箩筐分享｜“脱手脱眼”接管测试！视觉DMS“完胜”方向盘感应

随着ADAS功能搭载率的提升，对于系统的安全性评估也成为各国监管机构的关注焦点。这其中，最大的挑战，就是驾驶员监控。

今年初，美国公路安全保险协会（IIHS）正式发布了一项针对辅助驾驶系统的新评级体系，明确要求搭载相关系统的新车必须采取安全措施，以帮助司机保持专注。

新的评级将设置为四档，其中最高档评级要求系统监控司机是否把手放在方向盘上，是否注意力在前方道路上。除此之外，还要求司机必须主动发起自动换道。

而根据联合国79号条例规定，提供车道保持辅助系统（LKAS）的所有新车必须配备方向盘离手检测（HoD）功能，欧盟也对2021年4月1日起生产的新车采纳了该条例。

当前有多种实现HoD的方式，例如电容感应、摄像头监控、压力感应等。目前，在中国市场，新型电容式方向盘（实现离手检测）仅在少数德系合资品牌搭载；包括特斯拉在内的部分智能车型搭载的则是压感式方向盘。

而从近日美国汽车协会（AAA）公布的一份实际车型测试数据显示，DMS舱内视觉监测的实际效果，比通过扭矩传感器等间接监控方式的有效性高出几个数量级。比如，搭载红外摄像头DMS功能的凯迪拉克的平均分心时间为7.7秒，相比之下，特斯拉（舱内摄像头未激活）为37.7秒。

此次测试结果在可“脱手”自动辅助驾驶逐步成为常态的背景下，凸显出更大的潜在安全风险。

根据高工智能汽车研究院监测数据显示，2021年度中国市场新车（不含进出口）前装标配搭载L2级ADAS功能上险量为395.62万辆，不过，同时搭载DMS舱内视觉监测系统的比例不到0.5%。

一、

按照相关机构的评估，驾驶辅助系统正在陷入一场“安全”危机，由于越来越多车企的激进式营销策略，导致一些消费者高估了系统的能力。从安全角度来看，L2级辅助驾驶系统需要持续的驾驶员监控。

在此次AAA的实车测试中，驾驶员监控系统分为直接监控和间接监控。前者主要集成了面向驾驶员的摄像头，以检测驾驶员是否分心或处于疲劳状态（也会导致接管时间的延长）。而间接系统则只利用方向盘输入（包括电容式、传统压力传感）来检测驾驶员的分心或脱手。

测试主要分为A（驾驶员头部正常向前、视线朝下，手离开方向盘）/B（驾驶员头部转向侧边，手离开方向盘）两种场景，评估驾驶员监控系统在日间和夜间照明条件下的效果。

这四款参与测试的车型分别是，2021款凯迪拉克Escalade、2021款斯巴鲁森林人、2021款现代圣达菲以及特斯拉Model 3。其中，前两款车型都带了摄像头监控系统。测试行车速度约为63英里每小时，数据以系统发出包括听觉、视觉或触觉在内的警报为准。

在所有照明条件下，直接监控系统比间接系统明显更有效。其中，场景A在两种照明条件下，直接监控系统平均比间接系统早50秒发出警报。场景B的测试结果也基本上处于同一水平。可见，照明条件并不是评估基于视觉技术的驾驶员监控系统的重要因素。

原因是目前主流的视觉DMS系统都搭载集成了红外感知，低环境照明条件对系统性能的影响被最小化。而在夜间条件下，路面能见度降低、疲劳驾驶概率更高，都会增加接管反应时间。

不过，在白天较好光线条件下，由于太阳光的角度差异，基于视觉的DMS系统对测试驾驶员面部的直接光照都表现出一定的敏感性。在测试数据中，警报出现时间略有增加。

而无论脱离模式或照明条件如何，直接驾驶监控系统的评估结果都明显优于间接监控系统。但从安全性角度来看，即使是直接驾驶监视系统，驾驶员的接管时间仍在5~8秒左右，仍然太长；乐观的状况是，由于警报是持续输出，可以阻止驾驶员长期脱离。

为了测试在辅助驾驶系统运行条件下，评估驾驶员监控系统的漏洞是否存在可以故意规避行为，研究人员尝试通过周期性的头/眼移动或者方向盘脱离/接管进行测试，不过测试报告并没有披露测试人员使用了哪种规避策略。

在这个场景下，系统发出警报的平均时间显著增加。同时，与直接驾驶监控系统相比，间接监控系统的发出警报平均时间明显更高。

数据显示，直接监控系统在警报发出之前允许驾驶员有135秒的时间脱离路面关注。理论上，这将允许车辆在高速公路上行驶超过2英里的距离。而间接监控系统则更长，达到6英里。这意味着，参与测试的间接监控系统在减少辅助驾驶系统滥用方面效果更差。

目前，这个接管时间（上述的135秒还只是警报发出时间），意味着系统风险急剧上升。按照奔驰最新一代Drive Pilot（L3级）产品手册的描述，驾驶员必须随时准备控制驾驶，并能够在10秒内继续手动驾驶。

二、

按照此前中国发布的智能网联汽车生产企业及产品准入管理相关政策，其中明确提出，加强自动驾驶功能产品安全管理。比如，应能自动识别自动驾驶系统失效以及是否持续满足设计运行条件，并能采取风险减缓措施以达到最小风险状态。

其中，人机交互功能成为关键，在特定条件下需要驾驶员执行动态驾驶任务的，应具备识别驾驶员执行动态驾驶任务能力的功能，保障驾驶员始终在执行相应的动态驾驶任务。

显然，从目前的市场趋势及监管政策演变来看，无论是新车法规还是评级，舱内人机交互及监控的功能配置刚需已经明确。

在大陆集团看来，在通往自动驾驶的道路上，舱内感知技术正在扮演另一个重要角色。这其中，最关键的环节就是人机交互，安全接管是自动驾驶系统必须掌握的一项关键任务。

去年，该公司首次将摄像头直接集成到显示屏中（类似手机的屏下摄像头的概念），而不是目前上车的摄像头集成到方向盘、仪表、后视镜或者A柱的位置 。

一直以来，从Model 3开始，特斯拉就预装了面向驾驶员和后排乘客的舱内摄像头（位于内后视镜位置），但该公司的车主手册称，这些摄像头没有用于监控驾驶员。

而在不断发生事故的背景下，监管机构开始对特斯拉不断释放压力，要求其增加强有力的驾驶员监控机制，比如部分车企已经启用的基于视觉的监测系统。

此外，随着欧洲NCAP的新法规陆续实施，基于视觉的驾驶员监控功能将成为新车拿到五星评级的必要条件。按照计划，从2022年6月开始，所有进入欧盟市场的新车都必须配备类似的安全系统，包括驾驶员困倦和注意力警告。

目前，新车搭载视觉DMS系统，主要分为两类：一是作为座舱的交互体验升级，基于FaceID功能的延展，代替传统的非视觉监测系统；二是用于L2+/L3等高阶自动辅助驾驶系统的标配项，但后者的比重较低。

高工智能汽车研究院预计，未来三年将是国内新车视觉DMS前装搭载量产的第一个高峰期，尤其涉及自动辅助驾驶人机交互；预计未来五年乘用车前装视觉DMS搭载量将突破2000万辆。

DMS一方面确保检测到正确的驾驶员状态，另一方面则是对ADAS功能激活和失效进行阈值设置。整车研发部门也正在把DMS功能规划和开发，从过去传统的座舱HMI领域转移到智驾部门。

地平线是国内首个提出软硬结合，将人工智能算法内置到芯片中的企业，目前已经面向市场推出了征程2、征程3、征程5芯片，并且已经形成了“自动驾驶+智能座舱”以及车内外联动的完整产品布局。

在广汽，上述多模态人机交互技术结合ADiGO 4.0智驾互联生态系统，被命名为“超感交互智能座舱”，背后的合作伙伴包括华为、腾讯、科大讯飞、地平线、苏州智华、商汤、德赛西威以及马瑞利等供应商。

截至目前，包括长安、长城、广汽、江淮、理想等多个品牌车型已经搭载地平线基于征程2打造的DMS人机交互功能，合计市场占有率也居于中国市场首位。同时，一些车企和Tier1基于地平线征程系列芯片的多模态交互产品也正在陆续量产交付。

在高工智能汽车研究院看来，随着中国市场监管也在逐步趋紧，前装搭载包括视觉DMS、新型电容式方向盘（实现离手检测）等在内的标配功能也已经是大势所趋。

而随着ADAS系统与人机交互的融合进入“深水区”，驾驶员监控系统的门槛将进一步提升，仅仅基于人脸识别（简单的常见模式，比如，头部运动、打哈欠、眼睑闭合）的低价方案将被“淘汰出局”。眼球跟踪（凝视方向）、面部表情及情绪监测等更精准技术将成为主流趋势。

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