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在小米汽車智能駕駛事故出來以后，我們認為駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（Driver Monitoring System, DMS）在保障L2++輔助駕駛安全中的作用非常重要（甚至是最重要的）。
DMS通過實時監(jiān)測駕駛員的注意力、疲勞狀態(tài)及行為，確保其在高階智能駕駛系統(tǒng)中始終能夠執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)或安全接管車輛。
我們從技術(shù)設(shè)計、法規(guī)要求及功能安全角度出發(fā)，深入探討DMS在高階智能駕駛中的安全設(shè)計原則，DMS的基本概念及其在法規(guī)層面的要求，分析DMS與L2++及L3自動駕駛系統(tǒng)的關(guān)系，探討其在不同自動化級別中的作用及設(shè)計差異。
DMS需在靈活性與嚴謹性之間找到平衡，通過多模態(tài)監(jiān)測、合理的報警策略及功能冗余設(shè)計，確保系統(tǒng)在各種場景下的安全性和可靠性。
Part 1DMS駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及其法規(guī)考量
● DMS的基本概念
駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）是一種基于機器視覺、人工智能及傳感器融合技術(shù)的智能系統(tǒng)，旨在通過實時監(jiān)測駕駛員的面部特征、眼球運動、頭部姿態(tài)及手部動作等信息，判斷其注意力狀態(tài)、疲勞程度及行為模式。
DMS的核心功能包括疲勞駕駛檢測、分心駕駛檢測、視線脫離監(jiān)測等，部分高級系統(tǒng)還支持手勢識別、人臉識別及表情分析。
隨著邊緣計算能力和傳感器技術(shù)的進步，DMS在提升駕駛安全性和用戶體驗方面發(fā)揮了重要作用。
DMS的典型工作原理是通過安裝在車內(nèi)的攝像頭（通常位于方向盤附近或儀表板上）捕獲駕駛員的圖像數(shù)據(jù)，結(jié)合紅外光源以適應(yīng)夜間或低光環(huán)境，再通過算法分析駕駛員的眼瞼閉合頻率、視線方向及頭部偏轉(zhuǎn)角度等指標。
當檢測到駕駛員分神、疲勞或視線脫離預(yù)定區(qū)域時，系統(tǒng)會通過聲音、光線或座椅振動等方式發(fā)出警報，提醒駕駛員重新專注于駕駛?cè)蝿?wù)。
● 法規(guī)層面對DMS的要求
隨著智能駕駛技術(shù)的普及，各國和地區(qū)對DMS的法規(guī)要求逐步明確，旨在通過強制性標準降低因駕駛員狀態(tài)異常導(dǎo)致的交通事故風險。
以下是幾個主要法規(guī)對DMS的要求：
◎?歐盟法規(guī)（EU 2019/2144及EU 2021/1341）
歐盟通用安全法規(guī)要求，自2022年7月起，新申請型式認證的M類和N類車輛（最高車速超70km/h）需配備駕駛員疲勞和注意力警報系統(tǒng)（DDAW），并滿足EU 2021/1341的技術(shù)標準。
到2024年7月，這一要求將擴展至所有新車。法規(guī)強調(diào)DMS需檢測駕駛員的疲勞和注意力分散，并提供及時警報，但未具體規(guī)定實現(xiàn)方式，給予企業(yè)較大的設(shè)計靈活性。
◎?歐盟法規(guī)（EU 2023/2590）
該法規(guī)進一步要求，從2024年起新認證車輛需搭載高級駕駛員分心報警系統(tǒng)（ADDW），到2026年覆蓋所有新車。ADDW需識別駕駛員視線脫離道路的持續(xù)時間，并通過多級警報機制提醒駕駛員。
◎?Euro-NCAP評分標準
歐洲新車評估項目（Euro-NCAP）在2023年版中為DMS分配2分，到2026年版中提升至30分（安全駕駛模塊），顯示其對DMS重要性的認可。
Euro-NCAP要求DMS在3秒內(nèi)檢測到駕駛員視線脫離，并建議結(jié)合方向盤脫手檢測（Hands-off Detection, HOD）以提升系統(tǒng)可靠性。
◎?聯(lián)合國法規(guī)（UN ECE R171）
R171針對駕駛員控制輔助系統(tǒng)（DCAS，如高速NOA）規(guī)定，系統(tǒng)需支持脫手不脫眼操作，并在駕駛員視線脫離時發(fā)出脫眼警報（Eye-off-road, EOR）。警報時間根據(jù)車速調(diào)整，例如130km/h時為3.5秒，60km/h以下為5秒。
上述法規(guī)普遍未對DMS的具體技術(shù)實現(xiàn)（如傳感器類型、算法邏輯）做出硬性規(guī)定，靈活性允許企業(yè)在設(shè)計中根據(jù)自身技術(shù)能力和市場需求選擇方案，例如單一攝像頭、紅外傳感器或多模態(tài)融合。
這種開放性也帶來了爭議性：不同企業(yè)對“安全”的定義和實現(xiàn)方式存在差異，導(dǎo)致系統(tǒng)性能參差不齊。
芝能點評：現(xiàn)在部分車企可能僅依賴方向盤脫手檢測，而另一些則結(jié)合視線監(jiān)測和疲勞分析，安全保障程度不一。
如何在法規(guī)框架下設(shè)計一個既符合要求又切實安全的DMS，特別是在中國這個智能駕駛平權(quán)的拐點，我們能看到千萬級別的L2++智能駕駛特別是高速NOA的產(chǎn)品將會大量被使用，這里是當務(wù)之急啊！
Part 2DMS與L2++及L3系統(tǒng)的關(guān)系
◎ DMS與L2++的關(guān)系：L2++（增強型L2級自動駕駛）我們理解為高速NOA和城市NOA，駕駛員仍需全程監(jiān)控駕駛環(huán)境并隨時準備接管，DMS在L2++中的作用是確保駕駛員保持對系統(tǒng)的監(jiān)督能力，避免因分神或疲勞導(dǎo)致的安全風險。
在L2++系統(tǒng)中，DMS需檢測駕駛員的視線脫離（Eye-off-road）和方向盤脫手（Hands-off）狀態(tài)，并通過警報提醒駕駛員。
例如，R171法規(guī)允許L2++在特定條件下脫手，但要求視線保持在道路上，DMS需在3-5秒內(nèi)發(fā)出警報。Euro-NCAP建議分神報警時間不超過3秒，以應(yīng)對潛在的corner case（如突發(fā)障礙物）。
L2++依賴高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）執(zhí)行部分駕駛?cè)蝿?wù)，但系統(tǒng)能力有限，無法完全應(yīng)對所有場景。
DMS通過監(jiān)測駕駛員狀態(tài)，確保其能在ADAS達到邊界時迅速接管，若駕駛員未脫手但視線脫離，DMS仍需報警，因為手部動作無法替代視覺感知的風險判斷。
當然這里的設(shè)計爭議在于脫手檢測的必要性。隨著L2++智能化程度的提升，部分觀點認為駕駛員手部持續(xù)放在方向盤上會增加疲勞感，建議取消脫手檢測，僅依賴視線監(jiān)測。從接管時間看，手部回位至方向盤并感知車輛狀態(tài)需約1-2秒，若無脫手檢測，接管延遲可能導(dǎo)致風險。
DMS在L2++中通常采用“脫手+脫眼”雙重監(jiān)測，以平衡安全與舒適性。
假設(shè)：在小米汽車的事故案例中，對駕駛者最大的幫助，你復(fù)盤甚至穿越回去，怎么挽救這個事故，最有效的辦法就是DMS強化，提醒車主在行駛中注意，如果真的提醒也不管用，就不讓車主使用，這個是在軟件OTA層面能有效改變命運的一個辦法。
● DMS與L3系統(tǒng)的關(guān)系
L3（有條件自動駕駛）允許系統(tǒng)在特定操作設(shè)計域（ODD）內(nèi)完全執(zhí)行動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)（DDT），駕駛員無需持續(xù)監(jiān)督，但需在系統(tǒng)發(fā)出接管請求時重新控制車輛。
DMS在L3中的作用從監(jiān)督轉(zhuǎn)為接管準備，確保駕駛員能在規(guī)定時間內(nèi)響應(yīng)。L3系統(tǒng)中，DMS需監(jiān)測駕駛員是否處于可接管狀態(tài)。
例如，若駕駛員睡著或分神，系統(tǒng)需提前發(fā)出警報，并在駕駛員無響應(yīng)時觸發(fā)最小風險操作（MRM），如減速停車。R171法規(guī)要求L3系統(tǒng)在視線脫離時提供3.5-5秒的警報，而ISO 26262建議DMS與MRM協(xié)同，確保接管失敗時的功能安全。
L3系統(tǒng)引入了MRM概念，當駕駛員未響應(yīng)接管請求或系統(tǒng)故障時，車輛需自動執(zhí)行安全操作。
DMS在此扮演“觸發(fā)器”角色，通過檢測駕駛員狀態(tài)決定是否激活MRM。例如，若DMS檢測到駕駛員持續(xù)分神超過5秒，系統(tǒng)可能啟動正常MRM（如變道至路肩停車）；若檢測到嚴重疲勞，則可能觸發(fā)緊急MRM（如同一車道減速停車）。
● 與L2++相比，L3對DMS的實時性和可靠性要求更高。
◎?L2++的DMS以提醒為主，警報時間可稍長（如5秒）；
◎?而L3需在更短時間內(nèi)（如3秒）判斷駕駛員狀態(tài)，以匹配MRM的快速響應(yīng)，L3系統(tǒng)需考慮功能安全（ASIL B-D）和SOTIF要求，確保DMS在傳感器故障或環(huán)境干擾下的性能。
例如，若攝像頭失效，DMS需通過冗余設(shè)計（如備用傳感器）維持監(jiān)測能力。在L3中，脫手檢測的重要性降低，因為系統(tǒng)可在ODD內(nèi)獨立駕駛。
然而，為確保接管時的可控性，部分設(shè)計仍保留Hands-on要求，尤其在橫向控制（如變道）場景中，駕駛員手部就位可縮短反應(yīng)時間，降低風險。
從L2++到L3，DMS的設(shè)計需從“監(jiān)督輔助”轉(zhuǎn)向“接管保障”。
◎?L2++強調(diào)駕駛員的持續(xù)參與，DMS以多級警報為主；
◎?L3則需與系統(tǒng)深度集成，確保接管請求的及時性和MRM的可靠性，DMS均需平衡駕駛員舒適性與安全性，但L3對功能安全和冗余設(shè)計的要求顯著高于L2++。
小結(jié)
駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）作為高階智能駕駛安全體系的關(guān)鍵一環(huán)，設(shè)計需在法規(guī)合規(guī)性、技術(shù)可行性與用戶體驗之間找到最佳平衡點。
從技術(shù)層面看，DMS應(yīng)采用多模態(tài)監(jiān)測（如視線+手部+疲勞檢測），并結(jié)合功能安全（ISO 26262）和SOTIF（ISO/PAS 21448）要求，通過冗余設(shè)計和合理的警報策略提升可靠性。在L2++系統(tǒng)中，DMS以監(jiān)督駕駛員為主，需兼顧脫手與脫眼檢測；在L3系統(tǒng)中，DMS則需與MRM協(xié)同，確保接管失敗時的最小風險操作。
