ATR預(yù)防交通事故出新招，利用傳感器提高駕駛技術(shù)

怎樣才能減少交通事故死亡人數(shù)？

代表性的答案恐怕是令碰撞時(shí)可保護(hù)乘員的氣囊系統(tǒng)，以及減輕碰撞影響的車體結(jié)構(gòu)等的車輛進(jìn)步吧。日本國內(nèi)的交通事故死亡人數(shù)逐年減少，2009年減少到了5000人以下，被公認(rèn)是汽車安全系統(tǒng)進(jìn)步所作的貢獻(xiàn)。2006年1月，由時(shí)任日本首相小泉純一郎擔(dān)任本部長的IT戰(zhàn)略本部發(fā)表宣言稱，將以“世界最安全的交通社會(huì)”為目標(biāo)，“在2012年度使交通事故死亡人數(shù)減少到5000人以下”，實(shí)際上目標(biāo)已經(jīng)大幅提前實(shí)現(xiàn)。今后，隨著事前察知因而可減輕事故影響的預(yù)防碰撞安全系統(tǒng)的普及，以及能夠預(yù)防碰撞和追尾的智能交通系統(tǒng)（ITS）的擴(kuò)大，交通事故死亡人數(shù)還有望進(jìn)一步減少。

但是，減少交通事故死亡人數(shù)的方法難道只有汽車安全系統(tǒng)嗎？實(shí)際上，交通事故的數(shù)量超過70萬起，雖然一時(shí)有所減少，但仍處于高水平。致死率（死亡人數(shù)除以傷亡人數(shù)之和）為0.54％，近幾年沒有繼續(xù)下降。如果不減少交通事故的數(shù)量，大幅減少交通事故死亡人數(shù)恐怕相當(dāng)困難。ITS的普及和擴(kuò)大雖然有望預(yù)防交通事故，但是，如果駕駛員的駕駛技術(shù)進(jìn)一步提高，交通事故應(yīng)該可以更少。

在這種情況下，國際電氣通信基礎(chǔ)技術(shù)研究所（ATR）開展了一項(xiàng)活動(dòng)，利用電子技術(shù)定量評(píng)價(jià)駕駛員的技術(shù)，通過反饋評(píng)價(jià)結(jié)果，提高駕駛員的預(yù)防安全意識(shí)。將包括左右轉(zhuǎn)彎時(shí)確認(rèn)左右的確定性（脖子的角度和時(shí)間）、轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度、踩踏油門踏板和剎車踏板的時(shí)機(jī)等駕駛員正常駕車行駛時(shí)的舉動(dòng)都加以數(shù)值化。并從中找到駕駛員的駕駛習(xí)慣，明確其與理想駕駛的偏差。通過使駕駛員認(rèn)識(shí)到客觀評(píng)價(jià)的結(jié)果，暴露出駕駛“習(xí)慣”中的潛在危險(xiǎn)，從而把交通事故消滅在“萌芽”狀態(tài)。日前，記者對(duì)2008年實(shí)用化以來，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，并一直在踏實(shí)收集著驗(yàn)證數(shù)據(jù)的ATR系統(tǒng)進(jìn)行了采訪，探索了其對(duì)于預(yù)防安全的效果。

利用頭部和右腳的傳感器掌握駕駛員的情況

ATR的系統(tǒng)使用配備3軸加速度傳感器、3軸陀螺儀傳感器，以及因性能規(guī)格不同還配備了3軸地磁傳感器的傳感器模塊。駕駛員戴上安裝有傳感器模塊的帽子，右腳也安裝相同的模塊（圖1）。帽子的傳感器模塊負(fù)責(zé)檢測面部朝向左右的角度等數(shù)據(jù)，右腳的傳感器模塊則檢測腳踩踏的是油門踏板還是剎車踏板等數(shù)據(jù)。模塊的外形尺寸僅為39mm×44mm×12mm，重量只有20g，因此不會(huì)妨礙駕駛。系統(tǒng)除了該模塊之外，還使用確定車輛位置的GPS模塊，以及收集保存這些模塊數(shù)據(jù)的小型設(shè)備。傳感器模塊檢測的數(shù)據(jù)經(jīng)藍(lán)牙傳送到小型裝置。

                     （ａ）安裝有傳感器模塊的帽子

                   （ｂ）傳感器模塊安裝在右腳上的狀態(tài)

2008年8月投入實(shí)用，首先從培訓(xùn)職業(yè)駕駛員開始

檢測系統(tǒng)以ATR的基礎(chǔ)研究為原型，由ATR與山城汽車駕校在2008年合作開發(fā)（業(yè)務(wù)由ATR-Sensetech開展）。該系統(tǒng)作為自動(dòng)評(píng)價(jià)駕駛員的駕駛技能、提供改善建議的“Objet系統(tǒng)”，于同年8月開始在山城汽車駕校的職業(yè)駕駛員培訓(xùn)中使用。

檢測數(shù)據(jù)為將右腳位置（位于油門踏板、剎車踏板，還是不穩(wěn)定）、頸部扭轉(zhuǎn)角度、車輛速度3個(gè)項(xiàng)目，按時(shí)間的變化來表示（圖2）。據(jù)稱僅用區(qū)區(qū)3個(gè)項(xiàng)目，就能夠知道轉(zhuǎn)彎時(shí)頸部扭轉(zhuǎn)角度是否足以確認(rèn)左右、確認(rèn)時(shí)間是否充分、車輛降速是否足夠、改踩油門踏板的時(shí)機(jī)是否恰當(dāng)?shù)?。結(jié)合直行時(shí)和左右轉(zhuǎn)彎時(shí)等個(gè)別情況的評(píng)價(jià)，對(duì)整體駕駛情況以分?jǐn)?shù)（滿分100分）或5個(gè)級(jí)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。

                   圖2：駕駛技能評(píng)價(jià)示例（通過路口時(shí)）

藍(lán)色波形為左右轉(zhuǎn)頸的動(dòng)作，紅色波形為行駛速度，圖下部紅色帶狀部分為右腳踩踏油門踏板，藍(lán)色部分代表踩踏剎車踏板。

假如轉(zhuǎn)頸不足10度，就不足以確認(rèn)左右，即使轉(zhuǎn)頸幅度大，如果確認(rèn)左右的時(shí)間短，也談不上充分（圖3）。駕駛員如果猶豫“是走還是停”，就會(huì)出現(xiàn)腳位置不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。只需觀察波形，則不只是駕駛員的駕駛習(xí)慣，就連轉(zhuǎn)彎時(shí)“看不見人影，不用太注意吧？”等“駕駛員的想法也能看出來”（ATR智能機(jī)器人研究所環(huán)境智能研究室野間春生）。包括轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度、在視野較差的路口直行時(shí)的減速程度等存在個(gè)人差異的數(shù)據(jù)都能如實(shí)獲知（山城汽車駕校把這種因人而異的速度叫做個(gè)人的“持有速度”）。

                     圖3：駕駛技能評(píng)價(jià)示例（路口左轉(zhuǎn)時(shí)）

由藍(lán)色波形變化小可知，駕駛員轉(zhuǎn)頸動(dòng)作少，左右確認(rèn)不充分。

除了檢測數(shù)據(jù)，從檢測數(shù)據(jù)中看出的特征還將以簡潔的文字展示給駕駛員（圖4）。通過把駕駛員的駕駛習(xí)慣和心理狀態(tài)數(shù)值化，通俗易懂地向駕駛員展示短評(píng)，使駕駛員能夠輕易地注意到自身的危險(xiǎn)性。檢測數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)方式是準(zhǔn)備多種駕駛員安全駕駛的行為模式作為參考，通過將其與檢測數(shù)據(jù)對(duì)比，提取駕駛員的特征。短評(píng)可以按照“略微注意”、“注意”、“需要改善”的危險(xiǎn)程度，給出細(xì)致的評(píng)價(jià)。山城汽車駕校表示，通過每隔3～6個(gè)月利用Objet系統(tǒng)進(jìn)行一次駕駛評(píng)價(jià)，駕駛員已經(jīng)養(yǎng)成了安全的駕駛方法。

提請(qǐng)駕駛員注意到對(duì)自己“技術(shù)好”的盲目自信

2008年投入實(shí)用以來，Objet系統(tǒng)的應(yīng)用范圍在擴(kuò)展。Objet系統(tǒng)評(píng)價(jià)過的駕駛員超過了3000人。

采用的駕校增加到了11個(gè)府縣的16所。某出租車公司利用其培訓(xùn)出租車駕駛員，京都府和奈良縣的卡車協(xié)會(huì)利用其向會(huì)員企業(yè)提供培訓(xùn)服務(wù)。京城市交通局和名古屋市交通局也在公交車駕駛員的培訓(xùn)中采用該系統(tǒng)，JR西日本巴士則將其應(yīng)用到了培訓(xùn)長途客車駕駛員之上。除了培訓(xùn)職業(yè)駕駛員，京都府和岐阜縣還把使用Objet系統(tǒng)的培訓(xùn)認(rèn)定為面向老年人的認(rèn)證課程。

據(jù)稱，效果十分明顯。例如，某出租車公司在利用Objet系統(tǒng)培訓(xùn)發(fā)生事故的駕駛員之后，接受二次培訓(xùn)的駕駛員（即接受培訓(xùn)后，因發(fā)生事故再次接受培訓(xùn)的駕駛員）人數(shù)減少了約20％。由此可見，對(duì)于自信駕駛技能不錯(cuò)的職業(yè)駕駛員，在指出其缺點(diǎn)時(shí)，拿出數(shù)值這種客觀數(shù)據(jù)十分有效。

就指出自信的駕駛員的缺點(diǎn)而言，在以老年人為對(duì)象的培訓(xùn)中同樣有效。ATR表示，在對(duì)自己的駕駛技能分成5級(jí)（5為最佳）評(píng)價(jià)的結(jié)果，中年人略低于4，而老年人則略高于4。而Objet系統(tǒng)對(duì)314位老年人實(shí)際評(píng)價(jià)的結(jié)果顯示，在5級(jí)評(píng)價(jià)中，最差技能的比例約占整體的2成，是普通駕駛員的3倍以上。ATR表示，老年人雖然以安全速度行駛，遵守暫時(shí)停車，右左轉(zhuǎn)彎時(shí)確認(rèn)安全的時(shí)機(jī)也很準(zhǔn)確，但左右轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)頸角度和確認(rèn)時(shí)間不足，這種情況明確體現(xiàn)在了檢測數(shù)據(jù)中。通過向其展示實(shí)際技能，很多老年人都發(fā)現(xiàn)了自已的實(shí)際車技與主觀認(rèn)為的差距。
還能用來設(shè)計(jì)安全道路

除了汽車，該系統(tǒng)還能用來實(shí)施自行車安全行駛培訓(xùn)，并且根據(jù)數(shù)值化的駕駛員行為優(yōu)化ITS提供信息的方法，甚至用來設(shè)計(jì)不易發(fā)生交通事故的道路。

在ITS中的應(yīng)用已經(jīng)使用阪神高速公路，在路車協(xié)調(diào)型ITS信息提供服務(wù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)“京阪神地區(qū)智能道路驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”中得到了驗(yàn)證。在路車協(xié)調(diào)型服務(wù)中，該系統(tǒng)能夠按照道路狀況，發(fā)送“前方堵車，注意追尾”、“右側(cè)有合流車輛，請(qǐng)注意”等信息，通過在車載導(dǎo)航儀上顯示信息，提醒駕駛員注意，預(yù)防事故的發(fā)生。ATR與大阪大學(xué)在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，詳細(xì)調(diào)查了駕駛員得到信息后采取的行動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)對(duì)象是公開征集的32名20～50歲的駕駛員。他們頭戴安裝有傳感器模塊的帽子，右腳裝配相同的模塊，調(diào)查了看到路況信息后的行為。在側(cè)道車輛從右側(cè)匯入干線的地點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，駕駛員在看到“右側(cè)有合流車輛，請(qǐng)注意”的信息后，在放慢油門的0.23秒前（平均值），都與注視右側(cè)方向的行動(dòng)。當(dāng)前進(jìn)方向堵車時(shí)，駕駛員在看到堵車信息后，平均在1.77秒后放松了油門踏板。根據(jù)這些結(jié)果，ATR將在今后調(diào)查發(fā)出信息的時(shí)機(jī)、顯示位置、顯示內(nèi)容等對(duì)于駕駛員視線移動(dòng)和踏板操作的影響，從而使ITS信息提供服務(wù)更加有效。

關(guān)于道路設(shè)計(jì)，ATR與從事道路設(shè)計(jì)的修成建設(shè)顧問聯(lián)手進(jìn)行了驗(yàn)證。使用Objet系統(tǒng)，調(diào)查了駕駛員手腳、脖子的動(dòng)作是否適應(yīng)道路結(jié)構(gòu)和交通規(guī)則等道路環(huán)境。

驗(yàn)證在三重縣松坂市普通公路上側(cè)道與干線合流的地點(diǎn)進(jìn)行。調(diào)查了佩戴Objet系統(tǒng)的駕駛員的車輛從側(cè)道向干線合流時(shí)的行為，結(jié)果顯示，很多駕駛員在“暫時(shí)停車”地點(diǎn)沒有完全停車，雖然有確認(rèn)右側(cè)（干線方向）的行動(dòng)，但油門踏板沒有松開，右腳從剎車踏板移動(dòng)到油門踏板的時(shí)間早等。根據(jù)這一結(jié)果，就可以采取拓寬停車位置、設(shè)置路樁、調(diào)整側(cè)道合流道路上的標(biāo)識(shí)等解決暫時(shí)停車不徹底和左右確認(rèn)不充分問題的對(duì)策。

從“個(gè)別”到“社會(huì)”

ATR為了進(jìn)一步擴(kuò)大Objet系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，預(yù)定于2011年10月28日舉辦研討會(huì)。希望為個(gè)別采用Objet系統(tǒng)的用戶和研究者創(chuàng)造交流的平臺(tái)，廣泛征求意見，推動(dòng)Objet系統(tǒng)的發(fā)展。ATR正在研究在今后向普通駕駛員推廣該系統(tǒng)的策略。例如，隨著Objet系統(tǒng)知名度的提高，如果保險(xiǎn)公司對(duì)其產(chǎn)生興趣，便會(huì)推出與駕駛技術(shù)掛鉤的自愿保險(xiǎn)。那樣的話，普通駕駛員利用Objet系統(tǒng)的機(jī)會(huì)就有望增加。

而且，評(píng)價(jià)系統(tǒng)也需要發(fā)展?，F(xiàn)有系統(tǒng)雖然體積小，但每次駕駛時(shí)都必須設(shè)置傳感器模塊。這一不便可能會(huì)令用戶望而卻步。這一問題可以通過使用光學(xué)技術(shù)和攝像技術(shù)檢測脖子和右腳行為的方式解決。如果安裝了評(píng)價(jià)系統(tǒng)的車輛大量上路，估計(jì)就可以讀取駕駛員的行為和路況的變化。還將考慮在地圖上標(biāo)識(shí)駕駛員行駛困難、容易導(dǎo)致慌亂的路段等用途。“Objet系統(tǒng)已經(jīng)做到了對(duì)每個(gè)人逐一做出相當(dāng)好的評(píng)價(jià)。下一階段是收集大量駕駛員的行為，將其運(yùn)用于社會(huì)服務(wù)”