一文读懂智能汽车驾驶员监控系统

驾驶员监控系统，缩写DMS，是英文Driver Monitor System的缩写，即驾驶员监控系统。主要是实现对驾驶员的身份识别、驾驶员疲劳驾驶以及危险行为的检测功能。

福特DMS系统

01 法规加持，DMS进入发展快车道

在现阶段开始量产的L2-L3级自动驾驶中，其实都只有在特定条件下才可以实行，很多状况下需要驾驶员能及时接管车辆进行处置。因此，在驾驶员太信任自动驾驶而放弃或减弱对驾驶过程的掌控时可能会导致某些事故的发生。而DMS-驾驶员监控系统的引入可以有效减轻这一问题的出现。

麦格纳DMS系统，截取自麦格纳介绍视频

因此，近年来各国的政策法规等多方面开始推进DMS的上车：欧盟和中国均出台法律法规。国内已率先对“两客一危”等商用车车型安装DMS系统作出强制要求，乘用车搭载要求也在推进制定中。而欧盟则将DMS纳入Euro NCAP五星安全评级的关键要素，而且是必要条件。几乎是从2020年开始，DMS系统的装车率快速提升，行业进入发展快车道。

21年7月由工信部、公安部和交通运输部联合印发的《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范（试行）》强调要求智能网联汽车要具备在线监控功能，可以反映驾驶人和人机交互状态的车内视频及语音监控情况。

02 视觉方案-DMS技术方案简介

DMS的核心功能主要是疲劳监测、分心监测、危险行为监测。早期的DMS方案主要通过非生物特征的技术来实现，比如通过方向盘及转向传感器，监测任何不稳定的方向盘运动、车道偏离或无故改变速度等。但由于系统复杂，非直观感知，整体的搭载率一直很低。

早期的DMS由于非直观感知，可能会误导系统判断。来源，知乎康斯坦丁.DC

现阶段的DMS则大多是基于摄像头的面部识别和眼球跟踪技术，通过红外光等采集驾驶员面部信息再经过算法分析出人员当下的身体状态，在检测到驾驶员处于不安全状态时，再通过闪烁红光或是方向盘震动等方案对驾驶者进行提醒。整个系统的硬件部分是由摄像头+集成座舱车机/域控制器解决方案组成；软件部分则主要涉及AI视觉算法。

图片来源 Eyesight

2D/3D的摄像头配置

目前大部分用于检测驾驶员疲劳的驾驶员监测系统均采用成本较低的传统2D可见光摄像头（配合IR红外LED）。

水晶光电DMS摄像头简介

理想L9的DMS系统

2022年，理想L9搭载了Melexis的3D-ToF传感器，并将之应用DMS系统。这种采用近红外光的3D光学传感技术可以构建驾驶员头部“深度图”，通过“深度图”可以精准的分析驾驶员的独特面部特征，性能远超2D技术。除了Melexis外，NXP、艾迈斯欧司朗等也都有类似的技术方案布局。

摄像头的集成

这一摄像头主要安装在正对驾驶员的位置，包括车内后视镜/行车记录仪，方向盘、仪表中控屏以及A柱等。考虑到整体内饰的美观性，摄像头的集成也成为一个备受关注的课题。

麦格纳将摄像头集成在后视镜中

天马发布可集成DMS摄像头的挖孔屏

DMS系统的功能拓展

驾驶员监控系统的基础功能是疲劳监测、分心监测、危险行为监测。但随着2D/3D摄像头的引入以及人脸识别算法的发展，DMS系统也在融合ADAS等自动驾驶技术的发展，催生出了一些创新人机交互HMI智能化的场景应用，提升高级别自动驾驶/智能网联汽车时代的驾乘体验。

大陆集团DMS系统，来源大陆官网

作为创新人机交互的传感器，这些DMS功能的拓展功能主要是获取驾驶员信息，从而进一步完善未来汽车座舱中的新应用，并实现定制化体验：

1、面部身份识别

当用户靠近传感器时，无需动作配合，即可快速完成活体判断并进行身份识别，主动为用户打开车门，调整座椅位置，并快速登陆车机系统，保障座舱系统高效运行。

面部识别的引入，不仅提升了驾驶的舒适体验，更可以提高车辆使用安全，比如说防盗功能。

2、眼球追踪

利用摄像头进行视野追踪、头部姿态跟踪技术，识别出驾驶员注视的区域（主驾挡风玻璃、副驾挡风玻璃、左后视镜……）。这一功能可以与当前热门的HUD抬头显示系统联动，可以实时调整并为驾驶员提供更合适的显示画面。

松下AR HUD

3、手势识别

手势识别，基于视觉手势识别技术，与车机系统相连，提供新的结合方式，通过车载摄像头完成全部功能。如做了相应手势之后，主机会进行歌曲切换或静音等操作，具体定义由各个主机厂自己定义。

手势交互方案属于在传统触摸控制方案之外的新交互方案，在宝马上已经应用多年。这个摄像头与DMS系统也可以产生一定联动。

4、表情识别，情绪感应

通过创新AI算法，识别出驾驶员当下的情绪，可以联动氛围灯、香氛系统。这种应用丰田在CES 2019上有展示。

丰田纺织的 AceS概念

5、娱乐互动

自动驾驶技术研发商MINIEYE在其I-CS座舱感知量产方案中创新性地打通了前后排的互动空间，借助视线、手势、头部动作等多种自然身体语言的交互方式，可实现多人多位置便捷互动。

图源MINIEYE

6、座舱乘员检测OMS

将专门对应驾驶员的摄像头拓展到整个座舱内部，可以进一步提升整体车内的安全性。

通过位于车顶的摄像头，并结合毫米波雷达的感知数据，系统可以综合分析人脸属性、人体骨骼比例以及身长信息，能够准确判断成人与儿童。当识别到儿童，系统将主动触发儿童看护功能，持续对儿童进行状态、行为监测，并实时反馈给前排家长，提醒其采取必要措施。

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