智能座舱产品设计系列三：智能座舱监测系统（IMS）之DMS

编辑导语：DMS的发展从2020年开始就进入发展井喷期，本文针对DMS的火热发展、三个核心功能以及其实现原理进行概述，并对如何落地一个座舱的DMS系统分享了自己的项目经验，一起来看下。

DMS，即Driver Monitoring System，监测对象为Driver（驾驶员）。

OMS，即Occupancy Monitoring System，监测对象为乘客。

相对于DMS和OMS而言，IMS是一个比较新的概念。In-cabin monitoring System即汽车座舱的智能视觉监控系统。通俗来讲，IMS既包括DMS、OMS，也包括FACE ID、手势识别、体征监测、远程监控等。下面我详细介绍一些我对IMS认识。

智能座舱言之者多，亲历者少。本篇继续从我自己亲历的项目中，去介绍DMS的核心功能、硬件系统、算法引擎的处理逻辑。在不违反商密的前提下，尽量开放一些具体的真实资料，希望能帮助到一部分人。

一、DMS火热的三个原因

DMS从2020年开始进入发展井喷期，从需求端分析，原因有三个。

1. 法规要求

出于公共出行安全考虑，欧盟和中国均出台法律法规，国内已率先对“两客一危”等商用车车型安装DMS系统作出强制要求，乘用车搭载要求也在推进制定中。

2. EuroNCAP五星安全评级要求

DMS成为Euro NCAP五星安全评级的关键要素，而且是必要条件，这两年很多公司开启了DMS供应服务，不过鲜有盈利，但DMS已经成为新车型的标配功能。

3. 智能化体验升级

DMS融合ADAS、舱内生活场景，催化出一些列智能化的场景体验，迅速拉升用户体验。

二、DMS的三个核心功能

DMS的核心功能只有三个，疲劳监测、分心监测、危险行为监测。

疲劳监测：行车过程中，摄像头对驾驶员的闭眼和打哈欠行为行进行采样；DMS结合行车时间、行车速度等因子，来判断驾驶员是否疲劳和疲劳等级。

系统根据疲劳等级，发对应的警告给驾驶员，如声音警报、语音警报、安全带收紧、仪表警报等。

分心监测：行车过程中，摄像头对驾驶员的视线偏移、及人脸角度偏移进行采样；根据偏移的角度阈值，进行判断；触发偏移阈值开始计时，根据时间长短来判断分心等级，并给予相应的提示，如声音警报、语音警报、安全带收紧、仪表警报等。

危险行为监测：危险动作检测包含驾驶员抽烟、打电话、饮食等行为。

三、DMS的实现原理

完整的DMS系统包括摄像头、芯片板及算法、IVI人机交互部分。

1. 系统架构

2. 算法引擎

（1）疲劳驾驶、分心驾驶检测的逻辑

（2）危险行为检测的逻辑

3. IVI人机交互

这部分主要是解决如何有效提醒用户的问题，一般通过音频、图像、文字在仪表、中控屏、扬声器等方式，也有通过安全带震动（体感）、气味（嗅觉）与用户进行信息传递。

四、如何落地一个座舱的DMS系统？

通过以上介绍，我相信大多数人对DMS有了系统性的认识。但是，有了认知，可能也能说几句，但并不代表你能胜任DMS相关的工作。如想真正去落地一个DMS功能到座舱，你还需要处理以下事项：

1. DMS的功能规划

你需要跟项目组明确DMS的功能有哪些，除了疲劳、分心、危险动作的检测，是不是要做Face ID识别。

2. 确认芯片平台

明确了功能，就要考虑如何实现。选择一个价格、算力、稳定性适合的芯片平台。

3. 设计DMS系统方案

可以独立设计，用自身的ECU，也可以集成到更大的集群或信息娱乐ECU中。不论是自身独立ECU还是复用其他系统ECU，总算力成本是差不多的。

由于DMS解决方案可以链接到功能安全关键的ADAS和自动驾驶功能，可能还需要额外的系统评估和ASIL认证。

4. 寻找算法供应商

一般车企会选择与DMS算法供应商合作，算法供应商现在很多，要考虑其技术成熟、配合力度、技术能力，以及商务模式。

5. 寻找摄像头供应商

根据功能性能需要，寻找合适的摄像头供应商。

系统必须提供高质量的图像，以便在夜间、隧道或恶劣天气等低光照条件下进行可靠的视觉处理。所以DMS对摄像头的参数有一定的要求，从而对主机芯片也提出了要求，在规划座舱产品时，一定是统筹考量的。下图提供了图像性能的维度，可供参考。

6. 确认摄像头安装位置

摄像头的位置具有灵活性，可以安装在包括仪表盘、方向盘柱、左右侧A柱或内后视镜。其中正对驾驶人脸角度的转向柱和仪表盘位置，是效果最好的，A柱其次，舱内后视镜也勉强可以。

要与内饰造型团队、摄像头供应商、算法供应商沟通，以保证和平衡效果。

7. 各业务口输出相关的技术文档

项目经理要制定项目计划，产品经理要书写PRD，系统，软件、硬件、测试工程师都要输出对应的文档，HMI设计师要输出UE文档。

设计环节完成后，便进入开发阶段，不再赘述。

作者 @赛博七号

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