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Scoprite come l'intelligenza artificiale della visione può essere utilizzata per un monitoraggio più intelligente dell'attenzione dei conducenti, per rilevare la stanchezza, prevenire la guida sonnolenta e rendere le strade più sicure per tutti.
Un lungo tratto di autostrada, un viaggio notturno o una giornata impegnativa possono lasciare qualsiasi guidatore stanco. Ma anche un breve calo di attenzione può fare una grande differenza in termini di sicurezza stradale.
Ecco perché molte case automobilistiche si stanno affidando a nuove tecnologie per aiutare i conducenti a rimanere vigili e concentrati. Dai sensori che tracciano le traiettorie di sterzata alle telecamere che rilevano i segni di stanchezza, i veicoli di oggi sono sempre più intelligenti nel riconoscere quando l'attenzione del conducente inizia a calare.
In particolare, grazie alla computer vision, una branca dell'intelligenza artificiale (AI), le macchine possono ora interpretare immagini e video in modo simile a quello degli esseri umani. Per quanto riguarda i veicoli, la computer vision può essere utilizzata nei sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente per analizzarne la postura, le espressioni facciali e i movimenti degli occhi.
Ad esempio, i modelli di intelligenza artificiale della visione, come Ultralytics YOLO11 e Ultralytics YOLO26, supportano attività di computer vision come il rilevamento di oggetti (identificazione e localizzazione di oggetti in un'immagine), il tracciamento di oggetti (seguire tali oggetti attraverso i fotogrammi) e la segmentazione di istanze (separazione di singoli oggetti dallo sfondo), che possono essere applicati per monitorare la postura, la posizione della testa e l'attenzione generale di un conducente.
In questo articolo analizzeremo le cause della disattenzione e della sonnolenza dei conducenti, il modo in cui Vision AI alimenta i sistemi di monitoraggio dell'attenzione dei conducenti e il modo in cui questi sistemi stanno dando forma a un futuro più sicuro per i conducenti di tutto il mondo.
Cosa si intende per disattenzione e sonnolenza del conducente?
Rimanere concentrati al volante richiede un'attenzione costante. Ogni secondo i conducenti elaborano i segnali stradali, i segnali stradali e i movimenti dei veicoli circostanti. Quando l'attenzione viene meno, anche solo per un attimo, il rischio di incidente aumenta notevolmente.
Gli studi dimostrano che i conducenti che distolgono lo sguardo dalla strada più di una volta o che premono frequentemente i pulsanti dell'auto hanno maggiori probabilità di essere coinvolti in un incidente o in un quasi incidente, anche se l'aumento del rischio non è esattamente doppio.
Questi risultati evidenziano la facilità con cui l'attenzione può essere distratta, un problema noto come disattenzione del conducente. Questo si verifica quando gli occhi o la mente di un guidatore si allontanano dalla strada, controllando il telefono, cambiando musica o perdendosi nei pensieri. Anche un rapido sguardo di due secondi può essere sufficiente per non notare un'auto che rallenta o un semaforo rosso.
Nel frattempo, la sonnolenza del conducente si sviluppa gradualmente, spesso a causa della stanchezza o della mancanza di sonno. Un conducente assonnato può sbattere lentamente le palpebre, annuire con la testa o allentare la presa sul volante. Quando la stanchezza si fa sentire, i tempi di reazione rallentano e mantenere il controllo diventa più difficile.
Identificare se un conducente è vigile
Ecco alcuni segnali comuni di disattenzione o sonnolenza del conducente:
Frequenza e durata del lampeggio: Il conducente lampeggia più lentamente o più spesso del solito.
Posizione e inclinazione della testa: La testa del conducente annuisce in avanti o si inclina su un lato.
Movimento oculare e direzione dello sguardo: Il conducente distoglie lo sguardo dalla strada per troppo tempo.
Mancanza di input allo sterzo: Il conducente effettua correzioni dello sterzo piccole o ritardate durante la guida.
Questi segnali possono essere piccoli ma diventano più evidenti con il passare del tempo, soprattutto durante i viaggi lunghi o di notte. Riconoscerli tempestivamente aiuta i conducenti a rimanere vigili, concentrati e sicuri sulla strada.
La necessità di monitorare l'attenzione del conducente
Anche con funzioni avanzate come l'assistenza al mantenimento della corsia, che aiuta a mantenere il veicolo centrato, o il cruise control adattivo, che mantiene una distanza di sicurezza, gli incidenti possono comunque verificarsi se l'attenzione del conducente viene meno. La tecnologia può migliorare la sicurezza, ma è sempre responsabilità del conducente rimanere vigile.
Per contribuire a ridurre questi rischi, le nuove innovazioni utilizzano telecamere alimentate da Vision AI per monitorare il volto e gli occhi del conducente. Queste tecnologie, note come sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente, sono progettate per rilevare i primi segni di stanchezza o distrazione e contribuire a mantenere i conducenti vigili e sicuri.
Figura 2. I sistemi di visione abilitati all'intelligenza artificiale possono essere utilizzati per il monitoraggio dell'attenzione del conducente.(Fonte)
Quando il sistema nota segnali di allarme, come un rallentamento del battito delle palpebre, un annuire della testa o un distogliere lo sguardo dalla strada, di solito invia avvisi delicati, come un avviso visivo o sonoro, invitando il conducente a concentrarsi prima che il pericolo aumenti.
Monitoraggio dell'attenzione del conducente: Come funziona
I sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente sono progettati per riconoscere quando il conducente inizia a perdere la concentrazione, cosa che può accadere gradualmente senza che il conducente se ne renda conto. Questi sistemi utilizzano in genere una piccola telecamera montata vicino al volante o sul cruscotto per osservare continuamente il volto e gli occhi del conducente.
Per garantire prestazioni affidabili in tutte le condizioni, molti sistemi utilizzano telecamere a infrarossi in grado di catturare chiaramente i dettagli del volto anche di notte o in condizioni di scarsa illuminazione e maltempo. Poiché il monitoraggio dell'attenzione del conducente è un'applicazione in cui il tempismo è fondamentale, i filmati catturati dalle telecamere devono essere analizzati in tempo reale per rilevare e reagire ai segni di stanchezza o distrazione.
Come Vision AI interpreta il comportamento del conducente
Come funzionano effettivamente questi sistemi? Le telecamere catturano video in diretta che vengono analizzati da modelli Vision AI addestrati a interpretare la postura umana e il comportamento facciale. Questi modelli rilevano sottili indizi visivi che rivelano quanto il conducente sia vigile o distratto.
Analizzare i segnali del viso e del corpo
Un sistema Vision AI integrato con questi modelli è in grado di rilevare e tracciare il volto del conducente e la postura complessiva del corpo utilizzando tecniche di stima della posa. Identifica punti chiave come gli occhi, il naso, la bocca, le spalle e la posizione della testa, consentendo di monitorare il movimento e l'allineamento anche quando l'illuminazione cambia o il conducente cambia posizione.
Una volta rilevato il volto del conducente, il sistema stima l'orientamento della testa per determinare dove il conducente sta guardando, se dritto verso la strada, in basso verso un dispositivo o di lato. Il sistema si concentra poi sugli occhi, analizzando la frequenza degli ammiccamenti, la loro durata e la direzione dello sguardo per valutare l'attenzione.
Figura 3. Uno sguardo a un sistema di monitoraggio dell'attenzione del conducente in azione.(Fonte)
Battiti di ciglia lenti, occhi chiusi o occhi che si allontanano dalla strada possono indicare stanchezza o distrazione. Alcuni sistemi utilizzano anche l'apprendimento automatico per tracciare la postura e i modelli di movimento nel tempo, confrontandoli con un comportamento normale e attento per identificare segni graduali come l'annuire della testa, il dinoccolarsi o il rallentare le reazioni.
Rilevamento della stanchezza e segnalazione dell'attenzione del conducente
Quando vengono rilevati i primi segni di stanchezza o disattenzione, il sistema invia avvisi delicati per aiutare il conducente a concentrarsi. Questi avvisi possono assumere la forma di un segnale acustico, di una vibrazione del volante o di un promemoria visualizzato sul cruscotto. Se il conducente non risponde, gli avvisi diventano più evidenti finché il conducente non ricomincia a prestare attenzione alla strada.
Vision AI supporta anche altre funzioni di assistenza alla guida e di sicurezza.
Oltre a monitorare l'attenzione del conducente, Vision AI è in grado di potenziare una serie di funzioni di sicurezza e assistenza alla guida presenti nei veicoli odierni. Ad esempio, quando il sistema rileva segni di distrazione o sonnolenza, può condividere queste informazioni con altri sistemi di bordo, consentendo all'auto di adeguare il proprio comportamento e di contribuire a mantenere una guida sicura e costante.
Ecco alcuni altri sistemi progettati per assistere il conducente:
Controllo adattivo della velocità di crociera: Mantiene una velocità impostata e si regola automaticamente per mantenere una distanza di sicurezza dal veicolo che precede.
Assistenza al mantenimento della corsia: Questo sistema fornisce un leggero input allo sterzo per aiutare l'auto a rimanere centrata nella propria corsia e ridurre le derive involontarie.
Avviso di collisione in avanti: Ha lo scopo di avvisare il conducente quando rileva una potenziale collisione o un improvviso rallentamento del traffico.
Sistemi di assistenza alla guida a mani libere: Queste funzioni consentono una guida a mani libere limitata su strade compatibili, monitorando l'attenzione del conducente per garantire la sicurezza. Un paio di esempi sono il Super Cruise di General Motors e il BlueCruise di Ford, che utilizzano entrambi telecamere di bordo per monitorare l'attenzione del guidatore e lanciare avvisi se l'attenzione si sposta.
Figura 4. Un esempio di Vision AI utilizzato per avvisare i conducenti delle collisioni in avanti.(Fonte).
L'intelligenza artificiale può salvare vite umane sulla strada
I sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente non sono solo innovazioni sperimentali, ma vengono già messi in produzione. La stanchezza e la distrazione sono sfide quotidiane per gli autisti di camion a lungo raggio, che spesso trascorrono molte ore sulla strada con poche pause.
Vision AI sta ora contribuendo ad affrontare questo problema monitorando la vigilanza del conducente in tempo reale. Un buon esempio è il sistema aggiornato di Driver Alert Support introdotto da Volvo Trucks. Il sistema combina una telecamera per il tracciamento degli occhi rivolta verso l'interno con una telecamera rivolta in avanti che monitora la posizione della corsia e i modelli di guida. Oltre a questo, altre case automobilistiche stanno integrando sistemi di monitoraggio del conducente basati sulla computer vision e sull'intelligenza artificiale per aiutare i conducenti a rimanere vigili e concentrati.
Pro e contro del monitoraggio dell'attenzione del conducente
Ecco alcuni dei principali vantaggi dell'utilizzo dei sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente:
Rilevamento in tempo reale: I modelli di visione computerizzata possono analizzare le espressioni facciali, i movimenti degli occhi e la posizione della testa in tempo reale, consentendo di rilevare tempestivamente la stanchezza o la distrazione.
Monitoraggio non intrusivo: A differenza dei sensori indossabili, i sistemi basati su telecamere rilevano l'attenzione in modo passivo, senza richiedere alcun contatto fisico o sforzo supplementare da parte del conducente.
Scalabilità e adattabilità: I modelli basati sulla visione possono essere continuamente riqualificati e migliorati con nuovi dati, migliorando l'accuratezza in diverse condizioni di illuminazione, tipi di viso e ambienti.
I sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente offrono molti vantaggi, ma ci sono anche alcuni limiti da considerare. Ecco alcuni fattori chiave da tenere a mente:
Problemi di illuminazione e visibilità: Le prestazioni della visione computerizzata possono diminuire in caso di scarsa illuminazione, abbagliamento o quando il conducente indossa occhiali riflettenti o un cappello che oscura i tratti chiave del viso.
Problemi di privacy dei dati: La cattura e l'elaborazione di video in cabina solleva questioni su come i dati facciali e i modelli comportamentali vengono memorizzati, utilizzati e protetti.
Domanda di calcolo: L'analisi video in tempo reale richiede una notevole potenza di elaborazione, che può aumentare il costo del sistema e il consumo energetico.
Punti chiave
Rimanere vigili al volante è essenziale per una guida sicura. Anche un breve momento di distrazione o di stanchezza può aumentare il rischio di incidente.
I sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente basati su Vision AI contribuiscono a ridurre questo rischio rilevando i segnali visivi come i movimenti degli occhi, gli ammiccamenti e la posizione della testa. Riconoscendo i primi segni di sonnolenza o disattenzione, questi sistemi possono avvertire i conducenti in tempo utile per riorientarsi e rimanere sicuri sulla strada.