作者：孙利
自动驾驶能力已成为车企研发和宣传的重点。各大车企纷纷对自动驾驶辅助技术进行“包装”，特斯拉将其命名为完全自动驾驶（FSD），试图将完全自动驾驶这一概念灌输给消费者，但实际上FSD依然停留在辅助驾驶阶段。在轰轰烈烈的“宣传战”下，车企不断“引诱”驾驶员使用自动驾驶功能。驾驶员很有可能在使用过程中双手脱离方向盘，视野脱离道路，这将引发严重的安全隐患。
无论车企如何宣传，按照中国工信部及美国SAE的最新定义，当前的自动驾驶能力依然停留在L2阶段，人类驾驶员依然是驾驶责任的主体。车企在不断推广自动驾驶技术的同时，必须使用相应的技术手段，监督和检验人类驾驶员的操作行为，保证车辆时刻掌握在人类驾驶员手中。是否有一种技术，可以实现车辆对人类驾驶行为的“监督”，避免人类驾驶员因为过度相信自动驾驶技术而将车辆掌控权“拱手相让”？正是在这样的背景下，驾驶员监控系统（DMS）重新回到大众的视野之中。
1.什么是DMS？
DMS并不是一项新技术，其在20年前就已经诞生，面世之初是为了解决驾驶员疲劳驾驶、分心等问题，驾驶员疲劳驾驶和分心是交通事故的重要成因。
DMS是英文DriverMonitorSystem的缩写，即驾驶员监控系统，该系统可以实现对驾驶员的驾驶疲劳、分心以及其他危险行为（比如打电话，吃东西等）的检测。当检测到驾驶员的注意力无法保持在驾驶行为上时，及时对驾驶员做出提醒。作为一项可以挽救人类生命的技术，法律法规对DMS的普及作出了有力的推进。据悉，全国性的商用车DMS系统强制安装法规已经在调研立项之中，最快有望在今年底出台。欧盟E-NCAP发布的最新路线图，要求从年7月开始，所有新车都必须配备DMS。强制性安装的法律法规助推DMS技术的普及。
法国咨询机构Yole预测，截至年，车内传感市场GAGR最高将达到63％。这一细分市场也将在年达到26亿美元，其中DMS在此收入中占比73%，届时中国DMS市场规模也将达到82亿人民币。据佐思汽研的调研数据，国内年上半年新增万辆商用车均强制标配DMS。商用车市场对功能的体验性需要低，只要满足法规即可，但是乘用车市场对技术的体验性要求很高，厂家需要在功能实用性和成本之间寻找合适的平衡点，因此乘用车对DMS的搭载更为谨慎，但是随着辅助自动驾驶的普及，近年来市场呈现爆发式增长的态势。据高工智能汽车研究院的数据，在乘用车市场，年国内市场新车（合资+自主品牌）搭载视觉DMS上险量为13.65万辆，而年同期数据不到1万辆，增速达到指数级。在渗透率方面，DMS的渗透率刚刚超过10%，目前主要集中在中高端车型。
2.DMS技术路线
早期的DMS技术多采用被动式技术。所谓被动式技术，是指通过方向盘、扭矩传感器，监测车辆不稳定的方向盘运动、车道偏离或无故改变速度等。这种早期的DMS系统模型复杂，成本高，因此多搭载在豪华车型。除了成本因素，被动式DMS的误报率大、智能化程度低，而且无法与智能座舱产生联动。比如早期特斯拉用户用矿泉水瓶等物件卡在方向盘上，从而达到欺骗DMS的目的。
由于被动式技术在技术上的缺陷，有车企试图使用生物传感器监控驾驶员，比如利用部署在方向盘或安全带上的电容传感器等设备对生理指标数据进行分析，进而推断驾驶员当前状态。
该技术方案检测疲劳的理论基础为，人体处于疲劳等非正常状态时，心率、血压、皮电反映、皮肤温度、脑电波等生理特征指标与正常状态下有所不同。但是生物传感器的布置方案成本高，传感器与用户的接触和佩戴体验差，检测精度受限于传感器的接触方式，因此该技术并未得到实质性推广。业界迫切需要一种非接触式的，能智能地直接判断驾驶员监控行为的新技术。
AI视觉技术的快速发展为新技术的诞生提供了可能。依托人脸面部识别技术，基于红外技术和视觉摄像头的非接触式、低成本、高度智能化的主动式视觉DMS技术应运而生，并迅速成为主流技术路线。
该技术方案通过部署在方向盘、转仪表盘或A柱等位置的光学摄像头、红外摄像头，获取驾驶员的眼部状态（如眼睑闭合检测、眼球追踪、视线追踪）、头部姿态（如头部位置检测、头部姿势追踪）、打哈欠、打电话、抽烟等行为的图像或视频信息，通过深度学习算法对获取的信息进行分析，判断驾驶员当前所处状态，实现驾驶员监测目标。
红外摄像头的优势是光线抗干扰能力强，即使在昏暗的环境下依然有很强的分辨率，能够适应座舱内部明暗变化强烈的环境。红外光可以穿透大多数太阳镜的镜片，包括偏光太阳镜。
对于DMS的图像传感器来说，镜片是透明的，眼睛、眼睑、眨眼和眼球注视矢量可以正常跟踪。眼球的跟踪和检测是判断是否疲劳驾驶，或者分心，瞌睡的重要手段，也是DMS技术的核心之一，因此红外摄像头在DMS领域有很强的竞争优势。
（资料来源：智车行家：DMS驾驶员监控系统技术专题报告）
红外摄像头由红外光源发射器、可以识别物体反射光线的镜头，以及图像传感器等元器件构成。一般是使用人眼不能感知的nm的近红外光，而且可以避免照明不足所带来的的不利影响。红外摄像头配置一般需要1MP-2MP像素、40°以上的FoV、帧数在30~60fps。目前，可以提供-nm波段的近红外光源主要有三种：红外LED、红外LD-EEL（边发射激光二极管）和VCSEL（垂直腔面发射激光器）。
红外LED因成本低廉、光照面积大、便于安装、产业成熟度高而成为当前的主流方案。通用汽车是较早引入基于红外摄像头DMS技术的车企。年，凯迪拉克在CT6上推出超级巡航系统，该系统在方向盘上集成了红外摄像头，可追踪驾驶员的头部位置与视线，确保驾驶员目光在前方道路上。该系统由均胜安全提供，采用的是欧司朗的红外发生器。
凭借非接触、低成本、高可靠性，高智能的优势，基于近红外技术的DMS正成为市场上的主流选择。车企和供应商新开发的DMS系统基本都采用该技术。
（资料来源：佐思汽研）
LED红外技术成本低，但是光源比较分散，车企和供应商不断探索新的光源技术。比如采用VCSEL光源发射器。VCSEL——全名为垂直腔面发射激光器（VerticalCavitySurfaceEmittingLaser），以砷化镓半导体材料为基础，有别于LED（发光二极管）和LD（LaserDiode，激光二极管）等其它光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。
（图片来源于