2020年要拿五星評級，歐洲率先打響DMS第一槍「GGAI視角」

2020年起，駕駛員監控系統(DMS)將成為新車型能否拿到Euro NCAP五星安全評級的關鍵要素，而且是必要條件。

Euro NCAP此前公布的2025路線圖顯示，搭載駕駛員監控系統，能有效地檢測疲勞和分心駕駛，並給出適當的警告和採取有效的行動。

路線圖進一步指出，現有的ADAS安全系統可以通過調整駕駛員干預標準來增強，特別是監測司機的實時狀態，即使目前全球都沒有公布其完整的高度自動駕駛評級指南，DMS仍將是L2 開始的主要核心功能之一。

隨著一些汽車製造商將DMS整合到更多的乘用車中，政策制定者將尋求確保這些系統達到可接受的性能和安全標準，並解決與該技術使用案例相關的隱私和網路安全等問題。

在實際的應用中，駕駛員監控技術可以檢測司機的行為模式，這些行為模式可以反映司機的注意力水平、疲勞程度、微睡眠、認知負荷和其他生理狀態。

但同樣的技術也可以用於駕駛/駕駛員體驗個性化，例如定製數字助理交互、音樂選擇、路線選擇和座艙環境設置。

最早基於非視覺的DMS系統是在2006年導入量產，從2017年開始，基於AI視覺的DMS系統開始成為乘用車DMS的主流。

此外，除了基於攝像頭，一些DMS系統還可以利用司機的聲音使用遠場揚聲器陣列技術，並可以評估駕駛員情緒(結合面部表情)和其他可能的生理狀態。

來自這些感測器的數據可以與來自轉向角感測器、車道輔助攝像頭、雷達、激光雷達和其他已經可用的感測器信號相結合。

支持DMS系統的核心部件之一就是CMOS圖像感測器，目前主要是三種類型：全局快門、捲簾快門和RGB-IR，全局快門 RGB-IR是目前的主流應用。

考慮到汽車的內部座艙實際上是一個不可預測的環境。典型的約束條件包括但不限於：光照變化、迎面而來的大燈光束反射以及環境溫度的變化導致的環境不可預測性。

在實踐中，DMS設計人員需要考慮以下幾點：

1、系統必須提供高質量的圖像，以便在夜間、隧道或惡劣天氣等低光照條件下進行可靠的視覺處理。

2、攝像頭的位置具有靈活性，可以安裝在任何地方，包括儀錶盤、方向盤柱、左右側A柱或內後視鏡。

3、DMS解決方案可以作為獨立的設計，也可以集成到更大的集群或信息娛樂ECU中。由於DMS解決方案可以鏈接到功能安全關鍵的ADAS和自動駕駛功能，可能還需要額外的系統評估和ASIL認證。

這些因素促使系統需要包括更好的圖像感測器、完善的演算法和晶元來處理不確定的環境條件。比如，在圖像感測器方面，全球各大廠商近年來都在陸續推出適配產品。

意法半導體今年初發布了兩款新的汽車圖像感測器，分別是VG5661 1.6-Mpixel和VG576 2.3-Mpixel汽車級全局快門感測器，這兩款感測器是專門為司機監控開發的。與傳統的捲簾快門不同，全局快門可以同時捕捉所有像素點的數據。

全局快門技術也被認為是最大限度地減少照明功耗，即使在高動態範圍模式（HDR）。這些感測器通過捕捉場景和消除不可預測的外部影響，如陽光或街道照明，加強了對車內人員的監控。

該公司稱，感測器的圖像質量提高了駕駛員監控系統的反應速度，尤其是在近940nm的近紅外光照下，它們還可能提供新的功能，比如評估駕駛員的注意力、乘客的舒適度或兒童行為。

VG5661和VG5761以標準的BGA封裝或裸模提供，用於直接集成大批量生產的汽車OEM系統。感測器符合AEC-Q100二級標準，並包含ASIL-B攝像頭系統所需的複雜安全完整性特徵，符合汽車安全標準ISO 26262。

OmniVision今年發布了一系列應用於DMS系統的圖像感測器，比如OV2312汽車圖像感測器，汽車行業第一個、也是同類產品中最小的2MP級RGB-IR全球快門圖像感測器。

OV2312使用一個全局快門(GS)感測器同時捕捉RGB和IR圖像的能力降低了相機的數量和整個系統的成本。雙模相機能夠在高解析度1600 x 1300(60幀/秒)和1280 x 720(90幀/秒)下拍攝無運動物體的圖像。

此外，由於這是同類產品中最小的2MP GS感測器，搭載在7.2 x 6.1毫米汽車晶元尺寸的封裝相機上，可以放置在司機和乘客看不到的地方。

在沒有可見光的情況下，OV2312採用3.0微米OmniPixel3-GS架構，在940 nm波長下提供業界領先的近紅外量子效率14%，並具有出色的調製傳遞函數(MTF)。

該感測器不僅能在單模式下以60幀每秒的速度運行時捕捉高質量的圖像，而且通過使用更少的紅外發光二極體，降低了系統的功耗和成本。

感測器本身在典型條件下功耗僅為190mW，這大大減少了產生的熱量，這進一步確保了在有限空間連續工作的內部攝像機的最佳感測器性能。

OmniVision的另一款用於DMS的產品是OV2778汽車圖像感測器，基於200萬像素的RGB-IR感測器，2.8微米OmniBSI-2 Deep Well像素技術，該技術通過一次曝光提供16位線性輸出，第二次曝光，動態範圍增加到120分貝，這將最小化運動偽影。

此外，OV2778集成了RGB-IR、4x4模式彩色濾光片和外部幀同步功能，在不同的照明條件下都具有最佳性能。

考慮到未來幾年，DMS功能將轉移到主流中低端車型上，這是一個對成本更為敏感的細分市場。OmniVision還推出了一款100萬像素的全局快門圖像感測器OV9284。

OV9284是業內首款在性價比、高質量成像和先進功能之間取得恰當平衡的圖像感測器。感測器以每秒60幀的速度只消耗90mW的電能，比最接近的競爭對手低30%。

此外，採用OmniPixel3-GS技術的高速全局快門感測器在高達120幀每秒的視頻速度下提供1280 x 800解析度。在940nm波段擁有近12%的紅外(NIR)量子效率(QE)。

Sony在今年初正式量產IMX390CQV，被成為業界第一款用於汽車相機的高靈敏度CMOS圖像感測器，具有同時降低LED閃爍和高質量HDR拍攝的功能。

基於Sony的原始像素結構和曝光方法，即使在低至0.1勒克斯(相當於月光)的光線條件下也能產生高質量的彩色圖像。

安森美（ON Semiconductor）在今年初發布了下一代座艙RGB-IR圖像感測器解決方案，以及 Hayabusa家族CMOS圖像感測器系列，分別是1.2MP、2.3MP和3.1MP。

其2.3MP RGB-IR感測器達到120分貝動態範圍和近紅外性能，其外還有3.1MP可選，獨特的8:3寬屏比，60幀每秒的處理能力。

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