【記者楊凱傑報導】2020年交通部指出駕駛人疲勞駕駛，發生車禍機率提升10倍。國立中山大學電機工程學系研究生陳優恆、鐘季勳、石如吟發明「應用於疲勞檢測之分數型鎖相迴路解調自我注入鎖定雷達」，透過高靈敏度的雷達系統及血氧儀獲取人體生理數據，以判斷司機是否處於疲勞狀態、降低交通風險。
團隊透過新型雷達技術，建立更精準的疲勞偵測系統。 圖／陳優恆提供
傳統疲勞偵測方式多以攝影機觀察駕駛眼部或頭部動作，易受個體差異影響。而裝置採用「自我注入鎖定式雷達」（Self-Injection Locked, SIL），使用者可將雷達放置於汽車儀表板，不需配戴任何裝置即可精確偵測駕駛生理訊號，判斷駕駛是否處於疲勞狀態。此外，感測靈敏度比傳統紅外線雷達高，陳優恆說 ：「人體胸腔起伏幅度極小，難以被紅外線雷達準確捕捉」，而SIL雷達可以將胸腔起伏引起的位置變化，轉換為呼吸訊號。
結合 SIL 雷達感測技術、PLL 穩定技術和 HRV 分析方法，系統可全面感測和分析人體生理訊號。 圖／陳優恆提供
研究利用雷達偵測呼吸訊號，並用血氧儀量測心跳訊號，再透過演算法分析兩者之間是否同步，以此判斷駕駛是否處於疲勞狀態。系統會分析駕駛的呼吸和心率變異度（註）來判斷疲勞狀態。當人體放鬆時，心跳會隨著呼吸的節奏產生規律的變化，吸氣時心跳加快，呼氣時心跳減慢； 相反，當我們壓力大、疲勞或焦慮時，心率變異度與呼吸訊號同步性低，心跳的變化不會完全跟著呼吸的節奏。
註： 心率變異度 (HRV) 是指觀察每次心跳之間的時間差是否有變化的方法。
有感於疲勞駕駛引發的交通事故頻發，同時看見自身實驗室開發的SIL技術潛力，團隊決定開發一款高效、可靠的疲勞偵測系統，降低交通事故發生率。陳優恆補充，因雷達精確度需進一步提升，目前仍要血氧儀輔助偵測心率變異度，未來團隊計畫提升裝置的感測靈敏度，讓單一雷達模組同時偵測呼吸和心跳訊號，不需額外使用血氧儀。未來歐洲聯盟（European Union）將強制要求車輛配備駕駛疲勞評估功能，中國也可能跟進， 因此研究成果具商業價值。
透過遊戲模擬疲勞駕駛，玩家在圓圈變綠色後點擊，系統記錄反應時間對應不同疲勞程度，驗證雷達準確度。 圖／陳優恆提供
敏實科技大學智慧車輛與能源系教授陳建中說：「研究團隊需要考慮如何將這項技術有效地整合到現有的車輛架構中。」他認為疲勞偵測系統雖然具有前景，但需要與車輛的其他系統如駕駛輔助系統、車載電腦等進行整合，才能發揮更大效用。
