Vision AI hỗ trợ các hệ thống giám sát sự chú ý của người lái xe

Một đoạn đường cao tốc kéo dài, một chuyến lái xe đêm muộn, hoặc một ngày bận rộn đều có thể khiến bất kỳ tài xế nào cảm thấy mệt mỏi. Nhưng ngay cả một thoáng mất tập trung cũng có thể tạo ra sự khác biệt lớn khi nói đến an toàn giao thông.

Đó là lý do tại sao nhiều nhà sản xuất ô tô đang chuyển sang sử dụng công nghệ mới để giúp người lái giữ sự tỉnh táo và tập trung. Từ các cảm biến theo dõi thói quen đánh lái cho đến camera quan sát các dấu hiệu mệt mỏi, các phương tiện hiện đại đang trở nên thông minh hơn trong việc nhận biết khi nào sự tập trung của người lái bắt đầu giảm sút.

Cụ thể, nhờ vào computer vision, một nhánh của trí tuệ nhân tạo (AI), máy móc giờ đây có thể diễn giải hình ảnh và video tương tự như cách con người làm. Đối với các phương tiện, computer vision có thể được sử dụng trong các hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế để phân tích tư thế, biểu cảm khuôn mặt và chuyển động mắt của tài xế.

Ví dụ, các model Vision AI như Ultralytics YOLO11 và Ultralytics YOLO26 hỗ trợ các tác vụ computer vision như object detection (nhận diện và định vị đối tượng trong hình ảnh), object tracking (theo dõi các đối tượng đó qua các khung hình) và instance segmentation (tách rời từng đối tượng khỏi nền), có thể được áp dụng để giám sát tư thế, vị trí đầu và mức độ tập trung tổng thể của tài xế.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá nguyên nhân gây ra sự thiếu tập trung và buồn ngủ khi lái xe, cách Vision AI hỗ trợ các hệ thống giám sát sự tập trung của người lái và cách các hệ thống này đang định hình một tương lai an toàn hơn cho người lái xe ở khắp mọi nơi.

Sự thiếu tập trung và buồn ngủ khi lái xe là gì?#

Việc giữ tập trung khi cầm lái đòi hỏi sự chú ý liên tục. Mỗi giây, người lái phải xử lý thông tin về biển báo, tín hiệu giao thông và chuyển động của các phương tiện xung quanh. Khi sự tập trung đó giảm sút, dù chỉ trong chốc lát, nguy cơ tai nạn sẽ tăng lên đáng kể.

Các nghiên cứu chỉ ra rằng những tài xế rời mắt khỏi đường đi nhiều hơn một lần hoặc thường xuyên bấm các nút trên xe có nhiều khả năng gặp tai nạn hoặc suýt va chạm hơn, ngay cả khi mức tăng rủi ro không hẳn là gấp đôi.

Những phát hiện này làm nổi bật sự tập trung dễ dàng bị chệch hướng như thế nào, một vấn đề được gọi là sự thiếu tập trung của người lái. Điều này xảy ra khi mắt hoặc tâm trí của người lái rời khỏi con đường, cho dù là do kiểm tra điện thoại, thay đổi nhạc hay mải suy nghĩ. Ngay cả một cái nhìn nhanh trong hai giây cũng có thể đủ để bỏ lỡ một chiếc xe đang giảm tốc hoặc đèn đỏ phía trước.

Hình 1. Ví dụ về một tài xế mất tập trung. (Nguồn)

Trong khi đó, tình trạng buồn ngủ khi lái xe phát triển dần dần, thường do mệt mỏi hoặc thiếu ngủ. Người lái xe buồn ngủ có thể chớp mắt chậm, gật đầu hoặc lỏng tay lái. Khi sự mệt mỏi ập đến, thời gian phản ứng chậm lại và việc duy trì kiểm soát xe trở nên khó khăn hơn.

Nhận biết người lái có đang tỉnh táo hay không#

Dưới đây là một số dấu hiệu phổ biến của sự thiếu tập trung hoặc buồn ngủ khi lái xe:

• Tần suất và thời gian chớp mắt: Người lái chớp mắt chậm hơn hoặc thường xuyên hơn bình thường.
• Vị trí và độ nghiêng đầu: Đầu của người lái gật về phía trước hoặc nghiêng sang một bên.
• Cử động mắt và hướng nhìn: Người lái nhìn ra khỏi con đường quá lâu.
• Thiếu thao tác đánh lái: Người lái thực hiện các điều chỉnh tay lái nhỏ hoặc chậm trễ khi đang lái xe.

Những dấu hiệu này có thể bắt đầu nhỏ nhưng trở nên dễ nhận thấy hơn theo thời gian, đặc biệt là trong các chuyến đi dài hoặc vào ban đêm. Việc nhận diện chúng sớm giúp người lái giữ sự tỉnh táo, tập trung và an toàn trên đường.

Nhu cầu giám sát sự tập trung của người lái#

Ngay cả với các tính năng tiên tiến như hỗ trợ giữ làn đường, giúp giữ xe ở giữa làn hoặc kiểm soát hành trình thích ứng, giúp duy trì khoảng cách an toàn, tai nạn vẫn có thể xảy ra nếu người lái mất tập trung. Công nghệ có thể nâng cao an toàn, nhưng việc duy trì sự tỉnh táo vẫn là trách nhiệm của người lái.

Để giúp giảm thiểu những rủi ro này, các đổi mới mới hiện sử dụng camera được hỗ trợ bởi Vision AI để giám sát khuôn mặt và đôi mắt của người lái. Những công nghệ này, được gọi là hệ thống giám sát sự tập trung của người lái, được thiết kế để phát hiện các dấu hiệu sớm của sự mệt mỏi hoặc mất tập trung và giúp giữ cho người lái tỉnh táo và an toàn.

Hình 2. Các hệ thống hỗ trợ Vision AI có thể được sử dụng để giám sát sự chú ý của tài xế. (Nguồn)

Khi hệ thống nhận thấy các dấu hiệu cảnh báo, chẳng hạn như chớp mắt chậm hơn, gật đầu hoặc ánh nhìn lệch khỏi con đường, nó thường gửi các thông báo nhẹ nhàng như cảnh báo bằng hình ảnh hoặc âm thanh, nhắc nhở người lái tập trung lại trước khi nguy hiểm gia tăng.

Giám sát sự tập trung của người lái: Cách thức hoạt động#

Các hệ thống giám sát sự tập trung của người lái được thiết kế để nhận biết khi người lái bắt đầu mất tập trung, điều này có thể xảy ra dần dần mà chính người lái cũng không nhận ra. Các hệ thống này thường sử dụng một camera nhỏ gắn gần vô lăng hoặc trên bảng điều khiển để liên tục quan sát khuôn mặt và đôi mắt của người lái.

Để đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong mọi điều kiện, nhiều hệ thống sử dụng camera hồng ngoại có thể ghi lại chi tiết khuôn mặt rõ ràng ngay cả vào ban đêm hoặc trong điều kiện thiếu sáng và thời tiết xấu. Vì giám sát sự tập trung của người lái là một ứng dụng mà thời gian là yếu tố then chốt, cảnh quay do camera ghi lại phải được phân tích trong thời gian thực để phát hiện và phản ứng với các dấu hiệu mệt mỏi hoặc mất tập trung.

Cách Vision AI diễn giải hành vi của người lái#

Vậy các hệ thống này thực sự hoạt động như thế nào? Camera ghi lại video trực tiếp được phân tích bởi các Vision AI model được huấn luyện để diễn giải tư thế và hành vi khuôn mặt của con người. Các model này phát hiện các tín hiệu trực quan tinh tế cho thấy tài xế tỉnh táo hay đang mất tập trung.

Phân tích các dấu hiệu trên khuôn mặt và cơ thể#

Một hệ thống Vision AI được tích hợp với các model này có thể phát hiện và theo dõi khuôn mặt cũng như tư thế cơ thể tổng thể của tài xế bằng các kỹ thuật pose estimation. Hệ thống nhận diện các điểm chính như mắt, mũi, miệng, vai và vị trí đầu, cho phép giám sát chuyển động và sự căn chỉnh ngay cả khi ánh sáng thay đổi hoặc tài xế thay đổi vị trí.

Khi khuôn mặt của người lái được phát hiện, hệ thống sẽ ước tính hướng đầu của họ để xác định người lái đang nhìn vào đâu, dù là nhìn thẳng vào đường, nhìn xuống thiết bị hay nhìn sang bên cạnh. Sau đó, hệ thống sẽ tập trung vào đôi mắt, phân tích tần suất chớp mắt, thời gian chớp mắt và hướng nhìn để đánh giá sự tập trung.

Hình 3. Ghi nhận hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế đang hoạt động. (Nguồn)

Chớp mắt chậm, mắt nhắm hoặc mắt nhìn lệch khỏi con đường có thể cho thấy sự mệt mỏi hoặc mất tập trung. Một số hệ thống cũng sử dụng machine learning để theo dõi các kiểu tư thế và chuyển động theo thời gian, so sánh chúng với hành vi bình thường, tập trung để nhận diện các dấu hiệu dần dần như gật đầu, ngồi gù lưng hoặc phản ứng chậm hơn.

Phát hiện sự mệt mỏi và đưa ra các cảnh báo về sự tập trung của người lái#

Khi phát hiện các dấu hiệu sớm của sự mệt mỏi hoặc mất tập trung, hệ thống sẽ gửi các cảnh báo nhẹ nhàng để giúp người lái tập trung trở lại. Các cảnh báo này có thể ở dạng âm thanh nhẹ, rung vô lăng hoặc lời nhắc hiển thị trên bảng điều khiển. Nếu người lái không phản hồi, các cảnh báo sẽ trở nên rõ ràng hơn cho đến khi người lái bắt đầu chú ý đến con đường một lần nữa.

Vision AI cũng hỗ trợ các tính năng hỗ trợ và an toàn khác cho người lái#

Ngoài việc giám sát sự tập trung của người lái, Vision AI có thể nâng cao một loạt các tính năng an toàn và hỗ trợ người lái có trên xe ngày nay. Ví dụ, khi hệ thống phát hiện các dấu hiệu mất tập trung hoặc buồn ngủ, nó có thể chia sẻ thông tin đó với các hệ thống khác trên xe, giúp xe điều chỉnh hành vi và duy trì một chuyến đi an toàn, ổn định.

Dưới đây là một vài hệ thống khác được thiết kế để hỗ trợ người lái:

• Kiểm soát hành trình thích ứng: Nó duy trì tốc độ đã đặt và tự động điều chỉnh để giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước.
• Hỗ trợ giữ làn đường: Hệ thống này cung cấp thao tác đánh lái nhẹ nhàng để giúp xe duy trì ở giữa làn đường và giảm thiểu việc lấn làn không chủ ý.
• Cảnh báo va chạm phía trước: Nó nhằm mục đích cảnh báo người lái khi phát hiện khả năng va chạm hoặc tình trạng giao thông giảm tốc đột ngột.
• Hệ thống hỗ trợ lái xe rảnh tay: Các tính năng này cho phép lái xe rảnh tay hạn chế trên các con đường tương thích trong khi vẫn giám sát sự tập trung của người lái để giúp đảm bảo an toàn. Một vài ví dụ là Super Cruise của General Motors và BlueCruise của Ford, cả hai đều sử dụng camera trong xe để theo dõi sự tập trung của người lái và phát ra cảnh báo nếu sự tập trung giảm sút.

Hình 4. Ví dụ về việc sử dụng Vision AI để cảnh báo tài xế về va chạm phía trước. (Nguồn).

Vision AI có thể cứu mạng người trên đường#

Các hệ thống giám sát sự tập trung của người lái không chỉ là những đổi mới mang tính thử nghiệm; chúng đã được đưa vào sản xuất. Mệt mỏi và mất tập trung là những thách thức hàng ngày đối với các tài xế xe tải đường dài, những người thường dành nhiều giờ trên đường với ít thời gian nghỉ ngơi.

Vision AI giờ đây đang giúp giải quyết vấn đề này bằng cách giám sát độ tỉnh táo của tài xế theo thời gian thực. Một ví dụ điển hình là hệ thống Driver Alert Support được nâng cấp do Volvo Trucks giới thiệu. Hệ thống này kết hợp camera theo dõi mắt hướng vào trong với camera hướng về phía trước để giám sát vị trí làn đường và kiểu lái xe. Hơn thế nữa, các hãng sản xuất ô tô khác đang tích hợp các hệ thống giám sát tài xế được hỗ trợ bởi computer vision và AI để giúp tài xế luôn tỉnh táo và tập trung.

Ưu điểm và nhược điểm của việc giám sát sự tập trung của người lái#

Dưới đây là một số ưu điểm chính khi sử dụng các hệ thống giám sát sự tập trung của người lái:

• Phát hiện thời gian thực: Các model computer vision có thể phân tích biểu cảm khuôn mặt, cử động mắt và vị trí đầu trong thời gian thực, cho phép phát hiện sớm sự mệt mỏi hoặc mất tập trung.
• Giám sát không gây phiền nhiễu: Không giống như các cảm biến đeo được, các hệ thống dựa trên camera theo dõi sự tập trung một cách thụ động mà không yêu cầu bất kỳ tiếp xúc vật lý hoặc nỗ lực thêm nào từ người lái.
• Khả năng mở rộng và thích ứng: Các model dựa trên tầm nhìn có thể được liên tục huấn luyện lại và cải thiện bằng dữ liệu mới, tăng cường độ chính xác trong các điều kiện ánh sáng, kiểu khuôn mặt và môi trường khác nhau.

Mặc dù các hệ thống giám sát sự tập trung của người lái mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng có một vài hạn chế cần xem xét. Dưới đây là một số yếu tố quan trọng cần ghi nhớ:

• Vấn đề về ánh sáng và tầm nhìn: Hiệu suất của computer vision có thể giảm trong điều kiện ánh sáng kém, chói mắt hoặc khi người lái đeo kính phản quang hoặc mũ che khuất các đặc điểm khuôn mặt chính.
• Mối lo ngại về quyền riêng tư dữ liệu: Việc thu thập và xử lý video trong khoang xe làm dấy lên các câu hỏi về cách dữ liệu khuôn mặt và các mô hình hành vi được lưu trữ, sử dụng và bảo vệ.
• Nhu cầu tính toán: Phân tích video thời gian thực đòi hỏi công suất xử lý đáng kể, điều này có thể làm tăng chi phí hệ thống và mức tiêu thụ năng lượng.

Các điểm chính cần lưu ý#

Việc giữ tỉnh táo sau tay lái là điều cần thiết để lái xe an toàn. Ngay cả một khoảnh khắc mất tập trung hoặc mệt mỏi ngắn ngủi cũng có thể làm tăng nguy cơ tai nạn.

Các hệ thống giám sát sự tập trung của người lái được hỗ trợ bởi Vision AI giúp giảm thiểu rủi ro đó bằng cách theo dõi các dấu hiệu thị giác như cử động mắt, kiểu chớp mắt và vị trí đầu. Bằng cách nhận diện các dấu hiệu sớm của sự buồn ngủ hoặc thiếu tập trung, các hệ thống này có thể cảnh báo người lái kịp thời để tập trung trở lại và giữ an toàn trên đường.

Khám phá thêm về AI bằng cách tham gia cộng đồng của chúng tôi và truy cập kho lưu trữ GitHub của chúng tôi. Hãy xem các trang giải pháp của chúng tôi để đọc về AI trong robot và computer vision trong y tế. Khám phá các tùy chọn cấp phép của chúng tôi và bắt đầu xây dựng với Vision AI ngay hôm nay!