作者：Swee

博世智能駕駛與控制事業(yè)部中國(guó)區(qū)

高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理

擁有智能座艙領(lǐng)域超5年的工作經(jīng)驗(yàn)

什么是DMS？

駕駛員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（DMS，Driver monitoring system），是基于駕駛員面部圖像、生理指標(biāo)或車輛信息處理以判定駕駛員狀態(tài)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)， 主要實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員的身份識(shí)別、疲勞監(jiān)測(cè)、分心監(jiān)測(cè)以及危險(xiǎn)駕駛行為（如酒駕、手持接聽(tīng)電話和喝水等）的監(jiān)測(cè)功能。

我們?yōu)槭裁葱枰狣MS？

人為因素是目前交通事故發(fā)生的常見(jiàn)原因。通常有兩類情況：違章、超速及酒駕或在藥物影響下駕駛；以及人為失誤，如疲勞或分心駕駛、缺乏駕駛經(jīng)驗(yàn)等。在老齡化日益嚴(yán)峻的當(dāng)下，因突發(fā)性的醫(yī)療事故而喪失駕駛能力也是交通事故的重要誘因。

目前， 針對(duì)上述人為因素，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)可通過(guò)在危險(xiǎn)情境下向駕駛員發(fā)出警示，幫助駕駛員改善駕駛行為，并根據(jù)駕駛員狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)干預(yù)，從而提高行車安全。

此外，高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）能夠給用戶帶來(lái)便利和安全，但對(duì)此類系統(tǒng)的過(guò)度依賴反而造成了不少事故。

美國(guó)的 NASA 實(shí)驗(yàn)室研究了人類如何與汽車、航空設(shè)備中的自動(dòng)駕駛互動(dòng)，將半自動(dòng)駕駛與手動(dòng)駕駛之間進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，在監(jiān)控車輛半自動(dòng)行進(jìn)時(shí)，參與者將更加容易感到疲倦或分心， 對(duì)于突發(fā)狀況的反應(yīng)也較慢。DMS成為了人機(jī)共駕之間的平衡點(diǎn)，其與主動(dòng)安全的結(jié)合更好地提升了駕駛安全。DMS 作為脫手或SAE L3及以上級(jí)別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的主要功能之一，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員的狀態(tài)，以確保在需要的情況下，駕駛員能接管車輛的控制。

同時(shí)，乘客與整車廠對(duì)智能座艙的舒適性和個(gè)性化也提出了需求，DMS可通過(guò)提供人臉識(shí)別、情緒感知等功能，進(jìn)一步提升駕乘體驗(yàn)。

目前有哪些DMS相關(guān)的法規(guī)？

歐洲、北美、日本及中國(guó)等不同國(guó)家和地區(qū)，已經(jīng)釋放或正在制定DMS相關(guān)的法規(guī)和測(cè)試規(guī)程。

根據(jù)2019年發(fā)布的歐盟一般安全法規(guī)（GSR）的要求，自2024年7月開(kāi)始，新車上牌需強(qiáng)制配備駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng) （DDAW，Driver drowsiness and attention warning）。歐盟新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)（EU-NCAP）于2022年釋放的版本中，在安全駕駛評(píng)測(cè)模塊中包含了乘客狀態(tài)監(jiān)測(cè)（OSM，Occupant status monitoring）的測(cè)試規(guī)程，具體包括駕駛員疲勞、分心及無(wú)意識(shí)的監(jiān)測(cè)、報(bào)警及干預(yù)。

中國(guó)推薦性國(guó)標(biāo)GBT 駕駛員注意力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（DAMS，Driver attention monitoring system）及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ADS，Automated driving system，SAE L3級(jí)及以上）的法規(guī)正在制定過(guò)程中。今年4月，中汽研發(fā)布的C-NCAP 2025路線圖中，在主動(dòng)安全ADAS評(píng)測(cè)部分也加入了DMS的要求。

基于政策法規(guī)的推動(dòng)以及舒適性功能的需求，DMS 整體裝配率呈快速上升趨勢(shì)。今年8月蓋世汽車的報(bào)告顯示，2022年一季度國(guó)內(nèi)車企DMS裝配率為4.1%，而2021年一季度僅為1.9%，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)乘用車DMS 裝配率將達(dá)到28%，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)57.1億。

我們通過(guò)什么技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)DMS？

目前駕駛員監(jiān)測(cè)的技術(shù)主要分為間接和直接監(jiān)測(cè)兩類。

間接監(jiān)測(cè)：即通過(guò)監(jiān)測(cè)車輛信息來(lái)間接監(jiān)測(cè)駕駛員狀態(tài)，如方向盤轉(zhuǎn)角及其他車身信號(hào)等；

直接監(jiān)測(cè)：即指通過(guò)雷達(dá)或其他生物傳感器獲取駕駛員生理指標(biāo)，或通過(guò)視覺(jué)傳感器獲取駕駛員行為信息，如2D或3D攝像頭方案。

通過(guò)車輛信息間接監(jiān)測(cè)駕駛員狀態(tài)的方案，系統(tǒng)復(fù)雜性相對(duì)較低，開(kāi)發(fā)周期短，成本低，純軟件方案不影響車內(nèi)布置且不涉及信息安全風(fēng)險(xiǎn)，但目前主要只用于駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)，且精度較低。

目前的主流方案是基于視覺(jué)傳感器：

即通過(guò)一個(gè)面向駕駛員的紅外非廣角攝像頭來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員的頭部、眼部和面部等細(xì)節(jié)，然后對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別，進(jìn)而判斷駕駛員身份或狀態(tài)，如疲勞、分神的程度或異常行為等。

駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)：是基于深度學(xué)習(xí)，綜合考慮眼瞼開(kāi)閉的大小、打哈欠及眨眼的頻次等因素，輸出對(duì)應(yīng)的KSS疲勞等級(jí)；

駕駛員分神監(jiān)測(cè)：是基于駕駛員的視線、頭部姿態(tài)及眼睛開(kāi)合狀態(tài)，結(jié)合注視區(qū)域視線停留時(shí)長(zhǎng)，判斷駕駛員是否分神。紅外（IR）的方案相較純RGB的方案，魯棒性更高，可覆蓋更多場(chǎng)景，如不同的光線環(huán)境或駕駛員佩戴墨鏡等，且憑借非接觸、低成本、高可靠性，高智能的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)市場(chǎng)主流。

部署位置：DMS攝像頭通常部署在方向盤管柱或A柱等位置，可獲取到角度更佳且更清晰的駕駛員人臉圖像，從而助力實(shí)現(xiàn)更高的算法精度。

另外，通過(guò)雷達(dá)或其他生物傳感器可獲取到駕駛員的生理指標(biāo)，如心跳、呼吸頻率和身體運(yùn)動(dòng)等，判斷駕駛員的身體健康狀態(tài)。

雷達(dá)方案：成本較低，可彌補(bǔ)視覺(jué)局限的場(chǎng)景，如座椅或毛毯遮擋等，也可用于兒童遺留監(jiān)測(cè)及生命探測(cè)，但功能可拓展性較視覺(jué)方案偏低。如果與主流的視覺(jué)方案相融合，則可進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度，如突發(fā)疾病、疲勞或分心狀態(tài)等。

生物傳感器方案：如接觸式的壓力、電容、壓電傳感器，一方面安置不便，影響駕駛體驗(yàn)，另一方面整體部署成本較高，用戶接受度和市場(chǎng)裝配率都較低。

更未來(lái)的DOMS會(huì)是怎樣的？

從硬件設(shè)計(jì)的角度，駕駛員監(jiān)測(cè)及座艙感知系統(tǒng)（DOMS，Driver and occupant monitoring system）融合感知及攝像頭隱藏式設(shè)計(jì)將成為市場(chǎng)主流趨勢(shì)。硬件的集成已是車廠迫切的需求，一顆RGB-IR廣角OMS覆蓋DOMS的全部功能，在確保算法精度的前提下，節(jié)省了成本，且與后視鏡等現(xiàn)有布置的集成和隱藏式設(shè)計(jì)，大大提高了內(nèi)飾的美觀性和用戶的接受度。

從系統(tǒng)和軟件架構(gòu)的角度，域控制器集成和跨域融合也是必然的走向。DOMS在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都需同時(shí)兼顧安全性和舒適性的功能，既能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員狀態(tài)以確保駕駛安全，又需提供人臉識(shí)別、情緒感知等功能。多模交互也將是一大趨勢(shì)，除了目前已有的場(chǎng)景，如唇語(yǔ)與語(yǔ)音融合感知以確定說(shuō)話主體及其語(yǔ)音內(nèi)容、檢測(cè)到乘客睡眠后自動(dòng)調(diào)小媒體音量等，將涌現(xiàn)更多其他有價(jià)值的用戶場(chǎng)景。

隨著整車智能化的深入發(fā)展和自動(dòng)駕駛技術(shù)的日趨成熟，未來(lái)對(duì)DOMS 的場(chǎng)景覆蓋、功能邏輯設(shè)計(jì)、算法精度和功能安全等級(jí)等的要求會(huì)更加嚴(yán)格， 其與間接檢測(cè)、雷達(dá)和其他傳感器融合的解決方案也將是行業(yè)進(jìn)一步探索的重要方向。

編輯：黃飛

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