Videotelemática con DMS: guía completa

Los sistemas electrónicos basados en ADAS que ayudan al conductor y mejoran la seguridad fueron el punto de partida de una evolución impulsada por la tecnología que nos ha llevado por la rampa hacia la automatización total (niveles 1-5). Desde sus humildes comienzos con alertas pasivas al conductor hasta los sistemas de conducción autónoma más sofisticados que se prueban hoy en las carreteras, el objetivo principal ha sido detectar el entorno exterior y reaccionar ante él. Si echamos un vistazo a algunos de los dispositivos de seguridad más habituales en los vehículos de producción en serie, confirmaremos esta afirmación:

• Detección/evitación de peatones
• Aviso/corrección de salida de carril
• Reconocimiento de señales de tráfico
• Frenado automático de emergencia
• Detección de ángulos muertos

‍

Por otro lado, los DMS (sistemas de supervisión del conductor) controlan el interior de la cabina de un vehículo, y más concretamente al conductor, principalmente a través de cámaras que apuntan hacia el interior. Los algoritmos de inteligencia artificial controlan en tiempo real la atención, el cansancio y la somnolencia del conductor, entre otras cosas. Como se desprende de la norma J3016, hasta el nivel 3 (y posiblemente hasta el 4) el conductor debe estar atento y preparado para tomar el control en cualquier momento. Los tiempos de reacción humanos son los que son, por lo que resulta imperativo vigilar al conductor en todo momento para asegurarse de que nunca se deje llevar por un sentimiento de complacencia con consecuencias fatales.

‍

Aparte de la opinión ya generalizada de que el DMS será un componente clave en el camino hacia la automatización total, hoy en día existen suficientes casos de uso urgentes, tanto en vehículos comerciales como de pasajeros, que hacen que los sistemas DMS sean un componente fundamental de cualquier sistema de seguridad OEM y posventa. Nos centramos en la videotelemática, el segmento de la telemática para flotas de más rápido crecimiento, y en el papel fundamental que desempeñará el DMS basado en cámaras en tres casos de uso principales: identificación del conductor, alertas en cabina y formación eficaz del conductor. También analizamos los distintos tipos de hardware posventa disponibles para DMS, así como sus ventajas e inconvenientes.

‍

Identificación del conductor

La asociación de un conductor a cada viaje tiene una importancia fundamental para una flota, ya sea desde el punto de vista del cumplimiento de la normativa (HoS) o del análisis con fines operativos, como la seguridad del conductor. Esto se ha resuelto normalmente utilizando una variedad de modalidades, incluyendo la autenticación a través de aplicaciones móviles, tarjetas NFC, asignaciones post-hoc por el gestor de la flota, y más. Todas ellas requieren intervención manual y, por tanto, son susceptibles de error humano en diversos grados:

• Los viajes quedan sin asignar cuando la conductora olvida su tarjeta.

• Los conductores se asignan erróneamente cuando cambian de conductor y el conductor saliente olvidó desconectarse.
• Errores del gestor de la flota al tener que conciliar varios viajes no asignados con distintos conductores (un proceso laborioso, minucioso y lento).

‍

Una cámara orientada hacia el conductor capaz de identificarlo de forma fiable mediante el reconocimiento facial puede resolver muchos de los problemas que plantean los sistemas de autenticación manual. El flujo de trabajo puede dividirse en dos partes:

• Registro de conductores: Se trata de un proceso en el que las imágenes de la cara de un conductor se registran en un sistema (con su consentimiento), para ayudar al sistema a "aprender" cómo es el conductor. Se genera una representación de los rasgos faciales del conductor y se almacena de forma segura en una base de datos asociada a la flota. Esto se hace en toda la flota para todos los conductores activos y pueden hacerlo los propios conductores mediante aplicaciones móviles, o los gestores de flotas con acceso central a un portal de gestión de conductores. También es posible un sistema híbrido, en el que la inscripción se realiza automáticamente cuando el conductor se ha inscrito a través de otra modalidad, como una tarjeta NFC, y con el tiempo se cubre toda la flota.
• Reconocimiento de conductores: Se refiere al proceso de asignar automáticamente un conductor a un viaje comparando la representación de la cara del conductor con la biblioteca de conductores inscritos para esa flota en particular. Si se encuentra una coincidencia lo suficientemente fiable, se asigna un conductor al viaje en cuestión. Algunas normativas, como el mandato ELD, no permiten la asignación automática de conductores, por lo que a menudo resulta más adecuada una sugerencia al gestor de la flota utilizando un identificador independiente.

‍

Alertas en cabina

Como ocurre con los ADAS, éste es el uso original de cualquier sistema de asistencia: proporcionar información al conductor en tiempo real para corregir comportamientos potencialmente peligrosos. Los eventos más comunes del conductor detectados por DMS son:

• Distracción del conductor: Se refiere a una amplia categoría de sucesos que desvían la atención del conductor de la carretera: mirar el móvil, hablar o enviar mensajes de texto, hablar con otros pasajeros, comer, fumar, etc. Alertar al conductor en tiempo real permite evitar posibles incidentes críticos. Los algoritmos de detección de distracciones tienen que ser robustos frente a variaciones como la etnia, el sexo, la edad, etc., y también frente a diferentes vehículos con diferentes distancias relativas entre la cámara y el conductor. Esto suele hacerse mediante un proceso de autocalibración basado en la cara del conductor y su posición predeterminada de conducción respecto a la cámara. Otros parámetros, como la velocidad del vehículo, los intermitentes, etc., también son fundamentales para afinar los algoritmos de distracción del conductor a fin de ignorar los casos legítimos en los que los conductores necesitan apartar la vista de la carretera durante breves periodos de tiempo.

‍

• Somnolencia del conductor: Se refiere a los acontecimientos provocados por la fatiga del conductor que causan episodios de microsueño. Las cámaras DMS de alta resolución, montadas adecuadamente, utilizan puntos de referencia alrededor de la cara y los ojos para detectar patrones indicativos de microsueño y avisar al conductor. Estos algoritmos suelen tener limitaciones en torno al uso de gafas de sol que bloquean la luz IR (las cámaras DMS necesitan iluminación IR para iluminar la cabina en ausencia de luz ambiente).

‍

• Aviso de cinturón de seguridad: Detectar si el conductor lleva puesto el cinturón de seguridad a través de las señales del autobús del vehículo es un reto notorio en una gran variedad de clases de vehículos, y también adolece de la limitación técnica de que sólo detecta si el cinturón de seguridad está abrochado, no que el conductor lo lleve puesto. Los algoritmos de IA pueden detectar con fiabilidad la firma del cinturón de seguridad en el torso del conductor y emitir alertas temporizadas hasta que el conductor lo lleve puesto.

‍

Cuando se combinan con el ADAS, los datos de cualquiera de los dos sistemas pueden utilizarse para matizar las alertas generadas por el otro, por ejemplo, cuando un sistema DMS detecta que un conductor desvía la mirada de la carretera, los umbrales del ADAS que advierten de una colisión frontal o una desviación del carril pueden reconfigurarse automáticamente.

‍

En el contexto de la gestión de flotas, las alertas DMS también se combinan con frecuencia en metaeventos para alertar al gestor de flotas. En situaciones en las que un conductor genera varias alertas de distracción en un breve espacio de tiempo, pueden configurarse notificaciones automáticas para que el gestor de la flota intervenga manualmente y evite un posible incidente.

‍

Formación de conductores

Aunque la formación del conductor en tiempo real para prevenir accidentes es fundamental para evitar accidentes, con el tiempo surgen patrones de comportamiento que sólo pueden corregirse mediante el análisis del comportamiento al volante, junto con una revisión manual de los vídeos de incidentes. Los facilitadores más comunes de la formación post-hoc del conductor mediante DMS son:

• Los eventos críticos de distracción o somnolencia del conductor se destacan en función de la gravedad, lo que ayuda a los gestores de flotas a centrarse fácilmente en los incidentes más críticos. La gravedad de los incidentes de DMS suele ser una combinación de parámetros intrínsecos, como el ángulo y la duración de la postura de la cabeza y la mirada, y parámetros externos, como la ubicación, la velocidad y las entradas de otros sistemas, como ADAS. Los gestores de flotas pueden etiquetar o marcar eventos para que los revise el conductor, que puede completarlos como parte de la lista de comprobación previa al siguiente viaje, normalmente a través de una aplicación móvil para conductores.

‍

• Los análisis que correlacionan la somnolencia del conductor con la duración del viaje pueden ayudar a los gestores de flotas y a los conductores a hacer las pausas necesarias en los viajes largos. Del mismo modo, los eventos de distracción pueden correlacionarse con la hora del día, el tráfico, el tiempo y otros factores externos, creando programas específicos para la mejora del conductor.
• Subclasificación automática de las distracciones al volante en categorías como fumar, comer o beber para proporcionar más información a los conductores.

‍

Hardware posventa

Las cámaras orientadas al conductor para DMS se presentan en dos variantes principales:

• Unibody Cámaras de salpicadero: Esta es la categoría más común de cámaras de salpicadero posventa y consiste en una cámara para la carretera y otra para el conductor integradas en la misma unidad. Aunque esto reduce la complejidad de la instalación, hay que tener cuidado para garantizar que tanto las vistas orientadas hacia la carretera como las orientadas hacia el conductor sean óptimas para ADAS y DMS. Además, lo ideal sería que las cámaras dispusieran también de rótulas giratorias independientes para las cámaras orientadas hacia la carretera y hacia el conductor, a fin de ofrecer la máxima flexibilidad para garantizar que la unidad única cubra adecuadamente las zonas adecuadas de la carretera y de la cabina. Hay que tener en cuenta que, en el caso de las dashcams unibody, la posición de la cámara no puede estar directamente delante del conductor, según la mayoría de las normas de seguridad, por lo que la vista de la cámara del conductor está en ángulo y no directamente recta: las posiciones de montaje óptimas suelen estar descentradas y orientadas hacia el conductor. Las soluciones DMS posventa tienen que calibrar la posición del conductor y tenerla en cuenta en los diferentes algoritmos que consideran la posición de la cabeza y la mirada con respecto a la línea de movimiento del vehículo.
• Dedicado Cámaras DMS: Las cámaras de este tipo son más populares en los sistemas DMS OEM, en los que se instala de fábrica una cámara específica para una cobertura óptima de la cabeza y los ojos del conductor. En el mercado posventa, es más habitual ver cámaras DMS como un accesorio separado de una cámara principal orientada a la carretera o una unidad MDVR, con la flexibilidad de montarlas de forma independiente. La complejidad adicional de la instalación debida al cableado adicional y a las instrucciones de montaje separadas se compensa con la visión óptima del conductor que puede garantizar una unidad dedicada orientada hacia el conductor.

‍

Los LED IR que iluminan en ausencia de luz ambiente son imprescindibles en todas las cámaras orientadas hacia el conductor y están diseñados para proporcionar una visión nítida de los rasgos faciales del conductor en todo momento. En consecuencia, los algoritmos DMS deben entrenarse para funcionar igual de bien en vídeos captados con iluminación normal y con iluminación IR, cuyo aspecto puede variar bastante.

‍

La rápida penetración de la telemática por vídeo, unida a una mayor concienciación sobre los problemas de seguridad que rodean a la distracción del conductor, ha creado importantes vientos de cola para la adopción de DMS por parte de las flotas comerciales en todo el mundo. Las instalaciones posventa también tienen el efecto beneficioso de mejorar los algoritmos DMS a través de la exposición a un gran corpus de datos del mundo real sobre el origen étnico del conductor, la edad, el sexo, el vello facial, las gafas, etc., así como diferentes entornos y condiciones de iluminación. Desde este punto de vista, las instalaciones posventa son un paso fundamental hacia la creación de soluciones sólidas basadas en DMS por parte de los fabricantes de equipos originales, e incluso podrían ser precursoras de muchas innovaciones que acaban más tarde en los sistemas instalados en la línea de montaje.

‍

A medida que los sistemas de seguridad basados en DMS se van imponiendo, es hora de que los proveedores de servicios telemáticos y las flotas los adopten activamente y los integren en las soluciones y los flujos de trabajo existentes. Escríbanos para obtener más información sobre las funciones DMS disponibles en RideView.