駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）技術(shù)似乎被歸類為“后燃器”，正在重新涉入安全討論。

人們越來越認識到DMS可以改善汽車安全性，從而推動了新法規(guī)和新汽車的安全等級。歐洲議會已經(jīng)更新了其通用安全法規(guī)（GSR），以進行類型認證，而歐洲NCAP（新車評估計劃）正在完成其DMS測試協(xié)議。NCAP五星級碰撞評級計劃推遲了兩年，將于2024年開始測試。

但這還不是全部。

汽車行業(yè)面臨著嚴峻的證據(jù)，即駕駛員使用部分自動化的時間越長，他或她越粗心。

當然，汽車制造商希望駕駛員依靠他們吹捧的新鈴鐺作為高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）的安全功能。但是，駕駛員過分依賴自動化會滋生不安全行為。DMS處于不穩(wěn)定的人機關(guān)系中間。

一個迫在眉睫的問題是DMS是否可以調(diào)解這種麻煩婚姻。

布萊恩·賴默（Bryan Reimer）

在EE Times的近期采訪中，麻省理工學院AgeLab的研究科學家布萊恩·賴默（Bryan Reimer）引用了他長期以來的主張：“需要將DMS數(shù)據(jù)與主動安全系統(tǒng)融合在一起。”Reimer是公路安全保險協(xié)會（IIHS）的一項研究的建筑師，該研究表明了在1級和2級汽車中部署的部分自動化的不利影響。

Reimer指出，該目標是“以一種利用自動化和人為優(yōu)勢的方式來最大化安全性。”為了確保（車輛和人的）聯(lián)合系統(tǒng)比僅人的系統(tǒng)更好，“一個人確實需要考慮開發(fā)強大的數(shù)據(jù)。”

（來源：麻省理工學院AgeLab）

Semicast Research首席分析師Colin Barnden強調(diào)：“必須將ADAS和DMS連接起來。”Barnden指出，DMS在駕駛員中檢測到的東西必須轉(zhuǎn)化為諸如制動和轉(zhuǎn)向之類的ADAS動作。

邁克·倫內(nèi)

Seeing Machines人為因素和售后解決方案高級副總裁MikeLenné承認：“內(nèi)部和外部傳感的集成為增強安全性提供了新的機會。”他列舉了連接ADAS和DMS的“兩個價值領(lǐng)域”。“它們包括：a）了解現(xiàn)實世界的安全風險，以確保檢測到正確的人類狀態(tài)；和b）使用DMS限制ADAS功能。”

例如，駕駛員可能會把手放在方向盤上，但是他正在劃出方向盤嗎？

Lenné表示，其中一項艱巨的挑戰(zhàn)是“了解如何針對各種駕駛場景/環(huán)境調(diào)整[DMS]功能”。“例如，您如何限制城市駕駛和鄉(xiāng)村駕駛的干擾信號？”

Lenné說，除此之外，汽車制造商還“有勇氣使HMI /車輛響應適合風險的嚴重程度。”“安全風險的嚴重程度應決定HMI和車輛響應。”

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理查德·施拉姆

DMS的“基本版本”
我們不應該超越自己。例如，歐洲NCAP技術(shù)主管Richard Schram在Affectiva主辦的有關(guān)“駕駛員監(jiān)控之外的高級安全性”網(wǎng)絡活動中指出，例如，歐洲NCAP正在“采取非常務實，快速的方法”。Schram強調(diào)說，Euro NCAP首先要“在每輛車上使用[DMS]的基本版本”。然后必須遵循技術(shù)路線圖。“如果您尋求完美的[DMS]系統(tǒng)，我們將永遠無法實現(xiàn)。”

對于此基本系統(tǒng)，我們是否在談論基于攝像機的，基于視覺的DMS？

鑒于Euro NCAP正在開發(fā)DMS測試協(xié)議，重點直接放在基于視覺的系統(tǒng)上。

Smart Eye首席執(zhí)行官Martin Krantz打趣道：“方向盤扭矩傳感器（例如，在特斯拉中使用的）有時被歸類為DMS……但它們變得不合時宜。”

奧菲爾·赫伯斯特（Ophir Herbst）

與談EE時報，Jungo的連接首席執(zhí)行官奧弗赫布斯特承認，“DMS和乘員監(jiān)測系統(tǒng)（OMS）技術(shù)是基于2D攝像機......實際上，我們有一些公司與我們（和我們的堆棧以上）的工作來衡量的認知“或駕駛員的“心態(tài)”。OEM廠商通常在尋找其他傳感器，但他們意識到相機在各種功能方面提供了最大的投資回報。成本很重要。”

最近重新命名為Cipia的Eyesight Technologies仍然堅持認為，視覺是駕駛員監(jiān)控的主要方法。

塔爾·克日波

產(chǎn)品副總裁Tal Krzypow告訴EE Times，視覺“可以檢測到眼睛的閉合，凝視和面部表情（以及其他功能），這些是駕駛員睡意和注意力分散的最直接指標。”

他補充說：“尤其是分心，這是造成事故的主要原因之一，沒有其他方法可以跟蹤駕駛員的視線。”

Krzypow并未取消其他傳感器，例如用于監(jiān)測呼吸的雷達，但他強調(diào)說：“目前，市場在很大程度上由法規(guī)要求驅(qū)動，而視覺要求可以最好地解決這一要求。”

下一代DMS的傳感器又如何呢？
盡管基于視覺的DMS是許多OEM的優(yōu)先事項，但DMS開發(fā)人員不會停止尋找可以為檢測到的物體添加新尺寸的傳感器。

馬丁·克蘭茨

Smart Eye首席執(zhí)行官Krantz描繪了更廣闊的前景。“在2020年CES上，我們展示了一種基于雷達的呼吸探測器。”像許多DMS技術(shù)供應商一樣，他們也在尋找乘員監(jiān)控解決方案，Krantz說：“我們還追求完全的機艙內(nèi)感知機會，其中一兩個廣角攝像機跟蹤整個機艙并測量身體姿勢，留守兒童，座椅的位置皮帶等。”他補充說：“我們還將提取所有乘客的面部表情并將其映射到基本情感。在識別汽車中的每個人方面也是如此。”克蘭茲（Krantz）認為，汽車內(nèi)部將“采用多模式傳感器套件進行監(jiān)控”。Smart Eye計劃“繼續(xù)開發(fā)我們的軟件，使其能夠處理多種傳感器形式。”

據(jù)報道，諸如法雷奧（Valeo）之類的一些公司正在探索雷達，以發(fā)現(xiàn)被遺留在車輛后的“活著的被發(fā)現(xiàn)”（即嬰兒，小狗）。

飛行時間（ToF）傳感器也可能在DMS中起作用。一個很好的例子是ADI與Jungo在今年早些時候宣布的合作關(guān)系。當被問到為什么時，Jugo首席執(zhí)行官Herbst解釋說，ToF傳感器可以提高面部識別，手勢和占用/姿勢等算法的準確性。他補充說：“在某些情況下，ToF傳感器可以提供冗余-例如檢測手離開車輪。”他指出，ToF傳感器將于“來年”在DMS中使用。

另一學派懷疑，在DMS中添加感官模式是否會解決諸如檢測駕駛員困倦之類的棘手問題。Seeing Machines的Lenné稱睡意為“最難熬的堅果”，“我們研究了大腦活動，心律活動和呼吸。”在研究的生理傳感器中，有一些是由澳大利亞和英國的學術(shù)機構(gòu)開發(fā)和設(shè)計的。他指出：“我們發(fā)現(xiàn)所有其他傳感器的噪音都令人難以置信。”另外，“您的心率或呼吸率發(fā)生變化的原因有101個。”

隨著DMS要求越來越接近現(xiàn)實，Seeing Machines重申了其信息：“有眼睛，有眼睛就沒有說謊”。Lenné強調(diào)了廣泛的R＆D研究發(fā)現(xiàn)：“如果您真的想知道某人的注意力和認知狀態(tài)如何，則必須研究他們的眼睛和臉部。”

（來源：IEEE普適計算）單擊上面的圖像放大。

歐洲NCAP應該測試什么以及如何測試？
Smart Eye的Krantz指出，DMS測試的首要任務是“將系統(tǒng)安裝在汽車中”。“許多可以在工作臺上使用的系統(tǒng)無法在真實汽車駕駛的惡劣環(huán)境下工作。”

科林·巴登

Semicast的Barnden指出，令DMS技術(shù)感到不安的一些現(xiàn)實世界驚喜包括“陽光直射，路燈產(chǎn)生頻閃效果”。戴著口罩和太陽鏡的駕駛員也可能會使DMS感到困惑。

那么“必須檢查” DMS功能是什么？許多供應商拒絕說，他們參與了Euro NCAP開發(fā)測試。但是，從根本上講，Smart Eye的首席執(zhí)行官強調(diào)了“信號的可用性”。

“重要的是要同時跟蹤基本信號的準確性和可用性，例如頭部姿勢，眼瞼張開，注視方向等。如果這些信號的完整性不高，就無法在其上構(gòu)建警告應用程序。頂部，它既靈敏又同時發(fā)生誤報的頻率較低。”

Krantz補充說：“例如，集群上的漫游不應與微睡眠混淆。”

Krantz說，將Euro NCAP的測試協(xié)議描述為“正在進行中的工作”，“我們相信它將反映出對足夠先進的需求，這樣它就不會錯過對DMS系統(tǒng)最重要功能的測量。”

Jungo的首席執(zhí)行官Herbst列出了可能的要求：

識別頭部姿勢的基本注意力，例如瞥一眼手機，調(diào)整信息娛樂

識別微睡眠和其他睡眠事件

通過多個信號（眼睛，哈欠，腦電圖，方向盤）識別長期嗜睡

各種光照條件（白天，晚上，陽光直射）

Varius配件（眼鏡，太陽鏡，帽子，口罩）

最后，OEM廠商希望符合NCAP要求的系統(tǒng)具有成本效益，Herbst說：“可以在其現(xiàn)有計算選項之一（信息娛樂，群集）上運行的DMS。”汽車制造商“還將考慮其他功能的可用性，例如軟件更新。”他補充說，此外，層級公司將需要一種易于適合其首選芯片組的解決方案。監(jiān)管機構(gòu)并不決定技術(shù)。他們將專注于使用和邊緣案例。”

有一個昏昏欲睡的假人嗎？
這是一個奇怪的問題，但是它解決了Euro NCAP如何測試車內(nèi)DMS的問題。有像昏昏欲睡的假人這樣的事情嗎？

Seeing Machines的Lenné說：“我們的觀點是，人/駕駛員需要積極參與被測系統(tǒng)，無論是在模擬器還是在測試軌道設(shè)置中。目前尚不清楚如何實現(xiàn)這一目標，但可能需要在睡意程度方面達成一些協(xié)議。”

關(guān)于微睡眠，Smart Eye的Krantz說：“您不僅應該警告微睡眠（這在入睡過程中很晚），而且還應該警告嚴重的睡意階段，因為這會導致駕駛性能急劇下降。”他建議：“在模擬器和實際駕駛中，在相同的時間間隔（昏迷時間內(nèi)長時間駕駛無聊的駕駛）中，駕駛員會自行評估他們的睡意。區(qū)別在于，您可以在模擬器中繼續(xù)進行操作，直到他們真正入睡為止。”

實際上，測試似乎比Krantz和Lenné暗示的要復雜。正如Cipia的Krzypow指出的那樣，“睡意（與閉眼相對）提出了雙重挑戰(zhàn)：很難測量并且很難模擬。”尚無人解釋Euro NCAP如何計劃應對挑戰(zhàn)。

DMS如何停止煩人的驅(qū)動程序？
綜上所述，DMS技術(shù)中的薄弱環(huán)節(jié)是，當駕駛員因過多的誤報而煩惱時，他們會關(guān)閉DMS，從而使DMS失效。

Jungo的首席執(zhí)行官承認：“的確，過多的錯誤警報會令人討厭。”在Jungo，“我們將警報限制為清除干擾事件，例如不看路，使用電話，吸煙等。今天，我們不嘗試評估駕駛員的“認知”狀態(tài)，例如看路但做白日夢。這確實太容易出錯了。”

Smart Eye的首席執(zhí)行官Krantz說：“最小化錯誤率的關(guān)鍵是在基本信號中具有非常高的精度。”他補充說：“需要設(shè)計良好且經(jīng)過全面測試的應用程序，這些應用程序?qū)⒒拘盘栟D(zhuǎn)換為有價值的駕駛員狀態(tài)信息，并最終采用全面的警告策略，使駕駛員知情而又不會煩擾他們。”

Seeing Machines的Lenné同意駕駛員的接受至關(guān)重要。“為人類設(shè)計是如此重要。您需要了解行為和相關(guān)的風險（例如分心），并將這種理解納入功能中，以便對駕駛員“有意義”。”他繼續(xù)說道：“誤報的數(shù)量取決于其他因素，包括信號可用性的可靠性，這也是關(guān)鍵。”

通用汽車公司的一個例子指出，麻省理工學院的賴默爾強調(diào)過度活躍的駕駛員警報系統(tǒng)可能會給消費者帶來的問題。

“通用汽車似乎已經(jīng)與Super Cruise合作開發(fā)了一種多階段警報方法，該方法通過增強（無聲提示）和逐步升級警報的組合來解決這一問題。”

從理論上講，識別駕駛員的狀態(tài)（“他正在注意”）并將其連接到DMS警報系統(tǒng)可以減輕煩人的因素。

但是Reimer說：“我不知道有任何系統(tǒng)可以解決認知吸收或思維游蕩的問題。這是我們集團以及我們合作的多家OEM和供應商的活躍研究領(lǐng)域。”

當今的DMS不斷發(fā)展
EE Times撰寫了這篇文章，旨在確定領(lǐng)先的DMS供應商的心態(tài)，并了解他們?yōu)殚_發(fā)更安全的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)而進行的工程努力。

但是在現(xiàn)實世界中，正如Semicast Research的Barnden經(jīng)常說的那樣，“如此差的駕駛員監(jiān)控非常容易。”

講述人警告“某些情況下，一汽可能無法正常工作……例如，駕駛員戴著偏光鏡，濃密的眼妝，或者其面部被頭發(fā)或帽子遮擋，或者視線被遮擋住了方向盤的位置。”

他總結(jié)說：“請記住，前方注意警告系統(tǒng)不能替代正確而安全的駕駛。駕駛員有責任始終檢查與前方車輛的速度和距離。”

因此，盡管系統(tǒng)無法完全監(jiān)控駕駛員，但汽車制造商仍可以勾選DMS框，節(jié)省研發(fā)費用，然后將戴眼鏡和帽子的錢還給女士。
編輯：hfy