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考慮到道路(lu)上的汽(qi)車數量不(bu)(bu)斷增(zeng)加，對 ADAS（高級(ji)駕駛(shi)輔助(zhu)系統）需求的不(bu)(bu)斷增(zeng)長可能不(bu)(bu)足為奇！
大多(duo)數駕(jia)(jia)駛(shi)員(yuan)因在(zai)駕(jia)(jia)駛(shi)時分心而(er)遭遇事故，尤其是在(zai)夜間，所以許多(duo)汽(qi)車制(zhi)造(zao)商都在(zai)提(ti)供駕(jia)(jia)駛(shi)員(yuan)監控(kong)系統，增進道路安全(quan)性。該(gai)系統可以在(zai)不受照明條件影響(xiang)的情況下進行駕(jia)(jia)駛(shi)員(yuan)的疲勞監測(ce)、駕(jia)(jia)駛(shi)員(yuan)注意力監測(ce)以及危(wei)險駕(jia)(jia)駛(shi)行為的監測(ce)，以減少事故的發(fa)生(sheng)。但(dan)是這(zhe)個解決方案是如何工(gong)作的呢？讓我們(men)更多(duo)地(di)了解一下這(zhe)個潛(qian)在(zai)的救生(sheng)系統。
上(shang)海航芯(xin)MCU ACM32F403系(xi)列因(yin)其180MHz主頻、ARM Cortex-M33內核(he)以及車規級工(gong)藝被廣泛應用在(zai)該領(ling)域。
什(shen)么構(gou)成駕駛(shi)員監控解決方案 (DMS) ？
大多數(shu) DMS 使用(yong) RGB 或(huo)紅外(wai)傳感(gan)器。該解決方案在轉向柱或(huo)后視鏡上(shang)放置一個帶紅外(wai) LED 探測器的(de)(de)CCD攝(she)像頭，該攝(she)像頭可以跟蹤駕駛員的(de)(de)眼睛注視方位(wei)和頭部運動等參數(shu)。
圖1 昏(hun)(hun)昏(hun)(hun)欲睡(shui)的駕駛
當系統檢測到駕駛員沒有注意道路或感到困倦時，就會發出聲音和視覺警報。它有助于在碰撞發生前警告駕駛員，而不是事后報告事故。它還可以幫助改善駕駛，特別是對于更有可能發生碰撞的新司機。DMS 可以降低運營和保險成本，實現安全指標，從而挽救生命！
它適用(yong)于太陽鏡嗎？
紅外(wai)線幾乎可以穿過所(suo)有(you)太(tai)陽鏡(jing)，包括偏光太(tai)陽鏡(jing)。對于圖像傳感器來(lai)(lai)說，鏡(jing)片看起來(lai)(lai)是透明的，因此可以正常跟蹤眼(yan)睛。此外(wai)，計(ji)算機視(shi)覺和人工智能(neng)算法(fa)經過訓練，即使(shi)在駕駛員戴著墨鏡(jing)或口罩的情況下也能(neng)檢測到(dao)瞌睡和分心。
它可以防御欺騙性(xing)臉部(bu)攻擊嗎(ma)？
在社交媒(mei)體上流(liu)傳的(de)謠言(yan)之一(yi)是駕(jia)駛(shi)員監(jian)控系統(tong)很容(rong)易(yi)被(bei)欺(qi)騙，即將照片放在攝(she)像(xiang)頭(tou)傳感(gan)器前。實際上，駕(jia)駛(shi)員監(jian)控解決方案可以輕松檢測靜(jing)止圖像(xiang)，因為(wei)在這種情況下不會發生眼睛注視、頭(tou)部和頸(jing)部運動。因此(ci)，這種欺(qi)騙行為(wei)很容(rong)易(yi)被(bei)檢測到。
如果試圖通過視頻進行欺騙(pian)性攻擊(ji)，那也是行不(bu)通的(de)(de)。人眼對(dui)紅外光(guang)的(de)(de)反(fan)射(she)不(bu)同于電子設(she)備上播放的(de)(de)視頻對(dui)光(guang)的(de)(de)反(fan)射(she)。
DMS：隱私入(ru)侵者？
DMS 不會一直記錄駕(jia)(jia)駛員的(de)行動，除非是在(zai)(zai)分心和瞌睡期間(jian)。在(zai)(zai)這(zhe)種情況下，系(xi)統(tong)會提醒(xing)駕(jia)(jia)駛員并將錄像記錄在(zai)(zai)云(yun)端，以供(gong)日后參考(kao)。
圖(tu)2 駕駛員監控系統(tong)
因此，司機應該知道安裝在他們(men)車(che)輛上(shang)的(de)攝(she)像頭不會侵犯他們(men)的(de)隱私。此外，立法(fa)者正(zheng)在尋找道路(lu)安全(quan)和(he)隱私可以齊頭并進的(de)方法(fa)。
在歐洲，采用 DMS 的授(shou)權(quan)規定(ding)，只能(neng)安裝閉環(huan)系統，它們必須(xu)在車內進行(xing)視(shi)頻(pin)分析(xi)和(he)處理。
根據歐洲(zhou)議會(hui)和(he)理事會(hui)關(guan)于機動(dong)車(che)型式認證要求的法規 (EU) 2019/2144規定：“任何此類安全系統都(dou)應(ying)該在不(bu)使用任何類型的駕駛員或乘客生物特征信息的情況下運行，包括面(mian)部識別。”
此外，美(mei)國《安(an)全法(fa)》規(gui)定(ding)：“根據第 (1) 款發布的(de)規(gui)則應(ying)包括交通部(bu)長確(que)定(ding)的(de)適當隱私和數據安(an)全保障措施。”
在開(kai)發和(he)將DMS整合到車輛的(de)過程，有哪些需要考慮的(de)關鍵因素(su)？
通常，為受控環(huan)境(jing)設計(ji)系統相對(dui)容易。光源經(jing)過校(xiao)準以獲得(de)最(zui)佳圖像質量，功(gong)耗(hao)或(huo)散熱沒有限制。
您可能認為車(che)輛內部(bu)是受(shou)控環境，是唯一需要考慮的(de)區(qu)域，但事實并非如此。在(zai)開(kai)發駕駛員監控系統之(zhi)前，必須(xu)牢記以下幾點。
準確性是第一位的。駕駛員監(jian)控解決方(fang)案應測量其要(yao)測量的內容(rong)，并將誤報保持在最低限度(du)。
硬件和軟件需要最少的維護，如果系(xi)統不穩(wen)定(ding)或(huo)需要定(ding)期校準，駕(jia)駛(shi)員可能不太信(xin)任和使(shi)用(yong)該(gai)系(xi)統。
一個(ge)理(li)想的(de) DMS 可以(yi)在任何內部條件（例(li)如溫度、環境照(zhao)明、高(gao)噪(zao)音）和外部條件（例(li)如一天中的(de)時間、惡劣天氣、變化的(de)高(gao)速公路(lu)幾(ji)何形狀等）下工作。
該系統還(huan)應適(shi)應各種物理(li)特(te)征設(she)計，包括人口(kou)特(te)征、物理(li)特(te)征和視(shi)覺需求（眼(yan)鏡或(huo)隱形眼(yan)鏡）。校準應該簡單快速地實施(shi)。
它(ta)應該(gai)有能力實時連續收集數據以(yi)達到其預期目的，發出警(jing)告的明顯(xian)延遲會降(jiang)低(di)系統提供的預期保護。
此外，原始設(she)備制造(zao)商試圖(tu)改變(bian)車(che)輛的設(she)計以引入新概念并(bing)提高(gao)駕駛員的舒適度。因此，創造(zao)一(yi)個(ge)能夠適應這(zhe)些變(bian)化(hua)的產品是一(yi)項(xiang)挑(tiao)戰。
因(yin)此(ci)，駕駛員監控(kong)系(xi)統必須設計為即使(shi)在弱光條件下也(ye)能提供高質量的(de)圖像。
攝(she)像頭位置應根據需要方便安裝(zhuang)在A柱(zhu)、后視鏡或轉向柱(zhu)等各個位置。該產品既可(ke)以是獨立設計，也可(ke)以與(yu)其他系(xi)統(tong)集成。
最重要的是，駕駛(shi)員監(jian)控解決方(fang)案(an)必(bi)須通過 ASIL 認證，因為該解決方(fang)案(an)與安全關鍵的 ADAS 和自(zi)動(dong)駕駛(shi)功能相關。
為什(shen)么要(yao)進(jin)行(xing)汽(qi)車安全完(wan)整性等級 (ASIL) 評級？
DMS 最重要的功(gong)能之一是駕駛員注視(shi)和眼球追蹤。DMS 中使(shi)用(yong)的圖像傳感器預計將具有獲(huo)得 ASIL-B 認證所需的功(gong)能。
首(shou)先想到(dao)的(de)問(wen)題(ti)是(shi)，為什么我(wo)們首(shou)先需(xu)(xu)要(yao) ASIL 認證？需(xu)(xu)要(yao)什么樣的(de) ASIL 等級才(cai)能(neng)滿足當前和(he)未來的(de)需(xu)(xu)求？
這很簡單，ASIL認證越高越好。
由(you)于圖像傳(chuan)感器或(huo)傳(chuan)感器通(tong)常(chang)在汽車行業具(ju)有較長的生命周期，因此(ci)最好在市場趨勢中保(bao)持領先。在具(ju)有更多(duo)與安全(quan)相關的關鍵功能的應用中，優先考慮(lv)更高的 ASIL 認證。
此外，由于開發、驗證和(he)維護會(hui)導致高(gao)(gao)成本，因此更高(gao)(gao)的安(an)全等級會(hui)提高(gao)(gao) ROI（投(tou)資回報率），同(tong)時不會(hui)產生區域或利潤(run)損(sun)失。
理想情(qing)況(kuang)下，ASIL B、C 是駕(jia)駛(shi)員(yuan)監控系統的理想評級，因為它被用(yong)作(zuo)安全功(gong)能。在發(fa)生(sheng)事故(gu)或重大故(gu)障時，預計 DMS 將發(fa)揮作(zuo)用(yong)，提醒駕(jia)駛(shi)員(yuan)。
要獲(huo)得這樣的評級，傳感器(qi)應確保圖像(xiang)沒有噪聲(sheng)、鏡(jing)像(xiang)、像(xiang)素缺(que)陷(xian)、行或(huo)列(lie)缺(que)陷(xian)。該系統必須包含保護措施，以確保算法可以信任圖像(xiang)。
DMS 的未來在哪里？
與(yu)發(fa)展(zhan)中國家相比，發(fa)達(da)國家擁有更多的高檔和豪(hao)(hao)華汽(qi)車。因此(ci)，他們在駕駛員監控解決方案方面(mian)擁有巨(ju)大的市(shi)場。然而，隨著發(fa)展(zhan)中國家對豪(hao)(hao)華汽(qi)車需求(qiu)的不(bu)斷增(zeng)長，情(qing)況正(zheng)在發(fa)生變化。
印(yin)度(du)已加入(ru)其他(ta)監管機構的聯盟。Bharat 新(xin)車安(an)全評估計劃采(cai)用星級(ji)系統對車輛安(an)全性進行評級(ji)。
各(ge)個國家都有 NCAP（新(xin)(xin)車評估計劃(hua)）來評估新(xin)(xin)汽車設計在各(ge)種安全威(wei)脅下的性(xing)能。這些 NCAP 正(zheng)在推(tui)薦駕駛員監控(kong)解決方案并為(wei)產品提供增長機會。
Euro NCAP 已經給出了在(zai)車(che)輛(liang)中安(an)裝兒童存在(zai)檢測系統的最后(hou)期限。到 2022 年，它將(jiang)開始對該功(gong)能(neng)進行(xing)評級。美國也在(zai)朝著道路安(an)全邁(mai)出一步。
最近，NTSB 已要求 NHTSA 與 SAE 國際合作(zuo)，為駕駛員監(jian)控系統(tong)制定(ding)一定(ding)的性(xing)能標準(zhun)，以(yi)最大限度地減少駕駛員脫離接觸并解(jie)決自動化的濫用問題。
NTSB 進一(yi)步表示，任何安裝了(le) 2 級(ji)駕駛(shi)(shi)員(yuan)輔助(zhu)系統的汽車都應配備適當的駕駛(shi)(shi)員(yuan)監控解(jie)決(jue)方案，其中攝像頭執行視線(xian)跟蹤。這將有助(zhu)于(yu)確(que)保駕駛(shi)(shi)員(yuan)能夠(gou)認真看路(lu)。
簡(jian)而言之，DMS市場目前以歐洲(zhou)為主，其次是北美，但很(hen)快其他大洲(zhou)的(de)需求就會上升，未來，具(ju)有較高評(ping)級的(de)解決方案將引領市場。因此，毫無疑問，DMS 很(hen)快將成為所有汽車的(de)標(biao)準功(gong)能(neng)。
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