom, ko avtonomni sistemi nehajo delovati. 
Ponudniki tovrstnih sistemov že razvijajo funkcionalnosti, ki so koristne za pasivno in terciarno varnost avtomobilov, kamor spada posredovanje informacij o ponesrečencih. Poleg tega lahko sistem opozori voznika in potnike na nepravilno sedenje v avtu. 
Sistemi za nadzor pozornosti lahko voznika le opozorijo, če zaznajo utrujenost, nepozornost ali odzivnost. Če se voznik na ta opozorila ne odzove, sistemi ne morejo preprečiti nesreče. Sisteme za nadzor bi morali ponudniki povezati z asistenčnimi sistemi, ki lahko preprečijo nesrečo. 
Da bi povečali stopnjo sprejetja teh sistemov med kupci avtomobilov, bi morali zmanjšati število lažnih alarmov. Na funkcionalnost sistemov za nadzor ne smejo vplivati fizične oziroma telesne značilnosti potnikov, kakršne so na primer barva kože, položaj sedenja v avtu ali nošenje zaščitne obrazne maske. 
Komfortne avtomobilske funkcije, kakršni sta samodejna oziroma spominska nastavitev sedežnega položaja ali samodejno daljinsko odpiranje garažnih vrat, lahko povečajo stopnjo sprejetja teh sistemov pri kupcih avtomobilov. 

Nevarna zaspanost in utrujenost za volanom

Polovica voznikov je občasno zaspanih, vsak deseti voznik pa je v zadnjih dveh letih že zaspal za volanom. To so nekatere ugotovitve raziskave AMZS, ki se je z anketiranjem slovenskih voznikov osredotočila na nevaren vozniški pojav – utrujenost in zaspanost za volanom.
AMZS raziskava je tudi pokazala, da marsikdo med nami zaspanosti sploh ne jemlje kot težave; če se vozniki že počutimo zaspane, si te tegobe lajšamo z odpiranjem oken, s pogovorom s sopotniki ali s poslušanjem glasnega avtoradia. Strokovnjaki pravijo, da takšni in podobni ukrepi zagotavljajo le kratkotrajen učinek, zato za zmanjševanje zaspanosti za volanom niso učinkoviti – edini učinkovit ukrep je spanje. 
Prometne nesreče zaradi zaspanosti za volanom so najpogostejše med 2. in 6. uro ter med 14. in 16. uro. Nočna vožnja sama po sebi povečuje tveganje za nesrečo za petkrat do šestkrat. Strokovnjaki poudarjajo, da so ob teh urah naši možgani manj budni in bolj pripravljeni na spanje.
Utrujen in zaspan voznik vse bolj togo usmerja pogled izključno na vozišče, prezre napise in prometne znake ob cesti, vozi prepočasi ali prehitro, težko natančno sledi smer vožnje, vijuga ali prevozi sredinsko ali robno črto …

Vozniki smo lahko pri sebi pozorni na nekatere prepoznavne znake utrujenosti:


• težave z vidom (pekoč občutek v očeh, vid postaja zamegljen), pogosto mežikanje (oči se nehote zapirajo), vse počasnejše in težke veke;

• begajoče misli, težave s koncentracijo in kratkoročnim spominom;

• otopelost, odsotnost, misli kar nekam odplavajo ali pa nas potegnejo v nek drug svet; 

• bolečine v mišicah, potreba po gibanju, presedanju, pretegovanju;

• pojavi se občutek hladu (ob nespremenjeni temperaturi v vozilu), drget;
• “plavanje” po voznem pasu, težave z vztrajanjem v ravni smeri vožnje;

• zehanje, mencanje oči;

• težka glava;

• “izleti” na bankino;

• močno zaviranje s skorajšnjim trčenjem v vozilo pred sabo;

• občutek nemira, razdraženosti in agresivnosti.