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谁说驾驶员监控系统(DMS)只是一种临时过渡方案?

时间:2021-08-04 作者:Colin Barnden 阅读:
是时候认真看待驾驶员监控系统(DMS)了!究竟是选DMS还是自动驾驶还是自己拿主意。只是请一定确保完全了解Euro NCAP和欧洲GSR规范对驾驶员监控的要求,包括驾驶员困意和注意力分散监控。
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是时候认真看待驾驶员监控系统(DMS)了!JEcEETC-电子工程专辑

6月初,一辆特斯拉在台湾的高速公路上撞到一辆翻倒的卡车。自此,这个镜头几乎出现在所有的汽车杂志上了。看完了相关视频,我想到三个问题:JEcEETC-电子工程专辑

˙为什么自动紧急制动没有起作用?JEcEETC-电子工程专辑

˙司机当时在做什么?JEcEETC-电子工程专辑

˙为什么仍然有人相信私人乘用车在短短几年内就能实现“自动驾驶”?JEcEETC-电子工程专辑

在20年的汽车电子从业经历中,我遇到的最不可思议的事情之一就是,尽管欧洲NCAP(新车评估计划)和最新的《欧洲通用安全法规》(GSR)都指出必须在几年内启用驾驶员监控系统(DMS),但仍然有很多人完全无视它。JEcEETC-电子工程专辑

与一些据说明智和见闻广博的人士多次交谈后,我发现他们均持几乎相同的观点,大致概括为“DMS充其量只是一种临时过渡方案,说得不好听点,它已经过时了。”JEcEETC-电子工程专辑

且不论对还是错,许多人认为我们已经处于实现四级自主(L4)的最后阶段,距离“完全自动驾驶”的现实只差空中升级了。但看一看特斯拉撞车的镜头,扪心自问一下:这怎么可能?JEcEETC-电子工程专辑

我毫不不怀疑,像Waymo和Cruise这样的公司到2025年将能够提供某种自动穿梭巴士或自动驾驶出租车(robotaxi)服务。但是,他们能否从经营这些服务中赚钱还存有争议。JEcEETC-电子工程专辑

此外,我仍然不相信一般人群在心理上已经做好了相关准备,如自动驾驶车辆可能会杀死儿童,这在统计上是不可避免的,因为自动驾驶汽车在公共道路和高速公路上的部署越来越多。 不过这些都是经济、法律和哲学上的争论,EETimes是专业技术媒体平台,我们将这些问题留给其他人来讨论。JEcEETC-电子工程专辑

最近,我看到一个非常有趣的幻灯片,它来自澳大利亚堪培拉的Seeing Machines公司,该公司为凯迪拉克CT6的GM Super Cruise系统提供基于视觉的DMS。JEcEETC-电子工程专辑

我们来进一步探究一下,DMS领域取得的一些技术进步,以及在协助人类驾驶员变得更加安全以挽救生命方面,我们所取得的进展。JEcEETC-电子工程专辑

传感器致盲现象

对于Super Cruise系统中的驾驶员监控视觉传感器,人们最常诟病的是,它可能由于阳光致盲,而且批评者们经常抓住这一点而完全摈弃DMS技术。我自认是DMS专家,从幻灯片中我可以看出,第一行的前两幅图像使用850nm红外(IR)光路,而其它图像均使用940nm波长IR组件。JEcEETC-电子工程专辑

为什么这样说呢?如下图所示,940nm波长的阳光能量实质上要比850nm波长少很多,因此将光路的工作波长改为940nm可基本消除传感器致盲问题。这要感谢我们的大自然母亲。JEcEETC-电子工程专辑

(来源: 维基百科)JEcEETC-电子工程专辑

您可能会问:“为什么不一开始就使用940nm器件呢?”那是因为940nm直到2016年底才获得汽车认证,因此,在典型的汽车器件采纳时间表上,它们最早也要到2019年才能出现在量产汽车中。不出所料,940nm视觉DMS将于今年晚些时候在批量生产车辆中被采用。JEcEETC-电子工程专辑

如果您是一个后来加入DMS大军的科技公司,想着只要拼凑一个符合NCAP规范的系统就可以了,那么您要注意,还有一个光路挑战:940nm CMOS图像传感器的量子效率比850nm要低,这意味着必须使用更大功率的LED来照亮驾驶员的面部。JEcEETC-电子工程专辑

红外光在很大程度上可能是人眼不可见的,但这并不意味着它在高功率下是安全的,想想激光眼科手术。因此,还需要验证光路是否符合IEC 62471的人眼安全性标准。JEcEETC-电子工程专辑

因此,作为DMS开发的后来者,是选择850nm照明而传感器可能因阳光致盲;还是选择940nm照明而驾驶员可能被致盲呢?现在您还认为汽车级DMS容易开发吗?JEcEETC-电子工程专辑

现在,940nm下基于视觉的驾驶员监视系统的所有设计和开发问题都已解决,但这也是为什么DMS用了这么长时间来验证其可用于汽车用途的原因之一。JEcEETC-电子工程专辑

如何训练机器

如果驾驶员戴面罩,DMS操作还简单吗?仔细看一下相关视频中的实际例子,您会再次发现为什么汽车DMS开发比看起来要复杂得多。看看下面的截图,我最喜欢的下排中间那个,它看起来就像外星人电影中的异形。JEcEETC-电子工程专辑

  (图片来源: Seeing Machine)JEcEETC-电子工程专辑

人类可以使用现有知识来推理分析这些图像,并确定它们显示出戴着各式面罩的人类驾驶员。该视频完美地证明了,要成功开发出能在现实条件下使用的足够强大的DMS,需要大量的自然驾驶数据来训练算法,并结合详尽的测试和验证,而这需要多年的研发与测试。JEcEETC-电子工程专辑

在这个Covid-19大流行的世界中,驾驶员佩戴个人防护装备不是什么奇怪的事情,而这就意味着DMS必须应对各种复杂的组合,如全面罩、护目镜加呼吸器。您能想到吗?JEcEETC-电子工程专辑

现在,最先进的驾驶员监控视觉算法已得到广泛的训练与验证,因此无需校准;它几乎可以即时跟踪面部和眼睛;它可以在接近180度的宽范围内操作(头部完全向左或向右旋转);它可以穿透大多数太阳镜。JEcEETC-电子工程专辑

这些算法不分性别、国籍和种族,经过训练可以识别帽子、棒球帽、珠宝、围巾、卫生口罩、安全眼镜或护目镜,甚至可以识别宗教服装(比如盖头和面纱)。JEcEETC-电子工程专辑

Seeing Machines并不是唯一一家汽车级驾驶员监控软件供应商,其他供应商还包括Eyesight、Jungo、Momenta、SenseTime、Smart Eye和Xperi。JEcEETC-电子工程专辑

长远来看,任何东西都将自动驾驶

DMS是一种临时过渡方案,从长远来看必将被自动驾驶所取代,这种想法绝对正确。但是,这就像睿智的经济学家凯恩斯(John Maynard Keynes)所预见的那样,“长远来看,我们都会死亡”。JEcEETC-电子工程专辑

我是一个分析师,而不是时间穿越者,所以我并不知道DMS与自动驾驶的未来,选择哪个还是要你自己拿主意。只是,请一定确保您完全了解Euro NCAP和欧洲GSR规范对驾驶员监控的要求,包括驾驶员困意和注意力分散监控。JEcEETC-电子工程专辑

(参考原文:)JEcEETC-电子工程专辑

责编:Amy GuanJEcEETC-电子工程专辑

本文为《电子工程专辑》2020年8月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。点击JEcEETC-电子工程专辑

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