A IA da visão potencia os sistemas de monitorização da atenção do condutor

Um longo troço de autoestrada, uma condução a altas horas da noite ou um dia atarefado podem deixar qualquer condutor cansado. Mas mesmo um breve lapso de atenção pode fazer uma grande diferença no que respeita à segurança rodoviária.

É por isso que muitos fabricantes de automóveis estão a recorrer a novas tecnologias para ajudar a manter os condutores alerta e concentrados. Desde sensores que monitorizam os padrões de direção a câmaras que observam sinais de fadiga, os veículos actuais estão a tornar-se mais inteligentes no reconhecimento de quando a atenção do condutor começa a desviar-se.

Em particular, graças à visão por computador, um ramo da inteligência artificial (IA), as máquinas podem agora interpretar imagens e vídeos de forma semelhante à dos humanos. No que diz respeito aos veículos, a visão por computador pode ser utilizada em sistemas de monitorização da atenção do condutor para analisar a postura, as expressões faciais e os movimentos oculares do condutor.

Por exemplo, os modelos de IA de visão, como o Ultralytics YOLO11 e o Ultralytics YOLO26, suportam tarefas de visão por computador, como a deteção de objectos (identificação e localização de objectos numa imagem), o seguimento de objectos (seguir esses objectos ao longo dos fotogramas) e a segmentação de instâncias (separar objectos individuais do fundo), que podem ser aplicadas para monitorizar a postura de um condutor, a posição da cabeça e a atenção geral.

Neste artigo, vamos explorar as causas da desatenção e da sonolência do condutor, a forma como a IA da visão potencia os sistemas de monitorização da atenção do condutor e como estes sistemas estão a moldar um futuro mais seguro para os condutores de todo o mundo.

O que é a desatenção e a sonolência do condutor?

Manter-se concentrado ao volante requer uma atenção constante. A cada segundo, os condutores processam os sinais de trânsito, os sinais de trânsito e o movimento dos veículos circundantes. Quando essa concentração se desvia, mesmo que por breves instantes, o risco de acidente aumenta drasticamente.

Estudos mostram que os condutores que desviam os olhos da estrada mais do que uma vez ou que premem frequentemente os botões do automóvel têm maior probabilidade de se envolverem num acidente ou quase acidente, mesmo que o aumento do risco não seja exatamente o dobro.

Estas descobertas realçam a facilidade com que a atenção se pode desviar, um problema conhecido como desatenção do condutor. Isto ocorre quando os olhos ou a mente de um condutor se desviam da estrada, seja verificando o telemóvel, mudando a música ou perdendo-se em pensamentos. Mesmo um olhar rápido de dois segundos pode ser suficiente para não ver um carro a abrandar ou um sinal vermelho à frente.

Entretanto, a sonolência do condutor desenvolve-se gradualmente, muitas vezes causada pelo cansaço ou pela falta de sono. Um condutor sonolento pode pestanejar lentamente, acenar com a cabeça ou afrouxar a aderência ao volante. À medida que a fadiga se instala, os tempos de reação abrandam e a manutenção do controlo torna-se mais difícil.

Identificar se um condutor está alerta

Eis alguns sinais comuns de desatenção ou sonolência do condutor:

• Frequência e duração dos pestanejos: O condutor pestaneja mais lentamente ou com mais frequência do que o habitual.
• Posição e inclinação da cabeça: A cabeça do condutor inclina-se para a frente ou para um lado.
• Movimento dos olhos e direção do olhar: O condutor desvia o olhar da estrada durante demasiado tempo.
• Falta de entradas de direção: O condutor faz correcções de direção pequenas ou atrasadas durante a condução.

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Estes sinais podem começar por ser pequenos, mas tornam-se mais visíveis com o tempo, especialmente em viagens longas ou à noite. Reconhecê-los atempadamente ajuda os condutores a manterem-se alerta, concentrados e seguros na estrada.

A necessidade de monitorizar a atenção do condutor

Mesmo com funcionalidades avançadas como a assistência à manutenção na faixa de rodagem, que ajuda a manter o veículo centrado, ou o controlo de velocidade de cruzeiro adaptativo, que mantém uma distância de segurança, podem ocorrer acidentes se a atenção do condutor se desviar. A tecnologia pode aumentar a segurança, mas manter-se alerta continua a ser da responsabilidade do condutor.

Para ajudar a reduzir estes riscos, as novas inovações utilizam agora câmaras alimentadas por Vision AI para monitorizar o rosto e os olhos do condutor. Estas tecnologias, conhecidas como sistemas de monitorização da atenção do condutor, foram concebidas para detetar sinais precoces de fadiga ou distração e ajudar a manter os condutores alerta e seguros. 

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Quando o sistema detecta sinais de aviso, tais como pestanejar mais lentamente, acenar com a cabeça ou desviar o olhar da estrada, envia normalmente alertas suaves, como um aviso visual ou sonoro, que levam o condutor a concentrar-se novamente antes que o perigo aumente.

Monitorização da atenção do condutor: Como funciona

Os sistemas de monitorização da atenção do condutor são concebidos para reconhecer quando um condutor começa a perder a concentração, o que pode acontecer gradualmente sem que o condutor se aperceba. Estes sistemas utilizam normalmente uma pequena câmara montada junto ao volante ou no painel de instrumentos para observar continuamente o rosto e os olhos do condutor. 

Para garantir um desempenho fiável em todas as condições, muitos sistemas utilizam câmaras de infravermelhos que podem captar claramente os detalhes faciais, mesmo à noite ou com pouca luz e mau tempo. Uma vez que a monitorização da atenção do condutor é uma aplicação em que o tempo é crítico, as imagens captadas pelas câmaras devem ser analisadas em tempo real para detetar e responder a sinais de fadiga ou distração.

Como a IA de visão interpreta o comportamento do condutor

Então, como é que estes sistemas funcionam de facto? As câmaras captam vídeo em direto que é analisado por modelos de IA de visão treinados para interpretar a postura humana e o comportamento facial. Estes modelos detectam sinais visuais subtis que revelam se o condutor está alerta ou distraído.

Analisar sinais faciais e corporais

Um sistema de IA de visão integrado com estes modelos pode detetar e seguir o rosto do condutor e a postura geral do corpo utilizando técnicas de estimativa de pose. Identifica pontos-chave como os olhos, o nariz, a boca, os ombros e a posição da cabeça, permitindo-lhe monitorizar o movimento e o alinhamento mesmo quando a iluminação muda ou o condutor muda de posição. 

Assim que o rosto do condutor é detectado, o sistema estima a orientação da cabeça para determinar para onde o condutor está a olhar, se para a frente, para a estrada, para baixo, para um dispositivo, ou para o lado. O sistema concentra-se então nos olhos, analisando a frequência e a duração dos pestanejos e a direção do olhar para avaliar a atenção. 

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Pestanejar lentamente, olhos fechados ou olhos que se desviam da estrada podem indicar cansaço ou distração. Alguns sistemas também utilizam a aprendizagem automática para seguir os padrões de postura e de movimento ao longo do tempo, comparando-os com o comportamento normal e atento para identificar sinais graduais, tais como acenar com a cabeça, desleixo ou reacções mais lentas.

Detetar a fadiga e emitir avisos de atenção ao condutor

Quando são detectados sinais precoces de fadiga ou desatenção, o sistema envia alertas suaves para ajudar o condutor a concentrar-se. Estes alertas podem assumir a forma de um toque suave, uma vibração no volante ou um lembrete apresentado no painel de instrumentos. Se o condutor não reagir, os avisos tornam-se mais visíveis até que o condutor volte a prestar atenção à estrada.

O Vision AI também suporta outras funcionalidades de assistência ao condutor e de segurança

Para além de monitorizar a atenção do condutor, a Vision AI pode melhorar uma série de funcionalidades de segurança e assistência ao condutor existentes nos veículos actuais. Por exemplo, quando o sistema detecta sinais de distração ou sonolência, pode partilhar essa informação com outros sistemas a bordo, permitindo que o automóvel ajuste o seu comportamento e ajude a manter uma condução segura e estável.

Eis alguns outros sistemas concebidos para ajudar o condutor:

• Controlo de velocidade de cruzeiro adaptativo: Mantém uma velocidade definida e ajusta-se automaticamente para manter uma distância segura do veículo da frente
• Assistência à manutenção na faixa de rodagem: Este sistema fornece uma direção suave para ajudar o carro a manter-se centrado na sua faixa de rodagem e reduzir a deriva não intencional.
• Aviso de colisão frontal: Tem como objetivo alertar o condutor quando detecta uma potencial colisão ou um abrandamento súbito no trânsito.‍
• Sistemas de assistência à condução em mãos-livres: Estas caraterísticas permitem uma condução mãos-livres limitada em estradas compatíveis, enquanto monitorizam a atenção do condutor para ajudar a garantir a segurança. Alguns exemplos são o Super Cruise da General Motors e o BlueCruise da Ford, que utilizam câmaras no veículo para monitorizar a concentração do condutor e emitir alertas em caso de desvio de atenção.

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A IA na visão pode salvar vidas na estrada

Os sistemas de monitorização da atenção do condutor não são apenas inovações experimentais; já estão a ser postos em produção. A fadiga e a distração são desafios diários para os condutores de camiões de longo curso, que muitas vezes passam longas horas na estrada com poucas pausas. 

A IA de visão está agora a ajudar a resolver este problema, monitorizando o estado de alerta do condutor em tempo real. Um bom exemplo é o sistema atualizado de Apoio ao Alerta do Condutor introduzido pela Volvo Trucks. Este sistema combina uma câmara de rastreio ocular virada para o interior com uma câmara virada para a frente que monitoriza a posição na faixa de rodagem e os padrões de condução. Além disso, outros fabricantes de automóveis estão a integrar sistemas de monitorização do condutor alimentados por visão computacional e IA para ajudar a manter os condutores alerta e concentrados.

Prós e contras da monitorização da atenção do condutor

Eis algumas das principais vantagens da utilização de sistemas de monitorização da atenção do condutor:

• Deteção em tempo real: Os modelos de visão por computador podem analisar expressões faciais, movimentos oculares e posição da cabeça em tempo real, permitindo a deteção precoce de fadiga ou distração.
• Monitorização não intrusiva: Ao contrário dos sensores portáteis, os sistemas baseados em câmaras monitorizam a atenção de forma passiva, sem exigir qualquer contacto físico ou esforço adicional por parte do condutor.
• Escalabilidade e adaptabilidade: Os modelos baseados na visão podem ser continuamente treinados e melhorados com novos dados, aumentando a precisão em diferentes condições de iluminação, tipos de rosto e ambientes.
• Embora os sistemas de monitorização da atenção do condutor ofereçam muitos benefícios, existem também algumas limitações a considerar. Eis alguns factores-chave a ter em conta:‍
• Problemas de iluminação e visibilidade: O desempenho da visão computorizada pode diminuir em caso de má iluminação, encandeamento ou quando o condutor usa óculos reflectores ou um chapéu que obscurece as principais caraterísticas faciais.
• Preocupações com a privacidade dos dados: A captura e o processamento de vídeo na cabina levanta questões sobre a forma como os dados faciais e os padrões de comportamento são armazenados, utilizados e protegidos.
• Exigência computacional: A análise de vídeo em tempo real exige um poder de processamento significativo, o que pode aumentar o custo do sistema e o consumo de energia.

Principais conclusões

Manter-se alerta ao volante é essencial para uma condução segura. Mesmo um breve momento de distração ou fadiga pode aumentar o risco de um acidente. 

Os sistemas de monitorização da atenção do condutor com tecnologia Vision AI ajudam a reduzir esse risco, seguindo pistas visuais como os movimentos dos olhos, os padrões de pestanejo e a posição da cabeça. Ao reconhecerem os primeiros sinais de sonolência ou desatenção, estes sistemas podem alertar os condutores a tempo de se concentrarem novamente e de se manterem seguros na estrada.

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