Telemática por vídeo com DMS: um guia completo

Os sistemas eletrônicos baseados em ADAS que auxiliam o motorista e aumentam a segurança foram o ponto de partida de uma evolução liderada pela tecnologia que nos levou à rampa em direção à automação total (Níveis 1-5). Desde seu início humilde com alertas passivos ao motorista até os sistemas de direção autônoma mais sofisticados que estão sendo testados nas estradas atualmente, o foco principal tem sido a detecção e a reação ao ambiente externo. Uma olhada em alguns dos recursos de segurança mais comuns disponíveis nos veículos de produção em massa atualmente valida essa avaliação:

• Detecção/evitação de pedestres
• Aviso/correção de saída de pista
• Reconhecimento de sinais de trânsito
• Frenagem automática de emergência
• Detecção de ponto cego

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Os DMS (Sistemas de Monitoramento do Motorista), por outro lado, monitoram o interior da cabine de um veículo, mais especificamente o motorista, principalmente por meio de câmeras apontadas para dentro. Os algoritmos de IA monitoram em tempo real a atenção, a fadiga, a sonolência e muito mais do motorista. Como fica claro na norma J3016, até o Nível 3 (e possivelmente até o Nível 4), o motorista deve estar atento e pronto para assumir o controle a qualquer momento. Sendo os tempos de reação humana o que são, torna-se imperativo monitorar o motorista o tempo todo, para garantir que ele nunca se deixe levar por uma sensação de complacência com consequências fatais.

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Mesmo sem levar em conta a visão agora predominante de que o DMS será um componente essencial da jornada rumo à automação total, existem hoje casos de uso suficientemente urgentes em veículos comerciais e de passageiros que tornam os sistemas DMS um componente essencial de qualquer sistema de segurança OEM e pós-venda. Nosso foco é a videotelemática, o segmento de crescimento mais rápido da telemática de frotas, e o papel fundamental que o DMS baseado em câmeras desempenhará em três casos de uso principais: identificação do motorista, alertas na cabine e treinamento eficaz do motorista. Também analisamos os diferentes tipos de hardware de pós-venda disponíveis para DMS e seus prós e contras.

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Identificação do motorista

A associação de um motorista a cada viagem é de fundamental importância para uma frota, seja do ponto de vista da conformidade (HoS) ou da análise para fins operacionais, como a segurança do motorista. Normalmente, isso tem sido resolvido com o uso de várias modalidades, incluindo autenticação por meio de aplicativos móveis, cartões NFC, atribuições post-hoc pelo gerente de frota, entre outras. Todas elas exigem intervenção manual e, portanto, são suscetíveis a erros humanos em graus variados:

• As viagens não são atribuídas quando o motorista esquece seu cartão de acesso.

• Os motoristas são atribuídos erroneamente quando os motoristas mudam e o motorista que sai esquece de fazer o logout.
• Erros do gerente de frota ao ter que reconciliar várias viagens não atribuídas com diferentes motoristas (um processo trabalhoso, meticuloso e lento).

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Uma câmera voltada para o motorista, capaz de identificar o motorista de forma confiável usando o reconhecimento facial, pode resolver muitos dos problemas observados nos esquemas de autenticação manual. O fluxo de trabalho pode ser dividido em duas partes:

• Registro de motoristas: Refere-se a um processo em que imagens do rosto de um motorista são registradas em um sistema (com o consentimento do motorista), para ajudar o sistema a "aprender" a aparência do motorista. Uma representação das características faciais do motorista é gerada e armazenada com segurança em um banco de dados associado à frota. Isso é feito em toda a frota para todos os motoristas ativos e pode ser feito pelos próprios motoristas usando aplicativos móveis ou por gerentes de frota com acesso central a um portal de gerenciamento de motoristas. Um sistema híbrido também é possível, em que o registro é feito automaticamente quando o motorista se inscreve por meio de outra modalidade, como um cartão NFC, e, com o tempo, toda a frota é coberta.
• Reconhecimento do motorista: Refere-se ao processo de atribuição automática de um motorista a uma viagem, comparando a representação do rosto do motorista com a biblioteca de motoristas registrados para essa frota específica. Se for encontrada uma correspondência de confiança suficientemente alta, um motorista será atribuído à viagem em questão. Algumas regulamentações, como a exigência do ELD, não permitem a atribuição automática de motoristas, portanto, uma sugestão ao gerente de frota usando um identificador separado costuma ser mais adequada.

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Alertas na cabine

Assim como no ADAS, esse é o caso de uso original de qualquer sistema de assistência: fornecer feedback ao motorista em tempo real para corrigir comportamentos potencialmente perigosos. Os eventos mais comuns do motorista detectados pelo DMS são:

• Distração do motorista: Refere-se a uma ampla categoria de eventos que tiram a atenção do motorista da estrada - olhar para o celular, falar ou enviar mensagens de texto, conversar com os passageiros, comer, fumar, etc. Ao alertar o motorista em tempo real, possíveis incidentes críticos podem ser evitados. Os algoritmos de detecção de distração precisam ser robustos em variações como etnia, sexo, idade etc., e também em diferentes veículos com diferentes distâncias relativas entre a câmera e o motorista. Isso geralmente é tratado por meio de um processo de autocalibração baseado no rosto do motorista e na posição de direção padrão em relação à câmera. Outros parâmetros, como velocidade do veículo, sinais de mudança de direção, etc., também são essenciais para o ajuste fino dos algoritmos de distração do motorista para ignorar casos legítimos em que os motoristas precisam desviar o olhar da estrada por um curto período de tempo.

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• Sonolência do motorista: Refere-se a eventos provocados pela fadiga do motorista que causam episódios de microssono. As câmeras DMS de alta resolução, montadas adequadamente, usam pontos de referência ao redor do rosto e dos olhos para detectar padrões indicativos de microssono e avisar o motorista. Esses algoritmos geralmente têm limitações quanto ao uso de óculos de sol que bloqueiam a luz infravermelha (as câmeras DMS precisam de iluminação infravermelha para iluminar a cabine na ausência de luz ambiente).

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• Aviso do cinto de segurança: A detecção da conformidade do cinto de segurança por meio de sinais do ônibus do veículo é notoriamente desafiadora em várias classes de veículos e também sofre com a limitação técnica de detectar apenas se o cinto de segurança está travado, não se o motorista o está usando. Os algoritmos de IA podem detectar de forma confiável a assinatura do cinto de segurança no tronco do motorista e fornecer alertas programados até que o motorista esteja em conformidade.

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Quando combinados com o ADAS, os dados de qualquer um dos sistemas podem ser usados para dar mais nuances aos alertas gerados pelo outro, por exemplo, quando um sistema DMS detecta um motorista desviando o olhar da estrada, os limites do ADAS que alertam contra colisão frontal ou desvio de faixa podem ser reconfigurados automaticamente.

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No contexto do gerenciamento de frotas, os alertas do DMS também são frequentemente combinados em meta-eventos para alertar o gerente de frota. Em situações em que um motorista está gerando vários alertas de distração em um curto espaço de tempo, as notificações automáticas podem ser configuradas para que o gerente de frota intervenha manualmente e evite um possível incidente.

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Treinamento de motoristas

Embora o treinamento de motoristas em tempo real para evitar acidentes seja essencial para evitar acidentes, com o tempo surgem padrões de comportamento que só podem ser corrigidos por meio da análise do comportamento do motorista, juntamente com uma revisão manual dos vídeos de incidentes. Os facilitadores mais comuns do treinamento de motoristas post-hoc usando o DMS são:

• Destaques baseados em gravidade de eventos críticos de distração ou sonolência do motorista, ajudando os gerentes de frota a se concentrarem facilmente nos incidentes mais críticos. A gravidade dos eventos de DMS geralmente é uma combinação de métricas intrínsecas, como ângulo e duração da postura da cabeça e do olhar, e parâmetros externos, como localização, velocidade e entradas de outros sistemas, como o ADAS. Os gerentes de frotas podem marcar ou adicionar eventos aos favoritos para revisão do motorista, que pode concluir como parte da lista de verificação pré-viagem antes da próxima viagem, geralmente por meio de um aplicativo móvel do motorista.

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• Análises que correlacionam a sonolência do motorista com a duração da viagem, o que pode ajudar os gerentes de frota a orientar os motoristas para que façam as pausas necessárias em viagens de longa distância. Da mesma forma, os eventos de distração podem ser correlacionados com a hora do dia, o tráfego, o clima e outros fatores externos, criando programas direcionados para o aprimoramento do motorista.
• Subclassificação automática de eventos de direção distraída em categorias como fumar, comer ou beber para fornecer informações mais acionáveis aos motoristas.

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Hardware do mercado de reposição

As câmeras voltadas para o motorista para DMS são fornecidas em duas variantes principais:

• Unibody Câmeras de painel: Essa é a categoria mais comum de câmeras de painel do mercado de reposição e consiste em uma câmera voltada para a estrada e uma voltada para o motorista integradas na mesma unidade. Embora isso leve a uma menor complexidade de instalação, é preciso tomar cuidado para garantir que as visualizações voltadas para a estrada e para o motorista sejam ideais para o ADAS e o DMS. Além disso, o ideal é que as câmeras também ofereçam giros independentes para as câmeras voltadas para a estrada e para o motorista, a fim de proporcionar o máximo de flexibilidade para garantir que as áreas apropriadas da estrada e da cabine sejam adequadamente cobertas pela única unidade. Deve-se observar que, no caso de dashcams monobloco, a posição da câmera não pode ficar diretamente na frente do motorista, de acordo com a maioria das normas de segurança, e, portanto, a visão da câmera do motorista fica em ângulo e não diretamente reta - as posições ideais de montagem geralmente são descentralizadas e inclinadas em direção ao motorista. As soluções DMS do mercado de reposição precisam calibrar a posição do motorista e levar isso em conta nos diferentes algoritmos que consideram a posição da cabeça e o olhar dos olhos em relação à linha de movimento do veículo.
• Dedicado Câmeras DMS: Câmeras desse tipo são mais populares em sistemas DMS de OEM, nos quais uma câmera dedicada é instalada de fábrica para uma cobertura ideal da cabeça e dos olhos do motorista. No mercado de reposição, é mais comum ver as câmeras DMS como um acessório separado de uma câmera principal voltada para a estrada ou de uma unidade MDVR, com a flexibilidade de montá-las independentemente. A complexidade adicional da instalação devido à fiação extra e às instruções de montagem separadas é compensada pela visão ideal do motorista que pode ser garantida por uma unidade dedicada voltada para o motorista.

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Os LEDs IR que fornecem iluminação na ausência de luz ambiente são obrigatórios para todas as câmeras voltadas para o motorista e são projetados para fornecer uma visão nítida das características faciais do motorista em todos os momentos. Consequentemente, os algoritmos de DMS devem ser treinados para funcionar igualmente bem em vídeos capturados com iluminação normal e sob iluminação infravermelha, cuja aparência pode variar significativamente.

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A rápida penetração da telemática de vídeo, aliada à maior conscientização sobre os problemas de segurança relacionados à distração do motorista, criou ventos favoráveis significativos para a adoção do DMS por frotas comerciais em todo o mundo. As instalações do mercado de reposição também têm o efeito salutar de aprimorar os algoritmos do DMS por meio da exposição a um grande conjunto de dados do mundo real sobre a etnia, a idade, o gênero, os pelos faciais, os óculos e muito mais dos motoristas, além de diferentes ambientes e condições de iluminação. Visto dessa forma, as instalações do mercado de reposição são uma etapa essencial para a criação de soluções robustas baseadas em DMS pelos OEMs e podem até mesmo ser precursoras de muitas inovações que acabarão sendo incorporadas posteriormente aos sistemas instalados na linha de montagem.

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À medida que os sistemas de segurança baseados em DMS entram firmemente no mercado, é hora de os provedores de serviços de telemática e as frotas os adotarem ativamente e os integrarem às soluções e aos fluxos de trabalho existentes. Entre em contato conosco para saber mais sobre os recursos DMS disponíveis no RideView.