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

Một chặng đường cao tốc dài, chuyến lái xe đêm khuya hoặc một ngày bận rộn có thể khiến bất kỳ tài xế nào cảm thấy mệt mỏi. Nhưng ngay cả một khoảnh khắc mất tập trung ngắn ngủi cũng có thể tạo ra khác biệt lớn đối với an toàn đường bộ.

Đó là lý do nhiều nhà sản xuất ô tô đang chuyển sang các công nghệ mới để giúp tài xế luôn tỉnh táo và tập trung. Từ các cảm biến theo dõi kiểu 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 suy giảm.

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. Trong lĩnh vực 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 đối tượng trong ảnh), theo dõi đối tượng (theo dõi các đối tượng đó qua từng frame) và phân đoạn instance (tách từng đối tượng riêng lẻ khỏi nền), có thể được áp dụng để giám sát tư thế, vị trí đầu và mức độ chú ý 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 hỗ trợ các hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế, cũng như cách các hệ thống này đang định hình một tương lai an toàn hơn cho tài xế ở mọi nơi.

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

Duy trì sự tập trung sau tay lái đòi hỏi sự chú ý liên tục. Mỗi giây, tài xế phải xử lý 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 thời gian ngắn, nguy cơ xảy ra tai nạn tăng mạnh.

Các nghiên cứu cho thấy những tài xế rời mắt khỏi đường nhiều hơn một lần hoặc thường xuyên nhấn các nút trong xe có khả năng gặp tai nạn hoặc sự cố suýt va chạm cao hơn, ngay cả khi mức tăng rủi ro không chính xác là gấp đôi.

Những phát hiện này cho thấy sự chú ý có thể dễ dàng suy giảm như thế nào, một vấn đề được gọi là mất tập trung khi lái xe. Điều này xảy ra khi mắt hoặc tâm trí của tài xế rời khỏi đường, chẳng hạn như khi kiểm tra điện thoại, đổi nhạc hoặc chìm vào suy nghĩ. Chỉ một lần liếc nhìn sang hướng 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 phát triển dần dần, thường do mệt mỏi hoặc thiếu ngủ. Tài xế buồn ngủ có thể chớp mắt chậm, gật gù hoặc nới lỏng tay nắm vô lăng. Khi sự mệt mỏi xuất hiện, thời gian phản ứng chậm lại và việc kiểm soát xe trở nên khó khăn hơn.

Xác định tài xế có tỉnh táo hay không#

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

• 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 của tài xế gật về phía trước hoặc nghiêng sang một bên.
• Chuyển động của mắt và hướng nhìn: Tài xế rời mắt khỏi đường quá lâu.
• Thiếu thao tác đánh lái: Tài xế thực hiện các điều chỉnh tay lái nhỏ hoặc chậm trong khi lái xe.

Những dấu hiệu này có thể bắt đầu rất nhẹ nhưng trở nên rõ ràng hơn theo thời gian, đặc biệt trong các chuyến đi dài hoặc vào ban đêm. Nhận biết sớm giúp tài xế duy trì sự tỉnh táo, tập trung và an toàn trên đường.

Nhu cầu giám sát sự chú ý của tài xế#

Ngay cả với các tính năng nâng cao như hỗ trợ giữ làn đường, giúp giữ xe ở giữa làn, hoặc điều khiển hành trình thích ứng, giúp 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 duy trì sự tỉnh táo vẫn là trách nhiệm của tài xế.

Để giúp giảm những rủi ro này, các cải tiến mới hiện sử dụng camera tích hợp Vision AI để giám sát khuôn mặt và mắt của tài xế. Những công nghệ này, được gọi là các hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế, được thiết kế để phát hiện sớm các dấu hiệu mệt mỏi hoặc mất tập trung và giúp tài xế luôn tỉnh táo, 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 hướng nhìn rời khỏi đường, hệ thống thường gửi các cảnh báo nhẹ nhàng, như cảnh báo bằng 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 sự chú ý của tài xế được thiết kế để nhận biết khi tài xế bắt đầu mất tập trung, điều có thể diễn ra dần dần mà tài xế thậm chí 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 hiệu suất đáng tin cậy trong mọi điều kiện, nhiều hệ thống sử dụng camera hồng ngoại có thể ghi lại rõ các chi tiết khuôn mặt ngay cả vào ban đêm, trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc thời tiết xấu. Vì giám sát sự chú ý của tài xế là một ứng dụng đòi hỏi tính kịp thời cao, cảnh quay do camera ghi lại phải được phân tích theo thời gian thực để phát hiện và phản hồi các dấu hiệu mệt mỏi hoặc mất tập trung.

Cách Vision AI diễn giải hành vi của tài xế#

Vậy các hệ thống này thực sự hoạt động như thế nào? Camera ghi lại video trực tiếp, sau đó 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 dấu hiệu hình ảnh tinh tế cho biết tài xế có thể đang tỉnh táo hay mất tập trung.

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

Một hệ thống Vision AI được tích hợp các model này có thể phát hiện và theo dõi khuôn mặt cũng như tư thế tổng thể của tài xế bằng các kỹ thuật ước tính tư thế. Hệ thống xác định các điểm chính như mắt, mũi, miệng, vai và vị trí đầu, cho phép theo dõi chuyển động và độ thẳng hàng ngay cả khi điều kiện ánh sáng thay đổi hoặc tài xế thay đổi tư thế.

Sau khi phát hiện khuôn mặt tài xế, hệ thống ước tính hướng của đầu để xác định tài xế đang nhìn về đâu: thẳng về phía trước trên đường, nhìn xuống một 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 sự chú ý.

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

Chớp mắt chậm, nhắm mắt hoặc hướng mắt rời khỏi 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 tỉnh táo, bình thường nhằm xác định các dấu hiệu dần xuất hiện như gật đầu, khom người hoặc phản ứng chậm hơn.

Phát hiện mệt mỏi và đưa ra cảnh báo về sự chú ý của tài xế#

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

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

Ngoài việc giám sát sự chú ý của tài xế, Vision AI có thể nâng cao nhiều tính năng an toàn và hỗ trợ tài xế có trong các phương tiện ngày 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:

• Điều khiển hành trình thích ứng: 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 vị trí trung tâm trong làn và giảm việc chệch hướng ngoài ý muốn.
• Cảnh báo va chạm phía trước: Tính năng này nhằm cảnh báo tài xế khi phát hiện khả năng xảy ra 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 ở mức giới hạn trên những tuyến đường tương thích, đồng thời giám sát sự chú ý của tài xế để hỗ trợ đảm bảo an toàn. Hai 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 sự chú ý suy giảm.

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 sống con người trên đường#

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

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

Ưu và nhược điểm của việc giám sát sự chú ý của tài xế#

Dưới đây là một số ưu điểm chính của việc sử dụng các hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế:

• Phát hiện theo thời gian thực: Các model thị giác máy tính có thể phân tích biểu cảm khuôn mặt, chuyển động mắt và vị trí đầu theo thời gian thực, cho phép phát hiện sớm tình trạng mệt mỏi hoặc mất tập trung.
• Giám sát không xâm lấn: Không giống các cảm biến đeo trên người, các hệ thống dựa trên camera theo dõi sự chú ý một cách thụ động mà không yêu cầu tiếp xúc vật lý hoặc thêm nỗ lực từ tài xế.
• Khả năng mở rộng và thích ứng: Các model dựa trên Vision có thể được huấn luyện lại và cải thiện liên tục bằng dữ liệu mới, nâng cao độ chính xác trong nhiều điều kiện ánh sáng, kiểu khuôn mặt và môi trường khác nhau.

Mặc dù các hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế mang lại nhiều lợi ích, vẫn có một số hạn chế cần cân nhắc. Dưới đây là những yếu tố chính cần lưu ý:

• Vấn đề về ánh sáng và khả năng quan sát: Hiệu suất của thị giác máy tính có thể giảm trong điều kiện ánh sáng kém, 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 lại và xử lý video trong cabin đặt ra câu hỏi về cách dữ liệu khuôn mặt và các kiểu hành vi được lưu trữ, sử dụng và bảo vệ.
• 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.

Những điểm chính#

Duy trì sự tỉnh táo sau tay lái là điều thiết yếu 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 xảy ra tai nạn.

Các hệ thống giám sát sự chú ý của tài xế được hỗ trợ bởi Vision AI giúp giảm rủi ro đó bằng cách theo dõi các dấu hiệu hình ảnh như chuyển động mắt, kiểu chớp mắt và vị trí đầu. Bằng cách nhận biết sớm các dấu hiệu buồn ngủ hoặc mất tập trung, những hệ thống này có thể cảnh báo tài xế kịp thời để tập trung trở lại và duy trì an toàn trên đường.

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