集成驾驶员监控系统

詹姆斯·霍奇森 执行摘要 在过去的10年中，通过采用主动安全系统，汽车安全性已经发生了变化，该系统利用了面向外部的主动传感器-尤其是摄像头-来建立对车辆周围外部环境的了解，识别危险情况并代表驾驶员进行干预。现在，这种趋势正在扩展到车辆的内部基于摄像头的驾驶员监控系统(DMS)和乘员监控系统(OMS)可提供更高的安全性和更丰富的数字驾驶舱体验。 TABLEOFCONTENTS SUMMARY..................................................1系统..........................................................2什么是司机Monitoring系统?........................................................2DRIVERS..................................................................3预测................................................................................6 驾驶员分心仍然是道路交通事故的一个持续因素，自动驾驶的缓慢推出意味着人类驾驶员将在可预见的未来在驾驶过程中发挥核心作用。因此,车载感知的大多数应用将集中于驾驶员,检测疲劳的迹象,以及视觉、手动和认知分心,典型的响应包括人机界面(HMI)提示以使驾驶员回到循环中,或调整其他高级驾驶员辅助系统(ADAS)以适应受损的驾驶员。同时，更好地评估前后乘客的状态可以为所有车辆乘员带来长期的安全优势。 数字仪表板/转向轮列....................................................................7堆栈...........................................................................8镜子................................................................................9 后视镜挑战...........................................................11研究...............................................................12 由于在法规和安全评级机构的活动的推动下，DMS和OMS的采用将迅速增长，原始设备制造商（OEM）已经在寻求通过DMS的启用硬件交付的增值应用程序。 总体而言，实现了强大的疲劳分散、快速集成、增值差异化意味着OEM在指定时需要做出正确的选择DMS，特别是主摄像机传感器的集成点。DMS的关键候选未来的整合是后视镜，这个位置提供了极好的覆盖范围整个车辆环境和设备的形状因素，使快速和无缝集成到多个模型。 驾驶员监控系统介绍 什么是驾驶员监控系统？ 主动安全技术已证明自己在促进道路上的公共安全方面至关重要。通过为车辆配备各种外部传感器，汽车行业广泛采用了ADAS应用，例如自动紧急制动（AEB），车道保持辅助（LKA）和盲点辅助，利用对车辆外部环境的准确及时了解来识别障碍物并防止碰撞。现在，下一代驾驶员辅助功能正在推向市场，新的重点是利用传感器来形成对车辆内部环境的准确和及时的了解。 美国国家公路交通安全协会(NHTSA)在2010年至2010年期间收集的数据2019年表明，美国每年平均约有3, 000人死于涉及分心驾驶员的事件。因此，继续提高汽车安全性将需要通过内部感知来增强当今的外部感知能力，了解驾驶员的状态以及车辆环境。 （来源：看机器） 尽管OEM多年来一直使用转向模式和制动行为等输入来推断对驾驶员状态的一些见解，例如他们的警觉性或疲劳水平，但基于相机的DMS的新出现使用了来自低成本相机的语义丰富的见解来提供对驾驶员状态的准确估计。这包括跟踪眼睑运动、注视方向、身体位置(手臂、头部、姿势)和嘴巴运动,以确定驾驶员注意力、疲劳、执行驾驶任务的准备程度等。 基于摄像头的DMS与其他ADAS协同工作，将启用主动安全系统这得益于对整个车辆环境的全面了解-内部这可能涉及根据来自基于摄像头的DMS的驾驶员参与和通过控制器局域网（CAN）总线的速度输入来调整AEB系统的灵敏度或前方车辆的跟随距离，或通过嵌入式HMI采取主动措施，以最大限度地提高驾驶员对其职责的参与度。 随着这些以安全为中心的系统的采用越来越多，OEM预计将重新利用使技术能够提供新的信息娱乐体验，并区别于其竞争对手。虽然预计安全用例将保持最重要的地位，但增值功能有望在塑造未来的DMS配置中发挥重要作用-包括摄像机规格、位置和计算要求。 增长动力 法规和安全评级机构 虽然基于摄像头的DMS有望在未来车辆中实现安全和非安全/信息娱乐应用，但驾驶员状态估计的核心安全应用是预期的todriveuptake,withinfotainmentapplicationsfollowedtosupportbranddifferentiation.Indeed,infotainmentapplicationsarenotexpectedtoplayasignificantroleindrivingDMS采用率,andareinsteadexpectedtoconventthelocationandspecificationofenabiling相机传感器，以及最佳的计算架构。 OEM，除了一些值得注意的例外，倾向于通过安全来避免差异化。一般来说，-消费者希望他们的车辆能够像最先进的技术一样安全，几乎没有为更好的安全结果支付额外费用的胃口。任何给定车辆的典型安全规范将倾向于反映正式法规中规定的要求，或者由于准-安全评级机构的监管影响，如新车评估计划（NCAP）和公路安全保险协会（IIHS）。 这些机构在验证和宣传救生技术方面发挥着至关重要的作用，开发通用测试协议，以确保通过五星级评级和顶级安全性等指标精选，安全评级机构可以有效地向消费者传达不同的价值safety technologies, disentanglingvariations in OEM branding, and ensuring a minimum com - mon set of capabilities across models. The potentialof these ratings can already be see inAEB系统在测试方案和安全评分中的反映后的快速吸收在世界各地。 GSR 2和EURO NCAP 2023 欧盟委员会（EC）定期更新通用安全要求（GSR），这是一套必须在车辆上安装的安全系统和技术，以便获得在欧盟（EU）销售的型式批准。立法者必须平衡潜在成本技术任务对潜在社会效益的影响；成本效益分析随着时间的推移而变化，随着使能技术的规模和变得更加负担得起。 从2013年开始，经过多年的进步，欧盟道路死亡人数的减少开始趋于平稳，促使2018年对GSR进行了更新，该GSR提出了许多主动安全技术的强制性设备，包括AEB，LKA，智能速度辅助（ISA）以及驾驶员困倦和注意力警告（DAW）。该要求适用于消费者和商用车辆，并将分两个阶段介绍：。 •阶段1:从2022年7月开始推出的所有新车型•Phase 2:所有新车从2024年7月开始发货 与早期的疲劳检测系统相比，它们的capa差异很大-Bilities及其HMI集成，GSR2对DDAW提出了高性能要求，利用卡罗林斯卡睡意量表（KSS）为干预措施设置阈值，使驾驶员回到专注状态。 在GSR 2更新的同一时间段内，Ero NCAP引入了用于乘员状态监控的新测试协议。这些新的测试协议规定了评估直接监测系统性能的措施，包括系统识别猫头鹰/蜥蜴类型的分心（分别移动头部/用眼睛扫视），检测某些行为，如说话，大笑，吃饭，吸烟，以及电话使用的能力。这个新的测试协议来了。将于2023年生效，为寻求实现最重要的五星级产品的原始设备制造商提供积分他们的模型的安全等级。 总体而言，欧洲市场的方向将由GSR 2和Euro NCAP 2023. The former will mandate the fitment of DMS todetect adjaction and fournation,而Euro NCAP 2023将提高这些系统的功能，推动市场朝着基于摄像头的驾驶员监控的方向发展。从2024 / 2025开始，引入儿童存在检测(CPD)系统将奖励那些直接监控儿童在后排座椅上的存在，采取措施警告驾驶员儿童无意中被抛在后面的事件。CPD将进一步塑造配置-机舱内直接监控系统，优先考虑传感器的放置，以实现整个车辆的强大覆盖。 HOTCARSACT-U.S.H.R.3164 2021年，《热车法案》（H. R.3164）的通过要求在2年内制定最终规则，要求对系统进行装配，以提醒驾驶员可能会留下一个孩子（无人值守的乘员）在车辆中。在1990年至2020年之间，美国有8, 000名儿童因意外被遗忘或因获得不安全的车辆而被单独留在热车中，导致1, 200人受伤和990人死亡。在2018年和2019年，有53名儿童因被留在热车中而死亡，这标志着趋势的增加。 虽然通过该法案产生的确切规则仍在出现，但许多立法者正在努力确保这些系统不仅会发出警报，而且还会强大地检测和识别坐在车辆后部的儿童，利用直接传感技术来定位和区分儿童与可能留在后座上的其他物体。 半自主驾驶 Beyond active safety, DMS have an important role to play in higher level of automation, particularly in semi -autonomous applications. The safety case for any semi - autonomy application取决于人类驾驶员和自动应用程序，每个人都履行自己的角色。 不断增长的汽车工程师协会（SAE）2级以上的机会将使OEM将各种自动功能推向市场，但将需要人类驾驶员不断监督车辆的运行。因此,重要的是,利用基于相机的DMS来确保驾驶员的注意力实时地指向道路状况,确保他们的手在方向盘上,或者确保他们能够在免提环境中快速地采取手动控制。 在第3级部署中,驾驶员将不需要在持续的基础上监督系统的性能,但是一旦车辆离开应用的操作设计域(ODD),驾驶员必须能够重新控制。在这些情况下，DMS必须确定驾驶员在达到ODD阈值之前重新控制的能力，包括估计清醒，损伤和对驾驶任务的注意力。 DMS在半自动驾驶中的关键作用越来越多地反映在测试中安全评级机构的协议。例如，在2020年，IIHS为半自动“保障措施”创建了一套新的评级，包括一项测试，以衡量系统监测驾驶员视线和手位置的能力。此外，最近在英国推出的福特BleCrise Level 2 +系统具有一个嵌入在数字仪表组中的面向驾驶员的摄像头，以确保驾驶员在进行控制之前将注意力集中在道路上。 丰富和上下文入侵经验 虽然在安全法规（或准法规）中捕获的安全用例将在推动DMS采用方面发挥核心作用，但原始设备制造商正在努力避免商品化并利用technologiestodeliverdifferentiating,infotainment/digitalcagoexperiences.This,inturn,willshapetheoptimalconfigurationofcameraresolution,FieldofView(FOV),location,etc.SomeOEM正在考虑的