準備因應更多的必須駕駛輔助功能
2022-05-03
作者
Gil Abraham，CEVA人工智慧與視覺事業體業務開發暨產品行銷總監
在未來的幾年間，駕駛監控系統將從高階選配項目轉變為法規要求項目。對DMS產品製造商而言，這代表著龐大商機，但也需要相應的縝密規劃。
在未來的某一天，自動駕駛車將成為很棒的選擇。但政府和監管機關都不會等到「未來的某一天」才來改善交通安全。最近簽署通過的1兆美元法案中，涵蓋了汽車製造商必須協助預防酒後駕車的強制規範。歐盟已就《一般安全規範》的修訂達成臨時協議以減少卡車和公車的盲點，並且在駕駛人瞌睡或分心時發出警示。
中國政府最近也發佈了立意相近的新標準，這些標準中也包含將自動緊急煞車與車道偏離警示作為標準配備的規定，以及緊急轉向與兒童後座乘坐偵測功能等要求。中國標準已於2021年生效，歐洲標準及美國標準將分別於2022年和2025年生效，但是，部分更加進階的功能實施時間會較晚。此一明確的未來趨勢帶動感測器、數位訊號處理和人工智慧/機器學習等技術的發展，以找出有效新方法來因應全球汽車安全市場不斷增長的需求。
(來源：CEVA)
法規激發創新機會
由於這些法規定義的是必要項目，而非僅升級，因此所有新車都需要擁有此類系統。隨著後疫情時代的汽車市場漸趨穩定，我們合理預期這些法規將為晶片與系統製造商帶來龐大的商機。自動緊急煞車和轉向等部分功能或許可從高階量產型車輛或跨產品型號的自動駕駛系統轉用，但這可能需要輔以更多測試和保護措施整合作業，以確保這些功能能夠穩健地適應更廣泛的部署。另一方面，駕駛監控系統等功能，則可消弭駕駛控制與自動系統之間的落差，並且涉及更多的創新變革。此影響也會體現於先進數位訊號處理器(DSP)與人工智慧推論平台的大規模部署；該些處理器與平台可詮釋多種感測器套件所提供的資料，藉以提升效能、降低成本及實現人工感知。
駕駛監控系統(DMS)
駕駛監控系統的目的是偵測駕駛人是否清醒、是否注意路況(而非查看手機)，以及是否有其他機能障害。此類系統可使用紅外線攝影機來偵測駕駛人姿勢和視線。若這些項目偏離預期狀態，系統將會發出警示聲。若偏離行為依然持續，警示將會升級，不僅可能亮起危險警告燈，車輛也可能會停止或停靠至路旁。
這些功能需要額外的駕駛室內感測器才能偵測此類行為，並且據以警示駕駛人。從動態感測器與生命徵象偵測器，乃至深度感測、低光源影像感測器，以及具備必要視野(FoV)以同時監控所有車內人員的超廣角攝影機，感測功能所面對的挑戰各不相同。
這些不斷增加的資料來源，對於彙總所有資料、個別獨立處理與融合資訊進行綜合分析等處理方法構成了相當的挑戰。同時，我們也必須在目前所知的平台上加入新的高效率機制，以落實嚴格的能耗限制。
DMS功能仰賴感測融合，例如：合併來自多個朝向駕駛人的攝影機資訊。但透過更進一步的感測融合，它也可以成為廣泛情境感知的一部份。如果駕駛人的視線未朝前，同時車道偏離警示偵測到車輛跨越車道邊線，這代表系統需要發出能強烈喚起注意的警告。同樣地，若在偵測到行動數據網路或Wi-Fi活動時也同時偵測到視線移位，則代表系統需要讓駕駛人重新集中注意力。
為能因應所需的廣泛功能，處理器必須具備足夠的靈活性，以處理不同的感測器輸出、不同的訊號處理方法，以及大量的資料傳輸。能夠壓縮資料、控制中繼資料以減少頻寬(BW)，並且利用溫諾格雷轉換演算法與矩陣分解進行電腦視覺(CV)人工智慧或3D校準的人工智慧處理器，即將成為主流，並取代所有其他方案。這一切的大前提是維持精確度，並同時避免讓解決方案供應商進一步投入開發或承擔不必要的風險。
DMS的功能不僅止於協助您保持警覺。部分汽車公司正在努力整合臉部辨識功能，使系統能針對辨識之駕駛人調整座椅和空調控制。有些人甚至主張，未來車輛的功能將可透過眼部的移動來控制。
DMS是真實趨勢且須符合廣大的市場需求
Lexus與Volvo是率先加入DMS的汽車製造商。凱迪拉克(Cadillac)的Super Cruise已加入支援，GM、BMW與Nissan目前正開始安裝採用DMS；Subaru已開始加入臉部辨識。這是非常真實的趨勢，並且會隨著法規實施而加速。汽車製造商與Tier 1供應商，必須在即將推出的車款選項清單中加入此技術。
基於法規要求，這些功能不可限於高階車款。不論是豪華或入門車款，這些功能必須能夠整合進所有價格區間的車輛。這將需要一系列創新與可規模式擴充的實施方案，以滿足成本、電力和安全需求。
可廣泛部署的DMS平台將帶來龐大商機，但也需要相應的縝密規劃。請與我們一起在CEVA討論如何提供低成本、高效能的DMS系統。
