DMS从“保姆技术”演变为关键的安全要素

最近福特推出了新的ADAS系统Blue Cruise，可以在高速公路上脱手，但只能在指定的道路上行驶。福特将在2021年第三季度通过在F-150和Mastung Mach-E上进行OTA推送该功能。



BlueCruise的部分意义在于，它例证了该行业对DMS的日益增长的重视。目前在ADAS安全性问题上经常被提及的关键要素就是带有眼球追踪的DMS。

福特的DMS基于红外摄像头，系统安装在信息娱乐屏幕上方。

DMS怀疑论者将其视为“保姆技术（nanny tech）”，而支持者则认为它是安全方面的重要进步。这些问题是上个月在EE Times举行的“下一代EV＆AV路线图”会议上的小组讨论的一部分。

你可能会对DMS的发展感到惊讶。DMS被围绕着自动驾驶汽车的大肆宣传所掩盖，并未得到充分报道和重视，尤其是在美国的OEM和消费者中。

但会议上参加DMS小组讨论的成员认为，这种忽视即将改变。监管压力正在加大，要求OEM采用DMS，尤其在欧洲和中国。随着越来越多的自动驾驶功能（例如高速公路驾驶脱手）的出现，OEM将DMS视为保持人类驾驶员警觉并在驾驶时与汽车协作的最重要工具。

EE Times召集了领先的DMS专家，包括DMS软件和硬件的设计师、芯片和模块的供应商、系统集成商和行业分析师。该小组的目标是：1）了解该技术背后的基础科学，2）了解OEM正在探索的DMS实施方案，3）讨论如何向消费者出售DMS。

Nick DiFiore承认，某些OEM和Tier 1在“真正了解人因（human factor）”方面的“速度较慢”。DiFiore是Seeing Machines的汽车部门VP兼总经理，Seeing Machines是全球领先的DMS算法和系统开发商之一。

“人因”指的是理解和预测人在车辆中的行为，设计出帮助人们安全驾驶的最佳方法的科学。DiFiore观察到，尽管“起步有点慢，但现在人们对DMS的兴趣真是无处不在”。他说，汽车行业“希望让半自动驾驶汽车更安全，并让司机成为更安全的驾驶员。”

Veoneer的高级BD Caroline Chung指出，如今很少有人在车辆中安装DMS。配备DMS的车辆仅限于“通用的Super Cruise，以及其他少数几款车型。”

但是Chung看到了变化。“自今年初以来，NHTSA提出了有关DMS的RFI。”她说，这表明美国很可能效仿欧洲的做法。

Omnivision的汽车营销总监Andy Hanvey表示同意。“每天我都会收到越来越多的DMS的RFQ和RFI。几乎数不清……数量正迅速增长，需求是全球性的。”Hanvey还指出，许多OEM不仅想要DMS，而且还想要OMS（乘员监控）。

赛灵思的高级总监Willard Tu表示，安全性是DMS的关键原因，但OMS也扮演着安全角色。“每年（在美国），大约有40名婴儿死于炎热的车内，而宠物的死亡案例会增加一倍。”

但正是出于经济的考量，驱动着OEM同时推动DMS和OMS。Seeing Machines的DiFirore说：“一旦安装了一套昂贵的DMS，OEM就会本能地开始寻找利用同一套系统可以同时提高舒适性和便利性的方法。”

面向消费者的OMS应用示例包括：车载视频通话，或OMS的自拍模式，通过简单的语音命令自动为乘员拍照。赛灵思的Tu解释说，这个功能可能在中国最受欢迎。Tu承认“它们是噱头”，但OEM应考虑任何对消费者具有吸引力的东西。

DiFirore指出，实际上，“对安全性收费非常困难。”但面向消费者的OMS功能的引入可能会改变这种情况。他说：“我们看到DMS和OMS的市场即将爆发。”

DMS vs. OMS

DMS和OMS之间的技术差异很大。

Semicast Research的首席分析师Colin Barnden解释说，DMS的主要功能是“获取驾驶员的大量信息……它可能需要每秒60帧的视觉分析。”DMS不仅监控头部姿势，还有眼睛凝视。DMS可以测量注意力、分心和认知水平，以了解驾驶员在驾驶任务中的注意力、状态和参与程度。

他补充说，OMS是不同的。Barnden解释说：“当OMS观察更宽的舱内空间和乘员位置时，你可能会看到每秒5-20帧的画面。”

OEM渴望将DMS和OMS都集成到一辆车中，这迫使DMS的原设计发生了变化。Barnden说，该系统必须解决“摄像头从近场到宽视场的分辨率”问题。它必须“不仅要关注前排乘客，还要注意后排。”他怀疑DMS软件供应商“真的在试图满足OEM的需求，而DMS和OMS有着截然不同的光路和处理的技术要求”。

Omnivision的Hanvey补充说，传统的DMS摄像头是基于NIR的传感器，是单色的。但如果消费者想在车内进行视频会议，“我们必须想出一种方法来提供额外的处理，以使他们获得彩色图像。”

Veoneer的Chung指出，不过，座舱内的传感并不需要仅依靠摄像头。“你可以考虑ToF摄像头……甚至可能是雷达或热传感器。”

猫头鹰与蜥蜴

随着时间的推移，该技术已经从间接DMS演变为观察方向盘及其转动的技术。现在，该系统主要依靠头部姿势作为读取驾驶员注意力的关键。如今，最新的DMS会根据“人因的研究以及对动物的实际研究”来关注驾驶员的注意力，DiFiore解释说。

他将猫头鹰与蜥蜴进行了比较，他说：“猫头鹰通过转动头部来聚焦物体，它的眼睛从来不动。”相反，蜥蜴在注视不同的物体时，头部保持稳定，眼睛来回扫视。作为人类，他总结道：“当我们聚焦在物体上时，根据任务和范围，通常是眼睛和头部移动的结合。”

因此，最新的DMS会通过收集大量信息（包括目光注视模式和眼睑行为）来了解驾驶员的头部状况。

Veoneer的Chung说：“我同意Nick DiFiore的观点，眼睛的凝视是未来和最高的表现。”但随着越来越多的OEM寻求部署DMS，她指出：“也许对于大众市场而言，近期的DMS可以接受的只是一个监控头部姿势的系统。”

DMS芯片？

据推测，DMS软件可以在为信息娱乐系统设计的芯片上运行，甚至可以在为ADAS设计的SoC上运行。赛灵思的Tu认为，使用独立的DMS“在未来几年可能是更好的方法……这也是目前RFQ的趋势。”独立单元有很多优点，其中包括“无需触及更大范畴的域控制器就可以更轻松地进行DMS的更新。”

反应与预测

正如Chung指出的，DMS的一大优点是它能通过了解驾驶员何时分心或困倦来预测和做出反应。

但如果是这样，为何DMS不能仅仅是发出警报，还进行干预呢？

DiFiore说：“它快来了。”他称其为“反向L2”系统。

他解释说，在L2系统中，汽车和驾驶员共同协作，可以说汽车在以驾驶员为后盾来控制车辆。“但相反也可以。在许多情况下，汽车具有保持车道保持能力，并且汽车具有在需要时制动的能力。因此，如果驾驶员在控制，但由于某种原因失败了，为什么不能让车辆成为驾驶员的后备呢？我们认为，这显然将会发生。”



[参考文章]
DMS Evolves from Nanny Tech to ‘Blue Cruise’ Safety — Junko Yoshida