Vision AI thúc đẩy các hệ thống giám sát mức độ tập trung của tài xế

Một quãng đường cao tốc dài, chuyến lái xe đêm muộn hoặc một ngày bận rộn đều có thể khiến bất kỳ tài xế nào cảm thấy mệt mỏi. Nhưng chỉ một thoáng mất tập trung cũng có thể tạo ra khác biệt lớn đối với an toàn giao thông.

Đó là lý do nhiều nhà sản xuất ô tô đang chuyển sang công nghệ mới để giúp tài xế luôn tỉnh táo và tập trung. Từ cảm biến theo dõi cách đánh lái đến camera phát hiện dấu hiệu mệt mỏi, các phương tiện ngày nay ngày càng thông minh hơn trong việc nhận biết khi sự chú ý của tài xế bắt đầu chệch hướng.

Đặc biệt, nhờ thị giác máy tính, một nhánh của trí tuệ nhân tạo (AI), máy móc hiện có thể diễn giải hình ảnh và video tương tự con người. Đối với phương tiện, thị giác máy tính 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 thị giác máy tính như phát hiện đối tượng (xác định và định vị vật thể trong ảnh), theo dõi đối tượng (theo dõi các vật thể đó qua nhiều khung hình) và phân đoạn từng cá thể (tách từng vật thể riêng biệt khỏi nền), có thể ứng 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 tìm hiểu nguyên nhân gây mất tập trung và buồn ngủ khi lái xe, cách Vision AI vận hành các hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế và cách những hệ thống này góp phần định hình tương lai an toàn hơn cho tài xế ở khắp mọi nơi.

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

Giữ tập trung sau tay lái đòi hỏi sự chú ý liên tục. Mỗi giây, tài xế xử lý thông tin từ biển báo đường bộ, tín hiệu giao thông và chuyển động của các phương tiện xung quanh. Khi sự tập trung suy giảm, dù chỉ trong chốc lát, nguy cơ xảy ra tai nạn tăng mạnh.

Các nghiên cứu cho thấy tài xế thường xuyên hoặc nhiều lần rời mắt khỏi đường để nhìn hướng khác hoặc bấm các nút trong xe có khả năng gặp va chạm hoặc suýt va chạm cao hơn, dù mức tăng rủi ro không hẳn chính xác gấp đôi.

Những phát hiện này cho thấy sự chú ý có thể chệch hướng dễ dàng đến mức nào; vấn đề này được gọi là mất tập trung khi lái xe. Tình trạng này xảy ra khi mắt hoặc tâm trí tài xế rời khỏi con đường, dù là để xem điện thoại, đổi nhạc hay mải suy nghĩ. Chỉ cần liếc đi chỗ khác 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 tài xế mất tập trung. (Nguồn)

Trong khi đó, tình trạng buồn ngủ khi lái xe thường phát triển dần, thường do mệt mỏi hoặc thiếu ngủ. Tài xế buồn ngủ có thể chớp mắt chậm, gật đầu hoặc nới lỏng tay cầm vô lăng. Khi mệt mỏi tăng lên, thời gian phản ứng chậm lại và việc duy trì khả năng kiểm soát trở nên khó khăn hơn.

Nhận biết tài xế có tỉnh táo hay không#

Dưới đây là một số dấu hiệu phổ biến cho thấy tài xế mất tập trung hoặc buồn ngủ:

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

Ban đầu, những dấu hiệu này có thể khó nhận thấy nhưng sẽ rõ hơn theo thời gian, đặc biệt trong các chuyến đi dài hoặc vào ban đêm. Nhận biết sớm giúp tài xế tỉnh táo, tập trung và an toàn trên đường.

Nhu cầu giám sát sự chú ý của tài xế#

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

Để giúp giảm thiểu những rủi ro này, các cải tiến mới sử dụng camera ứng dụng Vision AI để giám sát khuôn mặt và mắt của người lái. Những công nghệ này, được gọi là hệ thống giám sát mức độ tập trung của người lái, được thiết kế để phát hiện sớm dấu hiệu mệt mỏi hoặc mất tập trung, đồng thời giúp người lái tỉnh táo và an toàn.

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

Khi hệ thống phát hiện các dấu hiệu cảnh báo như chớp mắt chậm hơn, gật đầu hoặc ánh mắt rời khỏi đường, hệ thống thường phát cảnh báo nhẹ, chẳng hạn như tín hiệu hình ảnh hoặc âm thanh, nhắc tài xế tập trung trở lại trước khi nguy hiểm gia tăng.

Giám sát sự chú ý của tài xế: Cách thức hoạt động#

Các hệ thống giám sát mức độ tập trung của tài xế được thiết kế để nhận biết khi tài xế bắt đầu mất tập trung, điều này có thể diễn ra từ từ mà chính tài xế 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 mắt của tài xế.

Để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong mọi điều kiện, nhiều hệ thống sử dụng camera hồng ngoại có thể ghi lại rõ các chi tiết trên khuôn mặt ngay cả vào ban đêm, trong điều kiện thiếu sáng hoặc thời tiết xấu. Vì thời điểm xử lý rất quan trọng trong ứng dụng giám sát mức độ tập trung của tài xế, cảnh quay từ camera cần được phân tích theo thời gian thực để phát hiện và phản hồi các dấu hiệu mệt mỏi hoặc mất tập trung.

Vision AI diễn giải hành vi của tài xế như thế nào#

Vậy các hệ thống này thực sự hoạt động như thế nào? Camera ghi lại video trực tiếp, sau đó video được phân tích bởi các model Vision AI được huấn luyện để diễn giải tư thế và hành vi khuôn mặt của con người. Các model này phát hiện những tín hiệu hình ảnh tinh tế cho biết người lái tỉnh táo hay mất tập trung. Ví dụ, bạn có thể thử model phát hiện buồn ngủ của người lái được tinh chỉnh từ YOLO26n trên Ultralytics Platform, hoặc tự huấn luyện model trên dataset phát hiện buồn ngủ của người lái.

Phân tích dấu hiệu trên khuôn mặt và cơ thể#

Hệ thống Vision AI tích hợp các model này có thể phát hiện và theo dõi khuôn mặt cũng như tư thế tổng thể của người lái bằng các kỹ thuật ước tính tư thế. Hệ thống xác định các keypoint như mắt, mũi, miệng, vai và vị trí đầu, cho phép theo dõi chuyển động và sự căn chỉnh ngay cả khi ánh sáng thay đổi hoặc người lái đổi tư thế.

Sau khi phát hiện khuôn mặt người lái, hệ thống ước tính hướng đầu để xác định người lái đang nhìn về đâu: thẳng về phía trước trên đường, nhìn xuống thiết bị hay nhìn sang bên. Sau đó, hệ thống tập trung vào mắt, phân tích tần suất chớp mắt, thời lượng chớp mắt và hướng nhìn để đánh giá mức độ tập trung.

Hình 3. Hệ thống giám sát mức độ tập trung của tài xế đang hoạt động. (Nguồn)

Chớp mắt chậm, nhắm mắt hoặc mắt rời khỏi mặt đường có thể là dấu hiệu mệt mỏi hoặc mất tập trung. Một số hệ thống còn sử dụng machine learning để theo dõi tư thế và kiểu chuyển động theo thời gian, so sánh với hành vi bình thường khi tập trung nhằm nhận diện các dấu hiệu diễn ra từ từ như gật gù, khom người hoặc phản ứng chậm hơn.

Phát hiện mệt mỏi và phát cảnh báo về mức độ tập trung của tài xế#

Khi phát hiện các dấu hiệu ban đầu của tình trạng mệt mỏi hoặc thiếu tập trung, hệ thống sẽ gửi cảnh báo nhẹ nhàng để giúp tài xế tập trung trở lại. Cảnh báo có thể là tiếng chuông nhỏ, rung vô lăng hoặc lời nhắc hiển thị trên bảng điều khiển. Nếu tài xế không phản hồi, cảnh báo sẽ trở nên dễ nhận thấy hơn cho đến khi tài xế chú ý trở lại đường.

Vision AI cũng hỗ trợ các tính năng an toàn và hỗ trợ tài xế khác#

Ngoài việc giám sát mức độ tập trung của tài xế, Vision AI còn có thể cải thiện nhiều tính năng an toàn và hỗ trợ tài xế trên các phương tiện hiện nay. Ví dụ, khi hệ thống phát hiện dấu hiệu mất tập trung hoặc buồn ngủ, hệ thống có thể chia sẻ thông tin đó với các hệ thống khác trên xe, giúp xe điều chỉnh hành vi và duy trì hành trình an toàn, ổn định.

Dưới đây là một số hệ thống khác được thiết kế để hỗ trợ tài xế:

• Kiểm soát hành trình thích ứng: Duy trì tốc độ đã đặt và tự động điều chỉnh để giữ khoảng cách an toàn với phương tiện phía trước.
• Hỗ trợ giữ làn đường: Hệ thống này điều chỉnh tay lái nhẹ nhàng để giúp xe đi ở giữa làn và hạn chế chệch làn ngoài ý muốn.
• Cảnh báo va chạm phía trước: Tính năng này cảnh báo tài xế khi phát hiện nguy cơ va chạm hoặc tình trạng giao thông đột ngột giảm tốc.
• Hệ thống hỗ trợ lái xe rảnh tay: Các tính năng này cho phép lái xe rảnh tay ở mức độ hạn chế trên những tuyến đường tương thích, đồng thời theo dõi mức độ tập trung của tài xế để 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 mức độ tập trung của tài xế và phát cảnh báo nếu tài xế mất tập trung.

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

Vision AI có thể cứu mạng người trên đường#

Các hệ thống giám sát mức độ tập trung của tài xế không chỉ là những cải tiến thử nghiệm; chúng đã được đưa vào sản xuất. Mệt mỏi và mất tập trung là những thách thức thường nhật đối với tài xế xe tải đường dài, những người thường phải lái xe nhiều giờ liền với rất ít thời gian nghỉ.

Vision AI hiện đang giúp giải quyết vấn đề này bằng cách theo dõi mức 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 kết hợp camera hướng vào trong để theo dõi mắt với camera hướng về phía trước để giám sát vị trí trong làn và kiểu lái xe. Ngoài ra, các nhà sản xuất ô tô khác cũng đang tích hợp hệ thống giám sát tài xế ứng dụng thị giác máy tính và AI nhằm giúp tài xế luôn tỉnh táo và tập trung.

Ưu và nhược điểm của việc giám sát mức độ tập trung của tài xế#

Dưới đây là một số lợi ích chính của hệ thống giám sát mức độ tập trung của tài xế:

• Phát hiện theo thời gian thực: Model thị giác máy tính có thể phân tích biểu cảm khuôn mặt, chuyển động mắt và vị trí đầu theo thời gian thực, giúp phát hiện sớm tình trạng mệt mỏi hoặc mất tập trung.
• Giám sát không gây phiền toái: Khác với cảm biến đeo trên người, hệ thống sử dụng camera theo dõi mức độ tập trung một cách thụ động, không cần tiếp xúc cơ thể hay yêu cầu tài xế phải thực hiện thêm thao tác.
• Khả năng mở rộng và thích ứng: Model dựa trên thị giác có thể được huấn luyện lại và cải tiến liên tục bằng dữ liệu mới, nâng cao độ chính xác trong các điều kiện ánh sáng, kiểu khuôn mặt và môi trường khác nhau.

Dù mang lại nhiều lợi ích, hệ thống giám sát mức độ tập trung của tài xế cũng có một số hạn chế cần cân nhắc. Dưới đây là những yếu tố chính cần lưu ý:

• Vấn đề về ánh sáng và tầm nhìn: Hiệu suất thị giác máy tính có thể giảm trong điều kiện thiếu sáng, bị chói hoặc khi tài xế đeo kính phản quang hay đội mũ che khuất các đặc điểm quan trọng trên khuôn mặt.
• Lo ngại về quyền riêng tư dữ liệu: Việc ghi và xử lý video trong khoang xe đặt ra câu hỏi về cách lưu trữ, sử dụng và bảo vệ dữ liệu khuôn mặt cũng như các kiểu hành vi.
• Nhu cầu tính toán: Phân tích video theo thời gian thực đòi hỏi năng lực xử lý đáng kể, có thể làm tăng chi phí hệ thống và mức tiêu thụ năng lượng.

Điểm chính cần ghi nhớ#

Luôn tỉnh táo sau tay lái là điều thiết yếu để lái xe an toàn. Chỉ một khoảnh khắc mất tập trung hoặc mệt mỏi cũng có thể làm tăng nguy cơ xảy ra tai nạn.

Các hệ thống giám sát mức độ tập trung của tài xế ứng dụng Vision AI giúp giảm nguy cơ đó bằng cách theo dõi các dấu hiệu thị giác như chuyển động mắt, kiểu chớp mắt và vị trí đầu. Bằng cách nhận diện sớm các dấu hiệu buồn ngủ hoặc thiếu tập trung, những hệ thống này có thể cảnh báo tài xế kịp thời để họ tập trung trở lại và lái xe an toàn.

Tìm hiểu thêm về AI bằng cách tham gia cộng đồng và truy cập kho GitHub của chúng tôi. Hãy xem các trang giải pháp để đọc về thị giác máy tính trong ngành ô tô và thị giác máy tính trong chăm sóc sức khỏe. Khám phá các tùy chọn cấp phép và bắt đầu xây dựng với Vision AI ngay hôm nay!