汽车制造商希望DMS作为高级驾驶员辅助系统（ADAS）的安全功能

驾驶员监控系统（DMS）技术似乎被归类为“后燃器”，正在重新涉入安全讨论。

人们越来越认识到DMS可以改善汽车安全性，从而推动了新法规和新汽车的安全等级。欧洲议会已经更新了其通用安全法规（GSR），以进行类型认证，而欧洲NCAP（新车评估计划）正在完成其DMS测试协议。NCAP五星级碰撞评级计划推迟了两年，将于2024年开始测试。

但这还不是全部。

汽车行业面临着严峻的证据，即驾驶员使用部分自动化的时间越长，他或她越粗心。

当然，汽车制造商希望驾驶员依靠他们吹捧的新铃铛作为高级驾驶员辅助系统（ADAS）的安全功能。但是，驾驶员过分依赖自动化会滋生不安全行为。DMS处于不稳定的人机关系中间。

一个迫在眉睫的问题是DMS是否可以调解这种麻烦婚姻。

布莱恩·赖默（Bryan Reimer）

在EE Times的近期采访中，麻省理工学院AgeLab的研究科学家布莱恩·赖默（Bryan Reimer）引用了他长期以来的主张：“需要将DMS数据与主动安全系统融合在一起。”Reimer是公路安全保险协会（IIHS）的一项研究的建筑师，该研究表明了在1级和2级汽车中部署的部分自动化的不利影响。

Reimer指出，该目标是“以一种利用自动化和人为优势的方式来最大化安全性。”为了确保（车辆和人的）联合系统比仅人的系统更好，“一个人确实需要考虑开发强大的数据。”

（来源：麻省理工学院AgeLab）

Semicast Research首席分析师Colin Barnden强调：“必须将ADAS和DMS连接起来。”Barnden指出，DMS在驾驶员中检测到的东西必须转化为诸如制动和转向之类的ADAS动作。

迈克·伦内

Seeing Machines人为因素和售后解决方案高级副总裁MikeLenné承认：“内部和外部传感的集成为增强安全性提供了新的机会。”他列举了连接ADAS和DMS的“两个价值领域”。“它们包括：a）了解现实世界的安全风险，以确保检测到正确的人类状态；和b）使用DMS限制ADAS功能。”

例如，驾驶员可能会把手放在方向盘上，但是他正在划出方向盘吗？

Lenné表示，其中一项艰巨的挑战是“了解如何针对各种驾驶场景/环境调整[DMS]功能”。“例如，您如何限制城市驾驶和乡村驾驶的干扰信号？”

Lenné说，除此之外，汽车制造商还“有勇气使HMI /车辆响应适合风险的严重程度。”“安全风险的严重程度应决定HMI和车辆响应。”

推荐的

现在是时候让汽车制造商认真对待安全
了，将其称为驾驶员监控系统的“ Mobileye”

理查德·施拉姆

DMS的“基本版本”
我们不应该超越自己。例如，欧洲NCAP技术主管Richard Schram在Affectiva主办的有关“驾驶员监控之外的高级安全性”网络活动中指出，例如，欧洲NCAP正在“采取非常务实，快速的方法”。Schram强调说，Euro NCAP首先要“在每辆车上使用[DMS]的基本版本”。然后必须遵循技术路线图。“如果您寻求完美的[DMS]系统，我们将永远无法实现。”

对于此基本系统，我们是否在谈论基于摄像机的，基于视觉的DMS？

鉴于Euro NCAP正在开发DMS测试协议，重点直接放在基于视觉的系统上。

Smart Eye首席执行官Martin Krantz打趣道：“方向盘扭矩传感器（例如，在特斯拉中使用的）有时被归类为DMS……但它们变得不合时宜。”

奥菲尔·赫伯斯特（Ophir Herbst）

与谈EE时报，Jungo的连接首席执行官奥弗赫布斯特承认，“DMS和乘员监测系统（OMS）技术是基于2D摄像机......实际上，我们有一些公司与我们（和我们的堆栈以上）的工作来衡量的认知“或驾驶员的“心态”。OEM厂商通常在寻找其他传感器，但他们意识到相机在各种功能方面提供了最大的投资回报。成本很重要。”

最近重新命名为Cipia的Eyesight Technologies仍然坚持认为，视觉是驾驶员监控的主要方法。

塔尔·克日波

产品副总裁Tal Krzypow告诉EE Times，视觉“可以检测到眼睛的闭合，凝视和面部表情（以及其他功能），这些是驾驶员睡意和注意力分散的最直接指标。”

他补充说：“尤其是分心，这是造成事故的主要原因之一，没有其他方法可以跟踪驾驶员的视线。”

Krzypow并未取消其他传感器，例如用于监测呼吸的雷达，但他强调说：“目前，市场在很大程度上由法规要求驱动，而视觉要求可以最好地解决这一要求。”

下一代DMS的传感器又如何呢？
尽管基于视觉的DMS是许多OEM的优先事项，但DMS开发人员不会停止寻找可以为检测到的物体添加新尺寸的传感器。

马丁·克兰茨

Smart Eye首席执行官Krantz描绘了更广阔的前景。“在2020年CES上，我们展示了一种基于雷达的呼吸探测器。”像许多DMS技术供应商一样，他们也在寻找乘员监控解决方案，Krantz说：“我们还追求完全的机舱内感知机会，其中一两个广角摄像机跟踪整个机舱并测量身体姿势，留守儿童，座椅的位置皮带等。”他补充说：“我们还将提取所有乘客的面部表情并将其映射到基本情感。在识别汽车中的每个人方面也是如此。”克兰兹（Krantz）认为，汽车内部将“采用多模式传感器套件进行监控”。Smart Eye计划“继续开发我们的软件，使其能够处理多种传感器形式。”

据报道，诸如法雷奥（Valeo）之类的一些公司正在探索雷达，以发现被遗留在车辆后的“活着的被发现”（即婴儿，小狗）。

飞行时间（ToF）传感器也可能在DMS中起作用。一个很好的例子是ADI与Jungo在今年早些时候宣布的合作关系。当被问到为什么时，Jugo首席执行官Herbst解释说，ToF传感器可以提高面部识别，手势和占用/姿势等算法的准确性。他补充说：“在某些情况下，ToF传感器可以提供冗余-例如检测手离开车轮。”他指出，ToF传感器将于“来年”在DMS中使用。

另一学派怀疑，在DMS中添加感官模式是否会解决诸如检测驾驶员困倦之类的棘手问题。Seeing Machines的Lenné称睡意为“最难熬的坚果”，“我们研究了大脑活动，心律活动和呼吸。”在研究的生理传感器中，有一些是由澳大利亚和英国的学术机构开发和设计的。他指出：“我们发现所有其他传感器的噪音都令人难以置信。”另外，“您的心率或呼吸率发生变化的原因有101个。”

随着DMS要求越来越接近现实，Seeing Machines重申了其信息：“有眼睛，有眼睛就没有说谎”。Lenné强调了广泛的R＆D研究发现：“如果您真的想知道某人的注意力和认知状态如何，则必须研究他们的眼睛和脸部。”

（来源：IEEE普适计算）单击上面的图像放大。

欧洲NCAP应该测试什么以及如何测试？
Smart Eye的Krantz指出，DMS测试的首要任务是“将系统安装在汽车中”。“许多可以在工作台上使用的系统无法在真实汽车驾驶的恶劣环境下工作。”

科林·巴登

Semicast的Barnden指出，令DMS技术感到不安的一些现实世界惊喜包括“阳光直射，路灯产生频闪效果”。戴着口罩和太阳镜的驾驶员也可能会使DMS感到困惑。

那么“必须检查” DMS功能是什么？许多供应商拒绝说，他们参与了Euro NCAP开发测试。但是，从根本上讲，Smart Eye的首席执行官强调了“信号的可用性”。

“重要的是要同时跟踪基本信号的准确性和可用性，例如头部姿势，眼睑张开，注视方向等。如果这些信号的完整性不高，就无法在其上构建警告应用程序。顶部，它既灵敏又同时发生误报的频率较低。”

Krantz补充说：“例如，集群上的漫游不应与微睡眠混淆。”

Krantz说，将Euro NCAP的测试协议描述为“正在进行中的工作”，“我们相信它将反映出对足够先进的需求，这样它就不会错过对DMS系统最重要功能的测量。”

Jungo的首席执行官Herbst列出了可能的要求：

识别头部姿势的基本注意力，例如瞥一眼手机，调整信息娱乐

识别微睡眠和其他睡眠事件

通过多个信号（眼睛，哈欠，脑电图，方向盘）识别长期嗜睡

各种光照条件（白天，晚上，阳光直射）

Varius配件（眼镜，太阳镜，帽子，口罩）

最后，OEM厂商希望符合NCAP要求的系统具有成本效益，Herbst说：“可以在其现有计算选项之一（信息娱乐，群集）上运行的DMS。”汽车制造商“还将考虑其他功能的可用性，例如软件更新。”他补充说，此外，层级公司将需要一种易于适合其首选芯片组的解决方案。监管机构并不决定技术。他们将专注于使用和边缘案例。”

有一个昏昏欲睡的假人吗？
这是一个奇怪的问题，但是它解决了Euro NCAP如何测试车内DMS的问题。有像昏昏欲睡的假人这样的事情吗？

Seeing Machines的Lenné说：“我们的观点是，人/驾驶员需要积极参与被测系统，无论是在模拟器还是在测试轨道设置中。目前尚不清楚如何实现这一目标，但可能需要在睡意程度方面达成一些协议。”

关于微睡眠，Smart Eye的Krantz说：“您不仅应该警告微睡眠（这在入睡过程中很晚），而且还应该警告严重的睡意阶段，因为这会导致驾驶性能急剧下降。”他建议：“在模拟器和实际驾驶中，在相同的时间间隔（昏迷时间内长时间驾驶无聊的驾驶）中，驾驶员会自行评估他们的睡意。区别在于，您可以在模拟器中继续进行操作，直到他们真正入睡为止。”

实际上，测试似乎比Krantz和Lenné暗示的要复杂。正如Cipia的Krzypow指出的那样，“睡意（与闭眼相对）提出了双重挑战：很难测量并且很难模拟。”尚无人解释Euro NCAP如何计划应对挑战。

DMS如何停止烦人的驱动程序？
综上所述，DMS技术中的薄弱环节是，当驾驶员因过多的误报而烦恼时，他们会关闭DMS，从而使DMS失效。

Jungo的首席执行官承认：“的确，过多的错误警报会令人讨厌。”在Jungo，“我们将警报限制为清除干扰事件，例如不看路，使用电话，吸烟等。今天，我们不尝试评估驾驶员的“认知”状态，例如看路但做白日梦。这确实太容易出错了。”

Smart Eye的首席执行官Krantz说：“最小化错误率的关键是在基本信号中具有非常高的精度。”他补充说：“需要设计良好且经过全面测试的应用程序，这些应用程序将基本信号转换为有价值的驾驶员状态信息，并最终采用全面的警告策略，使驾驶员知情而又不会烦扰他们。”

Seeing Machines的Lenné同意驾驶员的接受至关重要。“为人类设计是如此重要。您需要了解行为和相关的风险（例如分心），并将这种理解纳入功能中，以便对驾驶员“有意义”。”他继续说道：“误报的数量取决于其他因素，包括信号可用性的可靠性，这也是关键。”

通用汽车公司的一个例子指出，麻省理工学院的赖默尔强调过度活跃的驾驶员警报系统可能会给消费者带来的问题。

“通用汽车似乎已经与Super Cruise合作开发了一种多阶段警报方法，该方法通过增强（无声提示）和逐步升级警报的组合来解决这一问题。”

从理论上讲，识别驾驶员的状态（“他正在注意”）并将其连接到DMS警报系统可以减轻烦人的因素。

但是Reimer说：“我不知道有任何系统可以解决认知吸收或思维游荡的问题。这是我们集团以及我们合作的多家OEM和供应商的活跃研究领域。”

当今的DMS不断发展
EE Times撰写了这篇文章，旨在确定领先的DMS供应商的心态，并了解他们为开发更安全的驾驶员监控系统而进行的工程努力。

但是在现实世界中，正如Semicast Research的Barnden经常说的那样，“如此差的驾驶员监控非常容易。”

讲述人警告“某些情况下，一汽可能无法正常工作……例如，驾驶员戴着偏光镜，浓密的眼妆，或者其面部被头发或帽子遮挡，或者视线被遮挡住了方向盘的位置。”

他总结说：“请记住，前方注意警告系统不能替代正确而安全的驾驶。驾驶员有责任始终检查与前方车辆的速度和距离。”

因此，尽管系统无法完全监控驾驶员，但汽车制造商仍可以勾选DMS框，节省研发费用，然后将戴眼镜和帽子的钱还给女士。
编辑：hfy