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一文看懂DSM和DMS有什麼區別?「GGAI視角」

隨著國內各省市開始強推「兩客一危」及部分商用車ADAS DSM後裝上車,新投入營運車輛必備監控裝置的過程中,供應商產品既有DMS,也有DSM的叫法,給從業人員造成了概念上的混淆,那麼誰才是正統的稱謂呢?

DSM(Driver State Monitoring)和DMS(Driver monitoring system)到底有什麼區別?

源自營運車輛規範要求

國內關於這兩者的定義,主要源於道路運輸車輛主動安全智能防控系統(終端技術規範)。

首先需要理清楚的是,國內開始推動商用車駕駛員DSM狀態監測和ADAS設備的普及,各省市均是源於2018年8月22日《交通運輸部辦公廳關於推廣應用智能視頻監控報警技術的通知》,及俗稱的交辦運〔2018〕115號文件。

此文件是為糾正駕駛員疲勞駕駛、行車接打手機等安全隱患,有效遇制和減少重特大事故的發生,決定在道路客貨運輸領域推廣應用智能視頻監控報警技術,全面提升道路運輸安全科技保障水平。

文件要求新進入道路運輸市場的「兩客一危」車輛應前裝智能視頻監控報警裝置,實現對駕駛員不安全駕駛行為的自動識別和實時報警。智能視頻監控報警裝置應符合《道路運輸車輛智能視頻監控報警裝置技術規範(暫行)》的規定。

暫行技術規範對駕駛員駕駛行為監測功能的要求如下,包括疲勞駕駛報警、接打手持電話報警、長時間不目視前方報警、駕駛員不在駕駛位置報警、抽煙報警、雙手同時脫離方向盤等自動識別及報警功能。對相應的行為技術參數也給出了技術指標要求。

隨後各省市便開始依據交通部的通知,制定大同小異的各省市「XXX3團體標準」,對應於終端、平台、數據傳輸的協議,其中終端的標準中,就包含了智能視頻監控報警裝置的要求。

雖然各省市起草人、單位不同,但參考的標準都是來自於國標,對術語和定義的引用文件,均來自於GB/T 26149、JT/T 794、GB/T 19056、GB/T 20815、GB/T 21437.1、GB/T 19392、JT/T 883。其中GB/T 20815 是對應於視頻安防監控數字錄像設備。

文件中定義了駕駛人狀態監測(DSM),是利用安裝在車上的感測器,在駕駛人駕駛過程中,通過接觸或非接觸的方式,實時監控駕駛人的狀態,能夠檢測到駕駛人危險駕駛行為,並提醒駕駛人的設備。要求駕駛人狀態監測系統應包含疲勞駕駛報警、分神駕駛報警、抽煙報警、接打電話報警、駕駛人異常報警等功能。

因此,如果根據目前國內市場的情況,限定條件,為符合交通部要求,通過了各省市的檢測,並為之提供針對相應商用車駕駛員狀態監測設備,那麼這類系統就是稱為DSM。

汽標委進行術語劃分

駕駛員狀態監控系統,不僅可以用於商用車駕駛員不安全的駕駛行為監測,同時也可用於乘用車駕駛員,只是後者的市場需求較小(也沒有政策推動)。

但針對乘用車駕駛員注意力分散行為的監測,卻一直存在,尤其是伴隨著手機的廣泛使用成為全球交通事故上升的主要影響因素,以及高級別自動駕駛系統在乘用車上的出現,需要監控駕駛員的狀態,保證其能在一定時間內回到正常的駕駛狀態。

在道路運輸車輛主動安全智能防控系統(終端技術規範)的文件中,將ADAS系統和DSM是分開定義的。而在2019年1月汽標委發布的由智能網聯汽車分標委組織制定的汽車推薦性國家標準《道路車輛先進駕駛輔助系統(ADAS)術語及定義》中,將DSM歸類到了ADAS定義的範疇中。

《術語及定義》是這樣描述的:ADAS為利用安裝在車輛上的感測、通信、 決策及執行等裝置,監測駕駛員、車輛及其行駛環境並通過影像、燈光、 聲音、觸覺提示/警告或控制等方式輔助駕駛員執行駕駛任務或主動避免/減輕碰撞危害的各類系統的總稱。

ADAS定義中,包含了監測駕駛員一項內容,並且在信息輔助類術語中出現了駕駛員疲勞監測DFM(driver fatigue monitoring)和駕駛員注意力監測 DAM (driver attention monitoring)的術語。

做出這樣的術語劃分,主要是因為疲勞監測更多用於商用車駕駛員,注意力監測適用於所有駕駛員身上使用。

根據技術的成熟和市場需求,L3級自動駕駛系統在乘用車上已經開始出現,有側重監測駕駛員注意力的需求,同時能夠部分提升駕駛員的駕駛體驗。因此針對具備L3級能力的乘用車駕駛員,DAM會扮演更重要的角色。

當然,在L3級以上系統出現之前,針對乘用車駕駛員注意力狀態監測,在國外早已經出現過,國內的相關技術是在近幾年才起步,無論技術還是人才大部分都要向國外學習,這也就引申出了讓國內從業人員混淆的DMS。

始於2006的DMS

2006年,雷克薩斯宣布全新的LS 460配備了世界上第一個駕駛員監控系統DMS(driver monitoring system),旨在警告駕駛員將他或她的視線從道路上移開時的危險。

CCD(電荷耦合器件)攝像頭安裝在轉向柱蓋的頂部,帶有六個內置近紅外LED,使系統能夠在白天和夜晚準確工作。啟動時,系統會自動繪製駕駛員面部特徵的位置,並測量面部的寬度和中心線。該信息用作參考,因為它在從一側到另一側觀察監視駕駛員頭部的運動。

如果駕駛員在車輛移動時將他或她的頭部遠離前方道路並且在車輛前方檢測到障礙物,則系統激活預碰撞警告燈和蜂鳴器。如果情況仍然存在,則會短暫應用制動器以提醒駕駛員。如果仍然無法從駕駛員那裡獲得動作,則PCS會進行緊急制動準備和前部安全帶預張緊。

從功能描述上可以看出,早期的DMS是對駕駛員注意力進行監測,因為彼時技術條件落後,因此判斷的依據是駕駛員明顯的不專註駕駛的行為。

到2008年隨著技術的發展,可以監控眼瞼來檢測駕駛員是否變得睏倦。隨後監控駕駛員注意力和疲勞狀態的功能概念(包含DAM和疲勞監測)也陸續在一些OEM推出的車型中亮相。

比如雷克薩斯、豐田、凱迪拉克等車型,只是由於乘用車駕駛員較少出現長時間疲勞駕駛的情況,因此乘用車上駕駛員的疲勞監測功能相對處於弱勢狀態。

於是全球的OEM推出乘用車新車型中,就開始將關注點放在了DAM,也由此產生了更多DA打頭的名字變種。

乘用車駕駛員注意力成為焦點

在DMS經歷了十餘年的發展過程中,乘用車OEM提出了更多駕駛注意力監控系統DAM(Driver Attention Monitor)的變種,如起亞的Driver Attention Warning (DAW),寶馬、賓士的Attention Assistant,日產、馬自達、尼桑駕駛員注意力提醒系統(DAA-Driver Attention Alert),本田DAM系統等等,雖然名目繁多,但所述的功能基本一致。

這些DAM系統最初都是搭載在豪華乘用車上,檢測到駕駛員處於疲勞狀態或者注意力不集中的狀態時,就會採取一些警報。

以2017年本田在CRV上推出的的DAM為例,DAM的工作速度範圍是40–180 km/h,DAM功能激活條件是駕駛員駕駛時間超過半小時,LKAS系統未運行,道路沒有較大損壞和起伏,未遭遇大風天氣。

DAM會將駕駛員的注意力程度分為四個等級,在不同的等級下,系統會做出不同程度的報警提醒,提醒駕駛員休息或者回歸正常的駕駛狀態。

這個過程中,可以看出在乘用車車型中,OEM對駕駛員注意力分散監控的重視程度,隨著自動駕駛技術的發展,駕駛員注意力監控系統也得到了更多的關注。

2017年通用汽車推出凱迪拉克CT6,典型的應用便是在高速公路實現自動駕駛,其中需要監控駕駛員注意力,保證其能夠在緊急情況下具備接管駕駛的能力。他們都使用了駕駛員監控系統。

因此在CT6的官方手冊中,對監控駕駛員狀態系統的描述是a state-of-the-art driver-attention system,有著DAM濃重的色彩。儘管作為供應商的Seeing Machines將其稱之為DMS。

缺乏國際標準,國內嘗鮮

DMS、DAM等相關駕駛員狀態監測的技術最早源於國外,國外乘用車層面涉及更多的是普通消費者,隱私問題是OEM難以逾越的障礙。

商用車領域則發展的較慢,一方面是技術發展的成熟性問題,另一方面是之前還處在商用車黑匣子的時代。

除了這些現實的因素,一直沒有官方的國際標準,也造成了駕駛員狀態監控類系統的名稱叫法不一。

近幾年伴隨著深度學習的發展,視覺和算力的提升,以及自動駕駛成為全球的熱門,與之相關的技術也得到了更多生存和發展的機會。

國外OEM可藉助高級別自動駕駛商業化,給用戶帶來便利的同時,推進乘用車DMS的裝配,同時在商用車上,也開始推進駕駛員疲勞狀態監測系統,其帶來的安全保障已經得到驗證,同時也相對少隱私糾紛。

歐洲議會在2019年初發布的新聞稿中宣布,所有車輛(轎車、貨車、卡車和公共汽車)都將強制使用「駕駛員睏倦和注意力警告」和「高級駕駛員分心警告」。

這一聲明進一步加強了歐洲NCAP路線圖,即從2020年起將駕駛員監控引入碰撞評估協議中的基礎安全等級中,想要獲得5星評級的車型必須裝配DM(Driver Monitoring)系統。預計包括東南亞和北美在內的其他地區將採用歐盟NCAP的標準。

2017年,Euro NCAP發布了2025路線圖,其中Euro NCAP設想了一種激勵措施,鼓勵DMS有效地檢測受損和分心的駕駛,並給出適當的警告,採取有效的行動,例如啟動安全規避操作、緩慢的回家模式、提高電子穩定控制的靈敏度、車道支持、速度等。從已經進入市場的系統開始,分階段實施總體評級制度。

評估將圍繞如何可靠和準確地檢測駕駛員的狀態,以及根據這些信息車輛採取什麼行動展開,其他方面,如DPM駕駛員位置監視(driver position monitoring),可以在未來的協議迭代中添加。

Euro NCAP認為有效的DMS將是自動駕駛的先決條件,以確保在需要時,能夠將控制權交還給身體健康、能夠駕駛車輛的駕駛員。這一項目將根據自動駕駛的人機界面要求予以採用。

國內對智能網聯的態度開放,因此率先推出了國內的ADAS術語推薦性標準,其中也對相關功能進行了專業性的描述,DAM和DFM。

從應用角度,DAM在商用車和乘用車都可以使用,且不分是否具備不同等級的自動駕駛系統,因為移動互聯網時代下,駕駛員的注意力常常被移動終端所吸引,這是汽車產業鏈需要共同面對的行駛安全問題。

在純粹的無人駕駛系統來臨之前,L3級以下自動駕駛系統仍然需要人類駕駛員承擔部分或全部駕駛責任,系統需要給駕駛員帶來安全和便利的同時,保證駕駛員在關注路況,這是DAM在新的技術發展環境下的使命。

DFM則會在商用車實現無人駕駛前,充當低薪、過勞的駕駛員守護神,尤其是長途貨運、客運司機。

這也是一開始提到的國內主推的「兩客一危」駕駛員視頻監控預警設備,所關注的焦點,由於無論DFM還是DAM,都是通過一個監控攝像頭實現,因此相應的終端系統要求中,用DSM一筆代之,系統功能列表中則實際涵蓋了DFM和DAM所定義的範疇。

發源於國外的駕駛員注意力監控的DMS,DAM等,在經歷了多年的技術發展之後,也在包含越來越多的功能。

因此,到現在DSM和DMS要實現的功能都一樣,在沒有國際官方標準的情況下,國內政策制定者推出了DSM的定義,在商用車上推廣開來,未來乘用車上的應用預計會隨著類L3級自動駕駛系統的商業化使用而搭載,單純監控駕駛員疲勞的應用國內用戶也不會樂於安裝。

汽標委的標準會成為未來的國標(不過更偏向乘用車),但技術的發展是時刻在進行的,同時也受國際標準和技術發展的影響,在這個不確定性的階段,供應商產品雖然功用相同,但名稱就會容易產生混亂,造成人們對DSM和DMS摸不著頭腦。

如上,在國內按照官方的標準目前將這類系統應稱之為DSM(目前主要應用於道路營運車輛,未來乘用車上可能沿用)。

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