從DMS到OMS，汽車座艙的「安全」革命「GGAI頭條」

交通的未來將在很大程度上取決於以人為中心的安全與數據。

在過去的幾年裡，汽車製造商一直在為他們的汽車增添車外主動安全系統，比如傾向於配置包括自動緊急剎車和行人檢測在內的技術來避免撞車。

當整個行業的注意力都在ADAS等車外主動安全、輔助駕駛、自動駕駛等領域時，汽車座艙的智能化落地似乎走的更為踏實，這其中除了更為豐富的信息娛樂之外，安全也是重要一環。

駕駛員監控（DMS）已經成為各大汽車製造商在新車上的重點考慮的配置之一，一方面解決駕駛員的注意力不集中和疲勞，另一方面其也是L3自動駕駛系統的不可或缺的配置。

緊隨其後的，將是圍繞后座乘客尤其是兒童的監控（OMS，Occupancy Monitoring System）。2年前，麥格納率先在業內推出了首個基於攝像頭的后座監控系統，並首次搭載於2018款本田奧德賽。

一個位於後排座位上方的百萬像素攝像頭，為駕駛員提供了後排座位上孩子及其他乘客的自頂向下的視圖。即使在光線較暗或光線較暗的情況下，也可以被紅外線LED燈照亮，在屏幕上清晰可見。

和歐盟發布的2020年起五星安全評級必須配置駕駛員監控系統，以及包含兒童存在檢測功能類似，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）也在制定新規則，強制汽車安裝「預警系統」，以提醒駕駛員檢查后座，尤其是兒童。

這對於那些基於視覺技術提供駕駛員監控方案的公司來說，又是一個全新的市場機會。除了輔助安全監控，對於未來RoboTaxi服務來說，還可以確保乘客是否在目的地安全下車。

提供駕駛員監控方案的EyeSight公司在今年初就推出了一個新的CabinSense軟體版本，專門用於後座監控，基於視覺識別座艙內的乘客、他們的年齡、性別和位置。

此外，該系統還可以檢測乘客是否系好安全帶，以及人們是否安全坐好。這些信息可用於提醒司機或乘客系好安全帶，或在檢測到兒童座椅時禁用安全氣囊。

CabinSense使用邊緣計算，不需要雲訪問。後續，該軟體還將提供包括對遺留物品的目標檢測，比如手機或公文包，以及對乘客是否飲酒或吸煙的活動監測。

另一家汽車零部件巨頭采埃孚，也在去年宣布正在開發一款三維相機座艙監測系統，支持多種潛在的安全、舒適和廣告應用。按照計劃，這套系統將於2021年底投產。

整套系統基於傳統的座椅感測器，並結合3D攝像頭，增強獲取乘客或物體的體積大小、實時位置和姿態。比如，有兒童遺留車內的情況下，自動呼叫車主手機或者自動打開車窗降低溫度，同時啟動汽車喇叭提供緊急求助。

目前，包括攝像頭CMOS、鏡頭、ISP廠商都在布局OMS市場。

OmniVision在今年初陸續推出了數款支持不同像素攝像頭的CMOS感測器，包括100萬像素的高速全球快門圖像感測器OV9284，200萬像素的RGB-IR感測器OV2778。

「全球汽車圖像感測器市場對駕駛艙和乘員監控的需求正在加速增長。」OmniVision相關負責人表示，圖像感測器通過在所有照明條件下提供高靈敏度的最佳值，使這些應用在主流車輛上成為可能。

以OV2778為例，其建立在2.8微米OmniBSI2深井像素技術基礎上的，通過一次曝光提供16位線性輸出，具有最佳的低光靈敏度。第二次曝光，動態範圍增加到120dB，這將最小化運動偽影。

由於具有不錯的低光性能，並且集成了RGB-IR、4x4模式彩色濾光片和外部幀同步功能，OV2778在不同的照明條件下都具有最佳性能。

今年5月，OmniVision宣布與GEO公司推出一款基於OV2778 2MP RGB-IR圖像感測器和GW5200專用ISP的解決方案，檢測座艙目標和無人看管的兒童、遠程監控等功能，其搭載的鏡頭來自中國廠商弘景光電。

弘景光電是國內最早配合開發RGB-IR的共焦OMS鏡頭的廠商，這款鏡頭的主要特色是鏡頭濾色片雙通以及共焦，在白天和晚上均可以清晰的成像。鏡頭也具備優異的溫度性能以及保證在高溫下的紅外波段飄移。

而在國內市場，OmniVision則是與富瀚微合作，同樣基於OV2778 2MP RGB-IR以及弘景光電的鏡頭，搭載FH8310圖像信號處理器，為艙內監控系統（IMS）和可視應用提供高質量視頻。

在視覺方案商方面，今年初Smart Eye宣布將在座艙監控系統中使用安霸半導體最新的CV22AQ CVflow計算機視覺處理器。

CV22AQ可以為全局快門和捲簾CMOS感測器提供支持，ISP支持RGB‐IR彩色濾波器陣列，即使在光線較弱的后座艙也能實現精確的檢測和監控。

實現座艙尤其是后座監控的另一種技術路線，就是採用更低成本的超聲波感測器或者保護用戶隱私的毫米波雷達技術。

本周三，現代汽車宣布到2022年，將為大多數旗下新車標配后座報警系統，此外還有一個功能更強大的版本，在未來也將得到擴展。

除了基於傳統車門監控技術（開關車門時提示駕駛員檢查後方座位遺留物），現代汽車還在車內嵌入了一個超聲波感測器，用於檢測第二排座位。

如果在汽車被關閉並鎖定後檢測到有動靜，它將按下汽車喇叭，並通過現代汽車的車聯繫統向司機的手機發送通知。

通用汽車是后座監控技術的先驅之一，在2017年的20多款車型中增加了后座提醒功能。日產、斯巴魯緊隨其後。

和這些廠商不同，現代汽車將提供兩種類型的ROA（Rear Occupant Alert）系統，單獨的door Logic和集成超聲波感測器。目前，2019款聖達菲提供了集成超聲波感測的選裝。

在毫米波雷達應用方面，有一些方案商在近年來還推出了基於德州儀器AWR1x mmWave（79GHz）感測器組合的座艙監控系統，提供兒童監控、生命體征監測、乘客位置定位和分類功能。

相比於其他方案，毫米波雷達的優勢在於對光照條件不敏感、對運動高度敏感、對速度、距離和到達角的高精度估計等，和超聲波一樣，不造成任何隱私問題。

除了識別和定位車內是否有乘客外，大多數智能監控系統還需要將乘客分為不同的類別，例如成人或兒童，以及提供心率等生理監測功能。3D成像雷達提供了足夠的解析度和精度，基於機器學習演算法進行分類識別。

基於上述這些方案，未來更多的新機會，則來自於基於這些感測器技術的軟體功能不斷迭代升級，尤其是在用戶體驗的提升方面。

實現這一目標的根本轉變就是基於人工智慧，尤其是深度學習，通過不斷獲取數據，並從中進行分析。

最典型的就是情境感知，讓汽車主動採取行動，比如播放特定的音樂或調整座艙溫度。或者，智能助手提出建議，並與乘客進行對話。

同時，在未來的RoboTaxi上，根據乘客人數、性別、年齡、活動和情緒，適時調整汽車性能、內部溫度和信息娛樂功能，包括懸架的乘坐質量、環境照明和流媒體內容。

考慮到這些功能的不斷開發，未來車內的攝像頭數量也將從目前的1顆增長到未來的3-6顆，甚至更多（相比於其他方案，攝像頭仍將是市場主流）。

而且，從目前來看，這些技術和能力都是存在的。汽車行業必須開放思維，以不同的方式思考，更快地將這些技術引入整車功能設計。

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