電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)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(huì)出現(xiàn)的配置逐漸被下放到大眾車型中，DMS就是其中一項(xiàng)。DMS全稱Driver Monitor System，即駕駛員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，最早在2006年，雷克薩斯就將DMS系統(tǒng)加入到LS460車型中，但長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)DMS系統(tǒng)都沒(méi)有受到重視。

直至近年，伴隨ADAS高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的快速滲透，DMS的裝車量迎來(lái)高速增長(zhǎng)期。不過(guò)，在近期多個(gè)因使用自動(dòng)駕駛功能引起的事故中，很多情況是駕駛員沒(méi)有注意路面狀況，而DMS也并沒(méi)有發(fā)揮相應(yīng)的提醒作用。

對(duì)于這種情況，安森美解決方案工程中心高級(jí)首席應(yīng)用市場(chǎng)推廣工程師Dan Clement認(rèn)為，自動(dòng)駕駛汽車相關(guān)的事故很可能是因?yàn)轳{駛員不了解自動(dòng)駕駛的極限，操作自動(dòng)駕駛汽車超過(guò)其指定的駕駛自動(dòng)化水平造成的。“L2級(jí)自動(dòng)駕駛是中國(guó)和美國(guó)目前允許上路的最高駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)等級(jí)，它利用了ADAS和DMS，但仍要求駕駛員保持警惕，并隨時(shí)積極監(jiān)控車輛的運(yùn)行?！?br />
另一方面，DMS技術(shù)其實(shí)分為兩種，分別是被動(dòng)式和主動(dòng)式。Dan Clement提到，早期的被動(dòng)式DMS技術(shù)是使用方向盤角度或扭矩測(cè)量，但這種方式無(wú)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(tǒng)。

當(dāng)然，如今提起DMS這個(gè)概念，首先想到的一般是主動(dòng)式DMS，這也是這次主要討論的內(nèi)容。那么DMS到底能在汽車中起到什么作用？

DMS應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，未來(lái)或加速與ADAS融合

從應(yīng)用場(chǎng)景上，安富利亞太區(qū)工程總監(jiān)華詩(shī)顯表示，安富利目前在做的DMS技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛?cè)藛T的狀態(tài)、比如打瞌睡、打電話、抽煙、喝水等等狀態(tài)。由于采用了紅外光以及攝像頭，因此甚至可以全天候地識(shí)別眼球動(dòng)態(tài)，監(jiān)測(cè)駕駛?cè)藛T的注意力是否在路面上。

Dan Clement也認(rèn)為，目前改進(jìn)DMS技術(shù)的途徑集中在使用CMOS圖像傳感器和紅外發(fā)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(yáng)鏡、帽子和面具等。此外，眼球追蹤技術(shù)的改進(jìn)將監(jiān)控駕駛員的目光，以確定他們是否警覺(jué)、昏昏欲睡或心不在焉。


而除了在安全方面的監(jiān)測(cè)作用，DMS還具備提高座艙體驗(yàn)的能力。“其實(shí)現(xiàn)在我們已經(jīng)能做到一些表情的感知，比如說(shuō)開(kāi)心、不開(kāi)心，如果有一些突發(fā)性的問(wèn)題，或者看到五官有一些與平時(shí)不太一樣、不太自然的表情。在這樣一種應(yīng)用場(chǎng)景下的話，有一些做算法的公司會(huì)把他再分類，比如說(shuō)不開(kāi)心時(shí)可以播放一些音樂(lè)，發(fā)困時(shí)就播放一些節(jié)奏比較輕快一點(diǎn)的音樂(lè)，起到提神作用，還可以調(diào)配不同狀態(tài)下汽車座艙內(nèi)的氛圍燈。”華詩(shī)顯介紹道。


另外，由眼球追蹤技術(shù)還可以延伸出很多新的應(yīng)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(huì)出現(xiàn)偏差，需要人手去調(diào)整畫面。華詩(shī)顯表示，在這個(gè)情況下，可以通過(guò)識(shí)別駕駛者的眼球位置空間，通過(guò)算法將智能A柱投放的畫面做三維變形，令畫面更符合實(shí)際觀看角度的真實(shí)情況。

在座艙內(nèi)的應(yīng)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(jiān)控系統(tǒng)。Dan Clement表示，OMS可用于許多方面，包括安全、物體跟蹤和識(shí)別、識(shí)別乘員并進(jìn)行定制或調(diào)整安全氣囊、安全帶提醒，甚至視頻會(huì)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(wù)來(lái)盈利。

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

“NIR DMS和視覺(jué)光OMS使用一個(gè)圖像傳感器，制成一個(gè)組合系統(tǒng)，稱為DOMS，即駕乘監(jiān)控系統(tǒng)。這將兩個(gè)圖像傳感器的需求減少到一個(gè)，并可共享電纜、電源、視覺(jué)處理、計(jì)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(gè)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(yùn)作，同時(shí)這還是一個(gè)更高效和更緊湊的方案。

而在DMS的技術(shù)方向上，華詩(shī)顯提到目前的自動(dòng)駕駛和DMS是兩套分別獨(dú)立的系統(tǒng)，盡管兩者可能會(huì)共用一個(gè)平臺(tái)模塊去做AI和ADAS特征點(diǎn)的區(qū)別，但DMS和ADAS之間是沒(méi)有聯(lián)系的。不過(guò)，華詩(shī)顯認(rèn)為未來(lái)DMS和ADAS肯定會(huì)聯(lián)系在一起，甚至?xí)诤螦DAS或者是e-cockpit。比如自動(dòng)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(fù)雜的情況下，它可以提醒駕駛?cè)藛T保持專注，而這也是DMS在場(chǎng)景里面可以應(yīng)用的一個(gè)點(diǎn)”。

如何解決場(chǎng)景拓展下的算力需求增長(zhǎng)？

從前面華詩(shī)顯和Dan Clement的介紹中，我們能夠發(fā)現(xiàn)DMS的應(yīng)用場(chǎng)景正在隨著用戶需求所不斷增加。與此同時(shí)，從一些廠商推出的方案來(lái)看，似乎多種傳感器加入到DMS中也是其中一個(gè)趨勢(shì)，比如毫米波雷達(dá)、3DToF等等。

華詩(shī)顯認(rèn)為，需要使用何種傳感器，主要是看車企本身的一些應(yīng)用場(chǎng)景。針對(duì)于ToF這項(xiàng)技術(shù)，他表示，普通的ToF傳感器不能用于正規(guī)的駕駛員監(jiān)控，即使是監(jiān)測(cè)范圍較大的ToF傳感器，也只能針對(duì)某一個(gè)特定的點(diǎn)去監(jiān)測(cè)，目前很多ToF傳感器是用于手勢(shì)識(shí)別。由于能夠定義的應(yīng)用場(chǎng)景比較多，所以攝像頭在DMS系統(tǒng)的應(yīng)用上還是具備一定優(yōu)勢(shì)。


Dan Clement也認(rèn)為3DToF不太適合用于DMS，“有的正在用3D飛行時(shí)間來(lái)建立座艙的一個(gè)3D地圖，這對(duì)手勢(shì)識(shí)別和檢測(cè)及跟蹤車內(nèi)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(gè)關(guān)鍵部分，今天只有攝像頭可以做到這一點(diǎn)。由于上述原因，我們看到雷達(dá)和3D ToF更多用于乘員監(jiān)控系統(tǒng)，而不是用于駕駛員監(jiān)控?！?br />
而毫米波雷達(dá)則關(guān)系到成本以及是否“剛需”的問(wèn)題?！袄走_(dá)很有意思，因?yàn)樗梢杂脕?lái)測(cè)量心率，幫助檢測(cè)健康問(wèn)題。它可能對(duì)駕駛員監(jiān)控很有用，但這只用于非常高端的車輛，因?yàn)樗怯忠粋€(gè)添加到車輛上的系統(tǒng)，客戶可能沒(méi)有興趣為其付費(fèi)。即使對(duì)安全有幫助，但它對(duì)駕駛員監(jiān)控也不是很關(guān)鍵。”

另一方面，應(yīng)用場(chǎng)景的豐富，也對(duì)DMS的算力提出了更高需求。華詩(shī)顯表示，目前有幾種方法解決算力問(wèn)題。一是將多AI芯片集成到一個(gè)系統(tǒng)中，比如有一些系統(tǒng)因?yàn)橛懈咧械团渲郑钥赡苄枰獙⒉煌瑪?shù)量的AI芯片融合，再用NPU做動(dòng)態(tài)調(diào)配。

二是將同一芯片中的不同核心分配給不同的系統(tǒng)，也就是多系統(tǒng)融合。比如芯片中的大核用于Android娛樂(lè)系統(tǒng)，四個(gè)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(dòng)等應(yīng)用的系統(tǒng)。

“多系統(tǒng)融合的優(yōu)點(diǎn)是，能通過(guò)特定的橋在不同的MCU和MPU之間，或是MUC與MCU之間進(jìn)行溝通，而其中橋起到的作用是在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)硬隔離。比如Android娛樂(lè)系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰重啟時(shí)，不會(huì)影響到Linux或其他部分，同時(shí)在保證安全的情況下重啟系統(tǒng)?！比A詩(shī)顯進(jìn)一步介紹道。
而Dan Clement也認(rèn)為不同處理技術(shù)的混合和匹配是解決算力問(wèn)題的未來(lái)趨勢(shì)：“隨著DMS的演進(jìn)，我們相信分布式異構(gòu)計(jì)算將在整個(gè)車輛上實(shí)施，以優(yōu)化性能、延遲和成本?！?br />
不過(guò)就現(xiàn)階段而言，另外一個(gè)關(guān)鍵是DMS算法仍在開(kāi)發(fā)中，并不斷迭代完善?！斑@使得使用可重復(fù)編程的平臺(tái)如GPU和FPGA非常有吸引力，可以O(shè)TA升級(jí)，以便系統(tǒng)隨著算法的改進(jìn)而改進(jìn)。隨著時(shí)間的推移，當(dāng)DMS算法和技術(shù)在減少事故數(shù)量方面展示出實(shí)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(shí)通過(guò)每個(gè)新的工藝節(jié)點(diǎn)可以提供更好的性能/功耗優(yōu)勢(shì)?！盌an Clement補(bǔ)充道。

因此，從另一個(gè)角度去看，其實(shí)算力需求是一個(gè)價(jià)格與性能的平衡。華詩(shī)顯坦言：“現(xiàn)在的算力部分相對(duì)來(lái)說(shuō)主要是受限于價(jià)格成本的原因，算力要多高其實(shí)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(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景去搭配。”

DMS滲透率低，價(jià)格不是不是主因

根據(jù)佐思汽研的數(shù)據(jù)，2021年1-9月中國(guó)乘用車新車的DMS系統(tǒng)銷量25.1萬(wàn)套，同比增長(zhǎng)244%，其中搭載DMS系統(tǒng)的車型主要為本土品牌為主，占94%。

即使增長(zhǎng)迅速，但由于基數(shù)小，實(shí)際上滲透率依然很低。同期，本土品牌新車中DMS系統(tǒng)滲透率只有3.9%，相比2020年2%的滲透率增長(zhǎng)近100%。

談到DMS目前的滲透率狀況，華詩(shī)顯從體驗(yàn)的角度來(lái)分析到，DMS安裝的位置可能影響車內(nèi)美觀。為了配合整體車內(nèi)設(shè)計(jì)，不同安裝位置對(duì)于DMS的檢測(cè)效果也有所差別。比如安裝在左邊A柱上時(shí)，右邊臉就可能存在檢測(cè)盲區(qū)；安裝在方向盤上的固定點(diǎn)時(shí)，也會(huì)隨著方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生遮擋。
Dan Clement認(rèn)為，當(dāng)前DMS安裝滲透率低是因?yàn)槟壳皼](méi)有法規(guī)要求?！霸跊](méi)有法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的情況下，車企會(huì)選擇安裝成本最低的DMS系統(tǒng)，來(lái)滿足NCAP的最低要求。因?yàn)橐_(dá)到NCAP的全安全評(píng)級(jí)，車企必須至少添加一個(gè)基本的DMS系統(tǒng)，否則客戶會(huì)因?yàn)榘踩u(píng)級(jí)低而不會(huì)選擇該車型。”

雖然歐盟將會(huì)在2022年7月開(kāi)始強(qiáng)制新車必須配備DMS，但目前還未有一個(gè)統(tǒng)一的DMS監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)然，對(duì)于高端車型以及高階自動(dòng)駕駛的車型中，由于本身對(duì)成本不敏感，所以DMS在這些車型中是普遍存在的。

不過(guò)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(lái)的價(jià)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(gè)方向?！凹僭O(shè)目標(biāo)是滿足最低的安全標(biāo)準(zhǔn)，那么隨著DMS在更多車輛上部署，成本有下調(diào)的空間。如果目標(biāo)是提供更精密的DMS系統(tǒng)，需要更多的傳感器和處理，那么成本可能保持穩(wěn)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(guī)模經(jīng)濟(jì)中受益。盡管需求不斷增加，但成本下調(diào)的壓力仍然存在，并且將保持強(qiáng)勁，就像每個(gè)汽車系統(tǒng)一樣?！?br />
另外，由于目前還沒(méi)有任何關(guān)于DMS的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，所以有各種不同的實(shí)施方案，性能和質(zhì)量水平各異?！拔覀冋J(rèn)為，最終會(huì)有一個(gè)主導(dǎo)設(shè)計(jì)的低端版本，以滿足最低的歐洲新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)(Euro NCAP)要求。而伴隨著技術(shù)的演進(jìn)，各種高端方案則用于高端車輛和那些正在向更高自動(dòng)駕駛等級(jí)發(fā)展的車輛。隨著時(shí)間的發(fā)展，低端復(fù)制產(chǎn)品將逐漸退市，目前的高端方案將標(biāo)準(zhǔn)化并進(jìn)入中低端汽車，而高端方案將在高端汽車中持續(xù)創(chuàng)新?！盌an Clement補(bǔ)充道。

對(duì)于DMS，華詩(shī)顯表示目前影響成本最主要的因素是攝像頭硬件，因?yàn)镈MS的算力需求其實(shí)相比于ADAS要小得多。同時(shí)他表示，在客戶合作的過(guò)程中得知現(xiàn)在DMS的價(jià)格對(duì)于車企而言是非常合理的。而后續(xù)DMS如何普及到中低配的車型中，可能是重點(diǎn)發(fā)展的方向。