Apesar dos veículos automotores serem muito utilizados há décadas, ocorrem um grande número acidentes de viação a cada ano. Pesquisam tem sugerido que falhas do condutor são a principal causa de acidentes rodoviários, indicando que 75% (HANKEY, 1999 apudMEDINA, 2004), ou mesmo até 90% (TREAT, 1979) de todos os acidentes rodoviários envolvem alguma
forma de erro do condutor.
Devido a isso, soluções que visam monitorar, identificar e, até mesmo, corrigir falhas do condutor são de extrema importância, diminuindo os encargos que os acidentes impõem à so- ciedade. Essas soluções se baseiam em vários tipos de falhas, como causadas por movimentos bruscos, saídas de faixa, desatenção, incluindo distração e sonolência etc.
2.1 Falhas do Condutor 11
2.1.1 Desatenção na Condução
Autores definem a desatenção como incluindo desatenção na rodovia, fadiga e uma de- manda por uma tarefa secundária. A desatenção ocorre quando o condutor falha ao tratar de uma demanda da condução, como quando o sono supera um condutor sonolento. Essa desa- tenção representa uma atenção diminuída das atividades críticas para a condução segura sem que aja uma atividade concorrente. Assim, a distinção entre desatenção e distração é que a distração envolve uma atividade explícita (como falar ao telefone) que compete com a atenção do condutor e não inclui estados cognitivos que diminuem a capacidade de tratar uma tarefa da condução, como sonolência ou fadiga (YOUNG; LEE; REGAN, 2008;LEE, 2008).
Desta forma podemos separar a desatenção em dois grandes grupos, a distração e a fadiga, incluindo neste segundo grupo a sonolência (LEE, 2008;DONG, 2011). A Figura 2.1 ilustra uma cada um dos dois tipos de desatenção.
(a) Distração (b) Fadiga/sonolência
Figura 2.1: Tipos de desatenção (Fonte: (DAMASHEK, 2015)).
Assim, a distração, numa definição mais geral, é um desvio de atenção para longe das atividades críticas necessárias para uma condução segura para atividades concorrentes tendo como principais atividades: comer ou beber, atenção a uma pessoa de fora, falar ao celular, uso de tecnologias do veículo, como GPS, etc. (LEE, 2008;STUTTS; ASSOCIATION et al., 2001).
Enquanto a fadiga e sonolência são diferentes da distração, pois refere-se a combinação de sintomas tais como desempenho prejudicado e uma sensação de sonolência sem envolver atividades concorrentes, porém o termo fadiga ainda não tem uma definição universalmente aceita (BRILL; HANCOCK; GILSON, 2003).
Estes tipos de desatenção alteram o desempenho da condução do motorista, algumas alte- rações têm sido observadas para cada um dos dois tipos de desatenção:
1. Distração: Mudanças significativas foram observadas no controle do veículo em con- sequência da realização de tarefas cognitivas adicionais durante a condução. Ranney
2.1 Falhas do Condutor 12 (2008) verificou que a distração pode ser associada a lapsos de controle do veículo, o que resulta em mudança de velocidade não intencional ou permitindo que o veículo saia dos limites da pista. Zhou, Itoh e Inagaki (2008) encontraram as influências sobre o compor- tamento de mudança de faixa quando uma tarefa secundária é realizada, que inclui uma diminuição na intenção de mudar de faixa e no comportamento de verificar informações da condução, como retrovisor lateral, velocímetro, etc, e aumento no tempo para realizar estas verificações.
2. Fadiga e sonolência: Tem sido relatado que os motoristas privados de sono tem uma frequência mais baixa de reversões da direção (cada vez que o ângulo de direção cruza zero graus), pois o condutor tende a corrigir menos a posição do veículo por estar sono- lento (BROWN, 1994), deterioração do desempenho da direção (MAST; JONES; HEIMSTRA,
1989), manobras de direção mais frequentes durante os períodos de vigília, sem correção da direção por um período prolongado, seguido por um movimento involuntário durante períodos sonolentos (YABUTA, 1985), movimentos de grande amplitude e grande desvio
padrão no ângulo do volante (ELLING; SHERMAN, 1994). Zhong (2007) descobriram que,
quando os motoristas estavam cansados, o ângulo do volante se tornou irregular e a gama de desvios aumentou.
Figura 2.2: Ilustração com exemplo de veículo cometendo um pequeno desvio de pista. Dessas falhas causadas por desatenção, temos os desvios na pista. Estes desvios de pista podem variar de menores (por exemplo, uma parte do carro que cruza o limite de faixa), Figura 2.2, para os maiores (por exemplo, um veículo inteiro que atravessa os limites da faixa), como ilustra a Figura 2.3. Ambos os tipos de desvio na pista são importantes indicadores de falhas do condutor Liu, Hosking e Lenné (2009). Porém devido ao fato de boa parte dos condutores co- meterem pequenos desvios, os desvios maiores são mais interessantes para aplicação no mundo real, pois são análogos aos acidentes graves e são conhecidos como saídas de faixa perigosa ou, apenas, saída de faixa (PILUTTI; ULSOY, 1999).
2.1 Falhas do Condutor 13
Figura 2.3: Ilustração com exemplo de veículo cometendo um grande desvio de pista, análogo a uma saída de faixa.
Assim, um motorista que comete algum erro, adormece ou se distrai na condução, pode perder o controle do veículo, cometer uma saída de faixa perigosa etc. Essa falha muitas vezes pode resultar em um acidente com outro veículo ou algum objeto fixo. A fim de evitar acidentes devastadores, as ações do condutor devem ser monitoradas por meio de tecnologias de senso- riamento ou similares. As seguintes medidas ou abordagens são amplamente utilizadas, como apresentado em (SAHAYADHAS; SUNDARAJ; MURUGAPPAN, 2012; CHEN, 2015; SAINI; SAINI,
2014):
• Baseada no veículo: dados referentes ao veículo, como dispositivos do veículo, por exem- plo volante e pedais, e relação do veículo com o meio, por exemplo desvio na pista e posição em relação a outro carro, são monitorados e mudanças que cruzam um limite especificado indicam algum erro e/ou aumento na probabilidade de alguma forma de de- satenção.
• Comportamental: o comportamento do condutor, suas respostas físicas, como o bocejo, fechamento dos olhos, piscar dos olhos, posição da cabeça, etc, é monitorado por meio de uma ou mais câmeras, podendo alertar o motorista em caso da identificação de algum erro ou probabilidade de desatenção. Essa abordagem é amplamente utilizada com visão computacional.
• Sinais Fisiológicos: Sinais fisiológicos, como eletrocardiograma (ECG), eletromiograma (EMG), eletro-oculograma (EOG) e eletroencefalograma (EEG) são monitorados e cor- relacionados a formas de desatenção.
Uma das vantagens da abordagem baseada no veículo é sua menor dependência com o condutor, pois as abordagens comportamentais e por sinais fisiológicos exigem que o condutor
2.2 ADAS 14