電子發燒友網報道（文/梁浩斌）近幾年隨著汽車智能化程度的提升，各種以往在高端車型上才會出現的配置逐漸被下放到大眾車型中，DMS就是其中一項。DMS全稱Driver Monitor System，即駕駛員監測系統，最早在2006年，雷克薩斯就將DMS系統加入到LS460車型中，但長時間以來DMS系統都沒有受到重視。

直至近年，伴隨ADAS高級駕駛輔助系統的快速滲透，DMS的裝車量迎來高速增長期。不過，在近期多個因使用自動駕駛功能引起的事故中，很多情況是駕駛員沒有注意路面狀況，而DMS也并沒有發揮相應的提醒作用。

對于這種情況，安森美解決方案工程中心高級首席應用市場推廣工程師Dan Clement認為，自動駕駛汽車相關的事故很可能是因為駕駛員不了解自動駕駛的極限，操作自動駕駛汽車超過其指定的駕駛自動化水平造成的。“L2級自動駕駛是中國和美國目前允許上路的最高駕駛自動化系統等級，它利用了ADAS和DMS，但仍要求駕駛員保持警惕，并隨時積極監控車輛的運行。”

另一方面，DMS技術其實分為兩種，分別是被動式和主動式。Dan Clement提到，早期的被動式DMS技術是使用方向盤角度或扭矩測量，但這種方式無法知道駕駛員是否集中注意力，甚至不知道他們是否在駕駛座上，很容易可以做到欺騙系統。

當然，如今提起DMS這個概念，首先想到的一般是主動式DMS，這也是這次主要討論的內容。那么DMS到底能在汽車中起到什么作用？

DMS應用場景廣泛，未來或加速與ADAS融合

從應用場景上，安富利亞太區工程總監華詩顯表示，安富利目前在做的DMS技術可以實時監控駕駛人員的狀態、比如打瞌睡、打電話、抽煙、喝水等等狀態。由于采用了紅外光以及攝像頭，因此甚至可以全天候地識別眼球動態，監測駕駛人員的注意力是否在路面上。

Dan Clement也認為，目前改進DMS技術的途徑集中在使用CMOS圖像傳感器和紅外發射器，以捕獲駕駛員在所有可能的照明條件和噪聲下的行為，如戴上太陽鏡、帽子和面具等。此外，眼球追蹤技術的改進將監控駕駛員的目光，以確定他們是否警覺、昏昏欲睡或心不在焉。


而除了在安全方面的監測作用，DMS還具備提高座艙體驗的能力。“其實現在我們已經能做到一些表情的感知，比如說開心、不開心，如果有一些突發性的問題，或者看到五官有一些與平時不太一樣、不太自然的表情。在這樣一種應用場景下的話，有一些做算法的公司會把他再分類，比如說不開心時可以播放一些音樂，發困時就播放一些節奏比較輕快一點的音樂，起到提神作用，還可以調配不同狀態下汽車座艙內的氛圍燈。”華詩顯介紹道。


另外，由眼球追蹤技術還可以延伸出很多新的應用。比如智能A柱，由于不同駕駛者的視角不同，普通的智能A柱顯示的畫面可能會出現偏差，需要人手去調整畫面。華詩顯表示，在這個情況下，可以通過識別駕駛者的眼球位置空間，通過算法將智能A柱投放的畫面做三維變形，令畫面更符合實際觀看角度的真實情況。

在座艙內的應用中，Dan Clement還提到，OEM整車廠正在增加另一種類型的座艙感知，稱為OMS，即乘員監控系統。Dan Clement表示，OMS可用于許多方面，包括安全、物體跟蹤和識別、識別乘員并進行定制或調整安全氣囊、安全帶提醒，甚至視頻會議或其他尚未想象的用例，其中一些用例有可能被OEM廠商作為服務來盈利。

雖然目前OMS與DMS在硬件上有所不同，比如OMS使用視覺光，不使用NIR（近紅外）照明，OMS需要更寬視野，感知深度更長，因此需要更高分辨率的圖像傳感器。但Dan Clement認為，鑒于DMS和OMS需要類似的資源，未來的趨勢是將這兩個系統合二為一。

“NIR DMS和視覺光OMS使用一個圖像傳感器，制成一個組合系統，稱為DOMS，即駕乘監控系統。這將兩個圖像傳感器的需求減少到一個，并可共享電纜、電源、視覺處理、計算等。這樣的整合將降低成本、功耗、重量和尺寸。”

Dan Clement透露，在CES 2022上，安森美與合作伙伴推出了一個演示，使用安森美支持RGB-IR成像的新的AR0820AT圖像傳感器，展示了DOMS的成功運作，同時這還是一個更高效和更緊湊的方案。

而在DMS的技術方向上，華詩顯提到目前的自動駕駛和DMS是兩套分別獨立的系統，盡管兩者可能會共用一個平臺模塊去做AI和ADAS特征點的區別，但DMS和ADAS之間是沒有聯系的。不過，華詩顯認為未來DMS和ADAS肯定會聯系在一起，甚至會融合ADAS或者是e-cockpit。比如自動駕駛可以讓駕駛者降低專注力，去多做一些其他的事情。但在一些路況比較復雜的情況下，它可以提醒駕駛人員保持專注，而這也是DMS在場景里面可以應用的一個點”。

如何解決場景拓展下的算力需求增長？

從前面華詩顯和Dan Clement的介紹中，我們能夠發現DMS的應用場景正在隨著用戶需求所不斷增加。與此同時，從一些廠商推出的方案來看，似乎多種傳感器加入到DMS中也是其中一個趨勢，比如毫米波雷達、3DToF等等。

華詩顯認為，需要使用何種傳感器，主要是看車企本身的一些應用場景。針對于ToF這項技術，他表示，普通的ToF傳感器不能用于正規的駕駛員監控，即使是監測范圍較大的ToF傳感器，也只能針對某一個特定的點去監測，目前很多ToF傳感器是用于手勢識別。由于能夠定義的應用場景比較多，所以攝像頭在DMS系統的應用上還是具備一定優勢。


Dan Clement也認為3DToF不太適合用于DMS，“有的正在用3D飛行時間來建立座艙的一個3D地圖，這對手勢識別和檢測及跟蹤車內的乘客和物品很有用，但它不適合眼球跟蹤，而眼球跟蹤是DMS的一個關鍵部分，今天只有攝像頭可以做到這一點。由于上述原因，我們看到雷達和3D ToF更多用于乘員監控系統，而不是用于駕駛員監控。”

而毫米波雷達則關系到成本以及是否“剛需”的問題。“雷達很有意思，因為它可以用來測量心率，幫助檢測健康問題。它可能對駕駛員監控很有用，但這只用于非常高端的車輛，因為它是又一個添加到車輛上的系統，客戶可能沒有興趣為其付費。即使對安全有幫助，但它對駕駛員監控也不是很關鍵。”

另一方面，應用場景的豐富，也對DMS的算力提出了更高需求。華詩顯表示，目前有幾種方法解決算力問題。一是將多AI芯片集成到一個系統中，比如有一些系統因為有高中低配之分，所以可能需要將不同數量的AI芯片融合，再用NPU做動態調配。

二是將同一芯片中的不同核心分配給不同的系統，也就是多系統融合。比如芯片中的大核用于Android娛樂系統，四個性能較弱的小核用于Linux，也就是作為儀表盤或感知、功能安全、快速啟動等應用的系統。

“多系統融合的優點是，能通過特定的橋在不同的MCU和MPU之間，或是MUC與MCU之間進行溝通，而其中橋起到的作用是在內存中實現硬隔離。比如Android娛樂系統出現崩潰重啟時，不會影響到Linux或其他部分，同時在保證安全的情況下重啟系統。”華詩顯進一步介紹道。
而Dan Clement也認為不同處理技術的混合和匹配是解決算力問題的未來趨勢：“隨著DMS的演進，我們相信分布式異構計算將在整個車輛上實施，以優化性能、延遲和成本。”

不過就現階段而言，另外一個關鍵是DMS算法仍在開發中，并不斷迭代完善。“這使得使用可重復編程的平臺如GPU和FPGA非常有吸引力，可以OTA升級，以便系統隨著算法的改進而改進。隨著時間的推移，當DMS算法和技術在減少事故數量方面展示出實際的成功，該算法可被移植到大批量的ASIC上，以降低成本，同時通過每個新的工藝節點可以提供更好的性能/功耗優勢。”Dan Clement補充道。

因此，從另一個角度去看，其實算力需求是一個價格與性能的平衡。華詩顯坦言：“現在的算力部分相對來說主要是受限于價格成本的原因，算力要多高其實都可以搭配。用更好的攝像頭、更高的分辨率、更好的AI算力，根據不同的應用場景去搭配。”

DMS滲透率低，價格不是不是主因

根據佐思汽研的數據，2021年1-9月中國乘用車新車的DMS系統銷量25.1萬套，同比增長244%，其中搭載DMS系統的車型主要為本土品牌為主，占94%。

即使增長迅速，但由于基數小，實際上滲透率依然很低。同期，本土品牌新車中DMS系統滲透率只有3.9%，相比2020年2%的滲透率增長近100%。

談到DMS目前的滲透率狀況，華詩顯從體驗的角度來分析到，DMS安裝的位置可能影響車內美觀。為了配合整體車內設計，不同安裝位置對于DMS的檢測效果也有所差別。比如安裝在左邊A柱上時，右邊臉就可能存在檢測盲區；安裝在方向盤上的固定點時，也會隨著方向盤轉動而產生遮擋。
Dan Clement認為，當前DMS安裝滲透率低是因為目前沒有法規要求。“在沒有法規和標準的情況下，車企會選擇安裝成本最低的DMS系統，來滿足NCAP的最低要求。因為要達到NCAP的全安全評級，車企必須至少添加一個基本的DMS系統，否則客戶會因為安全評級低而不會選擇該車型。”

雖然歐盟將會在2022年7月開始強制新車必須配備DMS，但目前還未有一個統一的DMS監管標準。

當然，對于高端車型以及高階自動駕駛的車型中，由于本身對成本不敏感，所以DMS在這些車型中是普遍存在的。

不過在成本方面，Dan Clement透露目前DMS約占車輛成本的0.25-1%，至于未來的價格下降，這取決于汽車制造商想在他們的DMS解決方案上走哪個方向。“假設目標是滿足最低的安全標準，那么隨著DMS在更多車輛上部署，成本有下調的空間。如果目標是提供更精密的DMS系統，需要更多的傳感器和處理，那么成本可能保持穩定，但為駕駛員提供更多好處。在這兩種情況下，DMS都將從上述的規模經濟中受益。盡管需求不斷增加，但成本下調的壓力仍然存在，并且將保持強勁，就像每個汽車系統一樣。”

另外，由于目前還沒有任何關于DMS的監管標準，所以有各種不同的實施方案，性能和質量水平各異。“我們認為，最終會有一個主導設計的低端版本，以滿足最低的歐洲新車安全評鑒協會(Euro NCAP)要求。而伴隨著技術的演進，各種高端方案則用于高端車輛和那些正在向更高自動駕駛等級發展的車輛。隨著時間的發展，低端復制產品將逐漸退市，目前的高端方案將標準化并進入中低端汽車，而高端方案將在高端汽車中持續創新。”Dan Clement補充道。

對于DMS，華詩顯表示目前影響成本最主要的因素是攝像頭硬件，因為DMS的算力需求其實相比于ADAS要小得多。同時他表示，在客戶合作的過程中得知現在DMS的價格對于車企而言是非常合理的。而后續DMS如何普及到中低配的車型中，可能是重點發展的方向。