L’IA visiva alimenta i sistemi di monitoraggio dell’attenzione del conducente

Un lungo tratto di autostrada, un viaggio notturno o una giornata intensa possono stancare qualsiasi conducente. Ma anche un breve calo di attenzione può fare una grande differenza per la 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 monitorano i movimenti dello sterzo alle telecamere che rilevano i segnali di stanchezza, i veicoli di oggi sono sempre più capaci di riconoscere quando l'attenzione del conducente inizia a calare.

In particolare, grazie alla computer vision, una branca dell'intelligenza artificiale (AI), le macchine sono ora in grado di interpretare immagini e video in modo simile alle persone. Nei 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.

Per esempio, modelli di Vision AI come Ultralytics YOLO11 e Ultralytics YOLO26 supportano attività di computer vision come il rilevamento degli oggetti (identificazione e localizzazione degli oggetti in un'immagine), il tracciamento degli oggetti (monitoraggio degli oggetti tra i fotogrammi) e la segmentazione delle istanze (separazione dei singoli oggetti dallo sfondo), che possono essere applicate per monitorare la postura del conducente, la posizione della testa e il livello generale di attenzione.

In questo articolo esamineremo le cause della disattenzione e della sonnolenza al volante, il ruolo della Vision AI nei sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente e il modo in cui questi sistemi stanno contribuendo a un futuro più sicuro per chi guida, ovunque.

Che cosa sono la disattenzione e la sonnolenza al volante?#

Per rimanere concentrati al volante serve un'attenzione costante. Ogni secondo, i conducenti elaborano informazioni sui segnali stradali, sui semafori e sui movimenti dei veicoli circostanti. Quando la concentrazione viene meno, anche solo per poco, il rischio di incidente aumenta notevolmente.

Gli studi dimostrano che i conducenti che distolgono lo sguardo dalla strada più di una volta o premono spesso 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 del doppio.

Questi risultati evidenziano quanto sia facile distrarsi: è un problema noto come disattenzione alla guida. Si verifica quando lo sguardo o la mente del conducente si allontanano dalla strada, per esempio perché controlla il telefono, cambia musica o si perde nei propri pensieri. Bastano due secondi di distrazione per non accorgersi di un'auto che rallenta o di un semaforo rosso.

Fig. 1. Esempi di un conducente distratto. (Fonte)

La sonnolenza al volante, invece, si sviluppa gradualmente ed è spesso causata dalla stanchezza o dalla mancanza di sonno. Un conducente assonnato può sbattere lentamente le palpebre, abbassare la testa o allentare la presa sul volante. Quando la stanchezza aumenta, i tempi di reazione si allungano e diventa più difficile mantenere il controllo.

Come capire se un conducente è vigile#

Ecco alcuni segnali comuni di disattenzione o sonnolenza al volante:

• Frequenza e durata dell'ammiccamento: il conducente sbatte le palpebre più lentamente o più spesso del solito.
• Posizione e inclinazione della testa: la testa del conducente si abbassa in avanti o si inclina da un lato.
• Movimento degli occhi e direzione dello sguardo: il conducente distoglie lo sguardo dalla strada troppo a lungo.
• Scarsa attività sul volante: durante la guida, il conducente effettua correzioni di sterzata minime o tardive.

Questi segnali possono essere inizialmente lievi, ma diventano più evidenti col tempo, soprattutto durante i viaggi lunghi o di notte. Riconoscerli tempestivamente aiuta i conducenti a rimanere vigili, concentrati e al sicuro sulla strada.

Perché è necessario monitorare l'attenzione del conducente#

Anche con funzioni avanzate come il mantenimento della corsia, che aiuta a mantenere il veicolo al centro della carreggiata, o il cruise control adattivo, che mantiene una distanza di sicurezza, possono verificarsi incidenti se il conducente si distrae. La tecnologia può aumentare la sicurezza, ma la responsabilità di rimanere vigili spetta comunque al conducente.

Per contribuire a ridurre questi rischi, le nuove innovazioni utilizzano telecamere basate sulla Vision AI per monitorare il viso e gli occhi del conducente. Queste tecnologie, note come sistemi di monitoraggio dell'attenzione del conducente, sono progettate per rilevare i primi segnali di stanchezza o distrazione e aiutare i conducenti a mantenere l'attenzione e la sicurezza.

Fig. 2. I sistemi basati sulla Vision AI possono essere utilizzati per monitorare l'attenzione del conducente. (Fonte)

Quando il sistema rileva segnali di allarme, come un ammiccamento più lento, un cenno del capo o uno sguardo che si allontana dalla strada, in genere invia avvisi discreti, visivi o acustici, per invitare il conducente a concentrarsi di nuovo 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 chi guida inizia a perdere la concentrazione, cosa che può avvenire gradualmente senza che se ne accorga. In genere, questi sistemi usano 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 ogni condizione, molti sistemi usano telecamere a infrarossi, in grado di acquisire chiaramente i dettagli del volto anche di notte, con poca luce o in caso di maltempo. Poiché il monitoraggio dell’attenzione del conducente richiede tempi di risposta rapidi, le riprese delle telecamere devono essere analizzate in tempo reale per rilevare e gestire i segnali di stanchezza o distrazione.

Come la Vision AI interpreta il comportamento del conducente#

Ma come funzionano davvero questi sistemi? Le telecamere acquisiscono video in diretta, analizzati da modelli di Vision AI addestrati a interpretare la postura e le espressioni facciali umane. Questi modelli rilevano sottili indizi visivi che rivelano il livello di attenzione o distrazione del conducente. Ad esempio, puoi provare un modello di rilevamento della sonnolenza del conducente, perfezionato a partire da YOLO26n sulla Ultralytics Platform, oppure addestrarne uno tuo sul dataset Drivers Drowsiness Detection.

Analisi degli indizi del volto e del corpo#

Un sistema di Vision AI integrato con questi modelli può rilevare e tracciare il viso e la postura generale del corpo del conducente tramite tecniche di stima della posa. Il sistema individua punti chiave come occhi, naso, bocca, spalle e posizione della testa, così da monitorare i movimenti e l'allineamento anche quando cambia l'illuminazione o il conducente cambia posizione.

Una volta rilevato il viso del conducente, il sistema stima l'orientamento della testa per determinare dove sta guardando: dritto davanti a sé, verso la strada, in basso verso un dispositivo o di lato. Si concentra poi sugli occhi e analizza la frequenza e la durata degli ammiccamenti e la direzione dello sguardo per valutare l'attenzione.

Fig. 3. Uno sguardo a un sistema di monitoraggio dell’attenzione del conducente in funzione. (Fonte)

Ammiccamenti lenti, occhi chiusi o occhi che si distolgono dalla strada possono indicare stanchezza o distrazione. Alcuni sistemi usano anche il machine learning per monitorare nel tempo la postura e i modelli di movimento, confrontandoli con un comportamento attento e normale per individuare segnali graduali come il capo che ciondola, la postura curva o le reazioni più lente.

Rilevare la stanchezza e inviare avvisi al conducente#

Quando rileva i primi segnali di stanchezza o disattenzione, il sistema invia avvisi discreti per aiutare il conducente a ritrovare la concentrazione. Gli avvisi possono consistere in un lieve segnale acustico, una vibrazione del volante o un promemoria sul cruscotto. Se il conducente non reagisce, gli avvisi diventano più evidenti finché non torna a prestare attenzione alla strada.

La Vision AI supporta anche altre funzioni di assistenza alla guida e sicurezza#

Oltre a monitorare l’attenzione del conducente, la Vision AI può migliorare diverse funzioni di sicurezza e assistenza alla guida presenti nei veicoli di oggi. Per esempio, quando rileva segnali di distrazione o sonnolenza, il sistema può condividere queste informazioni con gli altri sistemi di bordo, consentendo all’auto di adeguare il proprio comportamento e contribuire a una guida sicura e regolare.

Ecco alcuni altri sistemi progettati per assistere chi guida:

• Cruise control adattivo: Mantiene una velocità impostata e la regola automaticamente per mantenere una distanza di sicurezza dal veicolo che precede.
• Assistente al mantenimento della corsia: questo sistema applica lievi correzioni allo sterzo per aiutare l'auto a restare al centro della corsia e ridurre le deviazioni involontarie.
• Avviso di collisione frontale: Il sistema avvisa il conducente quando rileva una possibile collisione o un improvviso rallentamento del traffico.
• Sistemi di assistenza alla guida a mani libere: Queste funzioni consentono di guidare senza tenere le mani sul volante, entro limiti specifici e su strade compatibili, monitorando al contempo l’attenzione del conducente per contribuire alla sicurezza. Due esempi sono Super Cruise di General Motors e BlueCruise di Ford, che usano entrambi telecamere di bordo per monitorare l’attenzione del conducente e inviare avvisi se questa diminuisce.

Fig. 4. Un esempio di utilizzo della Vision AI per avvisare i conducenti di possibili collisioni frontali. (Fonte).

La Vision AI può salvare vite sulla strada#

I sistemi di monitoraggio dell’attenzione del conducente non sono semplici innovazioni sperimentali: sono già in produzione. La stanchezza e la distrazione sono problemi quotidiani per chi guida camion sulle lunghe distanze e passa spesso molte ore in strada con poche pause.

La Vision AI aiuta oggi ad affrontare questo problema monitorando in tempo reale il livello di attenzione del conducente. Un buon esempio è il sistema Driver Alert Support aggiornato, introdotto da Volvo Trucks. Combina una telecamera rivolta verso il conducente per tracciare lo sguardo con una telecamera frontale che monitora la posizione nella corsia e i modelli di guida. Inoltre, altre case automobilistiche integrano sistemi di monitoraggio del conducente basati sulla visione artificiale e sull’AI per aiutarlo a restare vigile e concentrato.

Vantaggi e svantaggi del monitoraggio dell’attenzione del conducente#

Ecco alcuni dei principali vantaggi dei sistemi di monitoraggio dell’attenzione del conducente:

• Rilevamento in tempo reale: I modelli di visione artificiale possono analizzare in tempo reale le espressioni del volto, i movimenti degli occhi e la posizione della testa, consentendo di rilevare tempestivamente stanchezza o distrazione.
• Monitoraggio non invasivo: A differenza dei sensori indossabili, i sistemi basati su telecamere monitorano passivamente l’attenzione, senza richiedere contatto fisico né sforzi aggiuntivi da parte del conducente.
• Scalabilità e adattabilità: I modelli basati sulla visione possono essere riaddestrati e migliorati costantemente con nuovi dati, aumentando la precisione in diverse condizioni di illuminazione, con volti diversi e in ambienti differenti.

Sebbene i sistemi di monitoraggio dell’attenzione del conducente offrano molti vantaggi, presentano anche alcuni limiti da considerare. Ecco alcuni fattori importanti da tenere presenti:

• Problemi di illuminazione e visibilità: Le prestazioni della visione artificiale possono diminuire in condizioni di scarsa illuminazione o con riflessi, oppure quando il conducente indossa occhiali riflettenti o un cappello che nasconde tratti importanti del volto.
• Problemi di riservatezza dei dati: L’acquisizione e l’elaborazione di video nell’abitacolo sollevano interrogativi su come vengono archiviati, usati e protetti i dati facciali e i modelli comportamentali.
• Esigenze di calcolo: L’analisi video in tempo reale richiede una notevole potenza di elaborazione, che può aumentare i costi del sistema e il consumo energetico.

Punti chiave#

Restare vigili al volante è fondamentale per guidare in sicurezza. Anche un breve momento di distrazione o stanchezza può aumentare il rischio di incidenti.

I sistemi di monitoraggio dell’attenzione del conducente basati sulla Vision AI contribuiscono a ridurre questo rischio tracciando indizi visivi come i movimenti degli occhi, i modelli di ammiccamento e la posizione della testa. Riconoscendo i primi segnali di sonnolenza o disattenzione, questi sistemi possono avvisare il conducente in tempo perché ritrovi la concentrazione e guidi in sicurezza.

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