驾驶员监控系统（DMS）作为后起之秀，近年来在汽车市场引起了不小的反响。人们意识到DMS的出现确实可以提高车辆的安全性，这也推动了新的法规和新的车辆安全评级方法。欧洲议会更新了《通用安全法规(GSR)》以推动DMS型式认证，欧洲CNAP（NewCarAssessmentProgram）也在着手制定DMS测试协议。顺带一提，NCAP五星级碰撞评级项目的测试已经推迟了两年，预计相关工作将在2024年正式启动。但这还不是全部。汽车行业发现了一个可怕的事实：司机使用某些自动化功能的时间越长，他们对自己驾驶的注意力就越不集中。诚然，汽车制造商希望他们的高级驾驶辅助系统（ADAS）能够为用户带来更强的安全保障，但过度依赖此类系统导致了很多事故。而这种极不稳定的人机关系，正是DMS发挥作用的舞台。这就提出了一个新的问题：DMS能否在人机操控之间找到新的平衡点。在最近的一次采访中，麻省理工学院AgeLab的研究科学家BryanReimer重申了他一贯的主张：“将DMS数据与主动安全系统融合是势在必行的。”作为公路安全保险协会(IIHS)的研究员，他的一项研究发现，L1和L2级自动驾驶系统实际上会降低驾驶安全级别。Reimer提到，其目标是“以更理想的方式结合自动化和人工操作的优势，最大限度地提高安全水平”。SemicastResearch首席分析师ColinBarnden强调，“ADAS和DMS必须连接起来”。Barnden还指出，DMS对驾驶员的检测结果应该转化为ADAS中的制动或转向等响应操作。SeeingMachines人因和未来解决方案高级副总裁MikeLenné坦言，“内部和外部传感系统的集成确实为增强安全性带来了新机遇。”“两个核心价值，即：1）了解现实世界中的安全风险，以确保正确检测人体状态；2）使用DMS限制ADAS功能。比如现在的ADAS只要求驾驶员双手放在方向盘上，但能否及时操作方向盘呢？Lenné指出，目前的一个核心挑战是“确定如何针对不同的驾驶场景/环境调整DMS功能”。例如，应该如何针对城市驾驶和乡村驾驶条件调整干扰信号？”除此之外，汽车制造商还“需要使人机界面(HMI)/车辆响应与风险严重程度相匹配。换句话说，应根据安全风险的严重程度来确定HMI和车辆响应。DMS的“基本版本”过于雄心勃勃。例如，EuroNCAP技术总监RichardSchram在一场关于“超越驾驶员监控的更高安全级别”的网络研讨会中提到，EuroNCAP“正在采取务实和快速的方法来解决问题。Schram强调EuroNCAP应该首先”使用每辆汽车都安装DMS基础版，然后按照技术路线图逐步推广。“如果要一步步追求完美的DMS，永远找不到答案。”那么这会是一个什么样的基础版呢？？它会基于相机，还是基于视觉识别？根据EuroNCAP目前正在起草的DNS测试协议，可以看出其重点完全放在基于视觉识别的系统上。SmartEyeCEOMartinKrantz打趣道，“特斯拉等品牌使用的方向盘扭矩传感器有时被归类为DMS……但很明显，这样的解决方案已经过时了。”在采访中，JungoConnectivity的CEOOphirHerbst坦言“DMS和乘员监控系统（OMS）技术都是基于2D摄像头……事实上，一些公司已经与我们合作，使用我们的系统来衡量驾驶员的表现。”认知状态“或”精神状态“。原始设备制造商也在积极寻求其他传感器解决方案，但他们承认相机在功能方面仍然提供最佳投资回报。成本很重要，选择视觉检测的理由也很重要。最近更名为Cipia的EyesightTechnologies，还坚持认为视觉识别将是驾驶员监控的主要方法。该公司产品副总裁TalKrzypow在接受采访时表示，视觉分析“可以检测闭眼、凝视和面部表情（以及其他特征），这些都是驾驶员疲劳或分心的直接指标。”他补充说：“分心特别重要，是安全事故的主要原因之一。除了视觉分析，没有其他方法可以准确跟踪驾驶员的视线，”Krzypow说，并没有贬低其他传感器，例如用于监测呼吸的传感器.不过，他强调，“当前市场的发展很大程度上是由监管要求驱动的，而可视化分析确实可以更好地解决这些要求。”下一代DMS传感器会是什么样子？虽然大多数OEM厂商都将基于视觉识别的DMS作为优先事项，但DMS开发者不会停止探索其他传感器解决方案。SmartEyeCEOKrantz描述了更广阔的发展前景。“在CES2020上，我们展示了一种基于雷达的呼吸检测器。”与其他DMS技术供应商一样，他们也在寻求新的乘员监控解决方案。“我们也在寻求一个全面的车内感知解决方案，包括用一个或两个连接的摄像头跟踪整个乘客车厢，测量身体姿势，是否有儿童，安全带是否系好等等，”Krantz说，并补充说，“我们还将提取所有乘客的面部表情，并将其与基本情绪进行映射。”在他看来，未来的汽车内饰将“通过多模式传感器套件进行实时监控”。SmartEye还计划“继续开发我们的高级软件，使其能够与各种传感器形式连接。”据报道，法雷奥等一流厂商也在探索雷达解决方案，及时检测意外遗留在后座的婴儿或宠物，飞行时间（ToF）传感器也有望在DMS中发挥作用。和Jungo在今年年初宣布合作，JugoCEOHerbst解释说ToF传感器可以提高人脸识别、手势和手势/姿势等识别算法的准确率，他提到“在某些情况下，ToF传感器可以提供冗余功能——比如检测手是否离开方向盘。”他表示，ToF传感器将在“来年”首先登陆DMS解决方案。但也有学派认为，在DMS中加入感知模式不一定能解决驾驶疲劳等棘手问题。SeeingMachines的Lenné说：“困倦是最难解决的问题。我们会观察大脑活动、心律活动和呼吸等因素。”目前，澳大利亚和英国的学术机构正在开发相应的生理传感器，“但我们发现，这些传感器的噪音非常大。而且你的心率或呼吸率会发生变化的原因有101种。”随着DMS的要求变得更加现实，SeeingMachines重申了其基本理念：“眼睛不会说谎，眼睛就是一切。”Lenné强调广泛的研发活动，发现“要准确掌握某人的注意力和认知状态，有必要研究他们的面部表情，尤其是他们的眼睛。”EuroNCAP应该测试哪些场景?如何测试?SmartEye的Krantz指出，DMS测试的首要任务是“将系统安装在车内。目前，很多在实验室环境下可以正常工作的系统无法适应真车行驶的恶劣环境。”Semicast的Barden强调，“阳光直射和路灯产生的频闪效应”可能会干扰DMS的判断。此外，戴口罩和太阳镜的司机可能会混淆DMS。那么，DMS有哪些“必须注意”的特点呢？参与EuroNCAP开发测试的供应商表示无法透露相关信息，但从根本上来说，SmartEye认为“信号可用性”是核心要求。“最重要的是同时跟踪底层信号的准确性和可用性，比如头部姿势、眼皮是否睁开、注视方向等。如果这些信号的完整性不高，你不能在此基础上构建预警应用。总而言之，一个理想的DMS系统必须既灵敏又具有极低的误报概率。”Karntz补充道，“例如，DMS必须能够区分眼跳和打瞌睡。”目前的EuroNCAP测试协议仍在进行中进展，Krantz强调，“我们认为该协议反映了对先进技术的需求，以确保未来的DMS系统能够实际测量最重要的基本特征。”JungoCEOHerbst列出了以下潜在需求：头部姿势分析注意力分布，例如扫一眼电话、调整车内的信息娱乐系统等等。识别睡意和其他疲劳情况。通过多种信号（眼睛、打哈欠、脑电图、方向盘不动）识别进入稳定睡眠的指标。支持各种照明条件（白天、夜晚、直射阳光）。各种常见的佩戴物品（眼镜、太阳镜、帽子、口罩）。最后，主机厂希望NCAP的要求不要太苛刻，以保证相关的DMS系统仍然具有成本效益。“应该确保DMS可以在现有的车载计算平台（例如车载信息娱乐系统）之上运行，”Herbst说。汽车制造商还需要考虑其他功能的可行性，例如软件更新。此外，一级制造商还需要一种能够与当前首选芯片组兼容的解决方案。当然，监管机构不会对技术方案设限，他们只关注使用效果，能否适应极端情况。是否会有“睡眠测试假人”与碰撞安全假人？这是一个奇怪的问题，但它也很真实。也就是说，EuroNCAP是如何测试车载DMS的效果的？使用“睡眠测试假人”？SeeingMachines的Lenné表示，“我们的观点是，人类/驾驶员需要在模拟器或测试跑道中主动与被测系统交互。目前尚不清楚如何实现这一目标，但各方可能需要就困倦程度达成一致。”对于打瞌睡，SmartEye的Krantz认为，“除了在识别打瞌睡时发出警告外，DMS还需要注意严重疲劳的状态，这也会导致驾驶能力急剧下降。因此，实际的困倦程度应该在模拟和实际驾驶中以相同的时间间隔持续评估驾驶员。不同的是我们可以在模拟器中继续向前推进，让测试对象睡着。实际上，实际测试似乎比Krantz和Lenné想象的要复杂。正如Cipia的Krzypow所说，“嗜睡的测量提出了双重挑战：难以测量，也难以建模。”EuroNCAP目前没有解释如何应对这些挑战。DMS如何避免引起司机的反感？相信很多人都有体会，目前DMS技术的薄弱环节是，一旦误报频率过高，司机会直接关闭DMS，导致其彻底失效。JungoCEO坦言，“确实，太多的误报真的很烦人。在Jungo，我们会优先考虑各种干扰事件，比如不看路、接电话、吸烟等。目前，我们不会主动评价驾驶者的“认知”状态，比如眼睛盯着路面但走神。这太容易出现误报而不实用。SmartEye首席执行官Krantz指出，“将错误率保持在尽可能低的关键是在底层信号中保持极高的准确性。”这需要构建一个设计良好且经过全面测试的应用程序，将底层信号转换为有关驾驶员状态的有价值信息，并最终形成一个可以无异议地传递给驾驶员的综合警告策略。司机发出提醒。SeeingMachines的Lenné对此表示赞同。“以人为本的设计非常重要，我们必须了解行为和相关风险，将其解释为一种特征，这样才能真正支持‘真正的意义’。”误报的数量还取决于其他因素，包括信号的可用性和可靠性，这也需要引起高度重视。麻省理工学院的Reimer以通用汽车为例，强调过度活跃的驾驶员警报系统可能会带来糟糕的体验。增强（无声提示）和升级警报的组合可以解决问题。理论上，准确识别驾驶员状态并与DMS预警系统对接，可以有效缓解这些烦人的感受。但Reimer也指出，“我们不知道有什么系统可以真正解决认知能力下降或注意力不集中的问题。我们正在积极研究这个主题，我们的团队以及一些OEM和供应商合作伙伴也在积极研究这个话题。”目前的DMS解决方案目前的DMS方案显然无法解决上一篇文章提出的各种实际问题。SemicastResearch公司的Barnden提到，“现有解决方案的驾驶员监控效果很差。根据现代集团发布的前向注意警告（FAW）系统的宣传片，可以看到旁白警告说“FAW可能不会在某些情况下正常工作......例如当司机戴着偏光眼镜，浓妆，或者当面部被头发或帽子遮挡时，或者视频被方向盘遮挡时。“请注意，FAW系统不能替代安全驾驶习惯和风格。驾驶员有责任始终监控车辆与前方车辆之间的速度差和距离。所以......事实是DMS不是在足够可靠且汽车制造商仍在成本权衡下，将可用性较差的解决方案作为重要卖点推出。
