强制标准启动在即,DMS市场进入爆发期

强制标准启动在即,DMS市场进入爆发期
2023-03-31 14:57:47 汽车与配件杂志

近两年,DMS(驾驶员监测系统)的概念越来越火,主机厂正在加速DMS上车的步伐。DMS能够通过人脸识别、情绪感知等方式,分析驾驶员的状态,在驾驶员出现疲劳或分心的状态时,提醒驾驶员将注意力集中在控制车辆。虽然当下DMS的搭载率仍然很低,但随着政策的推动和市场需求的释放,DMS在可预见的未来,一定会成为乘用车的标配。

为什么DMS上车是大势所趋?

不管汽车如何朝着智能化发展,安全永远是第一原则。车辆安全又分为主动安全和被动安全。被动安全主要在于事故已经发生后如何最大化地保护乘客,比如车身的强度、安全气囊、安全带等等,基本市场上主流的车型被动安全都是过关的。

主动安全则在于避免事故的发生,常见的主动安全配置包括ABS(防抱死系统)、ESP(电子稳定系统)、LDW(车道偏离预警系统)等,这些配置相比被动安全配置更昂贵,但在紧急时对降低交通事故的发生几率有重要的作用。

当然,无论搭载什么安全配置,驾驶员的安全意识才是保障乘员安全最重要的因素。

普华永道关于2021年中国驾驶事故原因的统计结果显示,37%的车辆交通事故与驾驶员的欠佳状态直接相关,其中疲劳驾驶、驾驶分神与激进驾驶是三大导火索。

智能手机普及后,驾驶员的注意力时常容易被手机的信息干扰,车舱内越来越多的数字屏幕也是导致驾驶员分心驾驶的罪魁祸首。据不完全统计,2010年之后,美国每年因驾驶员分心驾驶导致3000-4000人丧生。2020年初,美国国家安全委员会发布的数据显示,超过四分之一的车祸的起因是由于驾驶员行驶过程中操作手机。

另一方面,错估自动驾驶功能也在全球引发了多起致人死亡的交通事故。当前量产车型的自动驾驶登记依然停留在L2阶段,人类驾驶员依然是驾驶责任的主体。而前几年,各大主机厂对其自动驾驶系统过度宣传,试图将完全自动驾驶的认知灌输给消费者。如果驾驶员过度相信自动驾驶系统,在驾驶过程中双手离开方向盘,视线脱离道路前方,会引起严重的安全隐患。

因此,在车辆上搭载DMS,对驾驶员进行实时监测,防止其因为分心或疲劳而失去对车辆的控制,正在逐渐成为一项强制性的标准。

欧盟在2022年7月起实施的EU-GSR(《通用安全法规》)中,开始推荐所有车辆搭载DMS,2026年起就将强制要求车辆搭载DMS。

中国也将在2023年5月开始实施《驾驶员注意力监测系统性能要求及试验方法》,将DMS纳入推荐推荐标准。强制性的要求预计在2027左右落地。中国乘用车测试规程C-NCAP预计将从2025年起测试车辆的DMS能力。

在商用车领域,对DMS的规范更激进。商用车失控导致的潜在交通事故隐患更为严重。同时,商用车驾驶员长途驾驶更多,自动驾驶在商用车上的应用需求更旺盛。中国从2018年起就率先对“两客一危”等商用车车型安装DMS作出强制要求。

DMS如今发展到什么程度?

DMS其实不是什么新鲜事物,早在2006年,雷克萨斯LS 460(配置|询价)上就配备了全球第一套量产的DMS系统。当时这款车型已经实现了自动捕捉并分析驾驶员面部特征,最主要的判断依据是驾驶员面部的中心线是否偏离预定的范围,一旦系统判定驾驶员分心,会通过声音提示驾驶员务必将注意力集中在道路前方。

不难发现,最早的DMS对驾驶员分心的判断方式是非常简单粗暴的,仅仅能大致捕捉驾驶员面部的位置,从而判断其是否正在打瞌睡或进行其它大幅度的动作,导致注意力从驾驶车辆上分离。这种方式没法实现像如今先进的摄像头和算法支持下,对面部表情的全面分析,以及对眼球的追踪。

早期的DMS只能监测非生物特征,比如驾驶员的双手是否离开方向盘,或者驾驶员是否突然过度地旋转方向盘而导致车辆偏离车道。这种方式需要大量的数据模型和传感器,导致复杂度和成本非常高。早期在宝马、福特、沃尔沃、丰田等品牌的车型上搭载的DMS只能实现初步的驾驶员疲劳监测。很长一段时间内,DMS并不是一项非常实用的功能。

比被动式DMS更全面的是主动式DMS,基于摄像头和红外技术的发展,以及深度学习算法的长足进步,DMS的感知能力越来越强大,能够完成了眼睑闭合、眨眼、凝视的方向等眼睛情况的监测,以及打哈欠、转动头部等动作的监测,实现了更全面的驾驶员监测。

2017年通用的Super Cruise驾驶辅助系统中,首次集成了DMS,这也标志着DMS开始和自动驾驶绑定。如果Super Cruise判断当前需要驾驶员接管车辆,而驾驶员的注意力正聚焦在其它事情上,系统会通过声音警告、灯光闪烁和座椅震动的方式对驾驶员作出预警。

如今市面上的DMS主要包括两种方案。以摄像头数量分为单颗摄像头方案和多颗(2或3)摄像头方案。前者安装在A柱或方向盘,用以识别驾驶员的脸部特征。而后者的布置更灵活,还能集成在车顶或其它的位置,以实现对后排乘客的监测(OMS)。

DMS技术实现了长足的进步,但在许多实际的场景中并入尽如人意。有小鹏车主曾经吐槽,因为眼睛太小被系统判定为“开车时睡觉”。除了眼睛判定有问题,在其它方面也存在识别的盲区。许多供应商会将更多的传感器加入DMS方案中来增加感知的准确性,如毫米波雷达、3DToF等,但如此一来,DMS的成本将进一步增加。

什么是集成于内镜的一体化方案?

部分国际性的Tier 1供应商,以及国内的视觉感知公司已经推出了很多量产的DMS方案。在这其中,麦格纳的DMS方案有其独到之处。近期该公司举办线上技术分享会,详解其驾乘监测系统如何保障行车安全。

首先从造型上来看,常见的DMS将摄像头安装在A柱、方向盘或者中控屏上,即使体积再小,也会造成突兀感,破坏主机厂内饰的设计感。而麦格纳的对策是将DMS的单颗广角摄像头集成在内镜中,这种一体化方案对主机厂的内饰设计“零影响”,主机厂无需想方设法在座舱中置打孔安装摄像头。

之所以将DMS集成在内镜中,是由于内镜是座舱内能够综合性地兼顾驾驶员和乘员DMS+OMS的最佳位置。在监测前排驾驶员及副驾驶的同时,兼顾了后排乘员的监测功能。包含儿童监测,宠物等乘员监测功能。

在内镜中,麦格纳同时集成了Auto Dimming自动防眩光镜片、IR红外滤光片、对应宽域,窄域的IR补光灯、ECU、热管理系统和一颗500万像素的广角高清摄像头。麦格纳在无边框内镜上的专利是实现这种高度集成的基础。

值得一提的是,麦格纳的DMS虽然简约,但一点也不简单。普通的DMS对整车的线束布置造成了一定的负担,而麦格纳提供的是即插即用的解决方案,只需要一条线束,最小化整车的接口和线束数量。主机厂在组装时间上大为受益。

“集成+简化”带来的是成本上的竞争力。DMS中,摄像头的高清视频线线束、ECU的BOX中的核心件都非常昂贵,而打孔安装摄像头也需要一定的成本,麦格纳集成于内镜的DMS方案节省的成本十分可观,为客户实现降低60元左右的成本。

在一些细节上,麦格纳也提供了精妙的构思。比如在无边框内镜中安装了切换视频模式与普通内镜模式的拨杆,也可以加入小型执行器,通过屏幕按键点击即可执行自动切换的方式,即可根据需求自动切换。

麦格纳预计,到2024年,内镜集成式的DMS将成为全球第一个面向EU CAP 2024的落地量产项目;到2025年,麦格纳将更进一步,实现ClearView流媒体内镜和DMS的整合一体化方案;到2026年,舱内监测结合DMS及雷达的产品有望面世;到2029年,我们有望看到麦格纳屏下摄像头结合DMS的集成化产品。

写在最后

随着强制标准的陆续启动,DMS的市场需求将迎来爆发。据高工智能汽车研究院监测数据显示,2022年前装标配DMS的车型交付118.64万辆,同比增长达到109.20%。

信达证券的数据则显示,,2021年我国 DMS 渗透率约 5.3%左右,预计 2026 年整体装配率有望达 35%,市场空间有望达到 44 亿元。

在DMS前装方案中,除了麦格纳、博世、法雷奥、大陆集团等Tier 1供应商在积极研发更精准、更集成的DMS方案外,国内的软硬一体和软件公司如地平线、商汤、虹软、海康威视等也占据一定的市场份额。此外,随着DMS与域控制器集成的趋势,在芯片嵌入DMS算法能更好地控制成本,这给SoC芯片厂商带来更多机遇,因此Mobileye、高通、英伟达等也在关注DMS算法的嵌入式集成。相信经过不断的迭代升级,DMS会逐渐走向成熟。

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