如果有人認為基于視覺的駕駛員監控系統(DMS)是不必要或過時的,那他一定沒有關注EE Times最近提到的最新市場發展。DMS這項鮮見報道且被低估的技術終于浮出水面,尤其受到美國汽車制造商和消費者的青睞。
在最近EE Times舉辦的“Roadmap to the Next-Gen EV&AV”會議活動中,我做了有關DMS的主題演講,并用以下幻燈片展示了ADAS前置攝像頭市場的發展,旨在為DMS和座艙監控系統(ICMS)的未來發展機遇提供參考。
(來源:Semicast Research)
迄今為止,ADAS前置攝像頭市場一直由英特爾旗下的Mobileye主導,其市場份額估計約為60%。英特爾于2017年以153億美元的高價收購了Mobileye。但這張幻燈片表明,在Mobileye被英特爾收購之前的十年中,ADAS前置攝像頭市場并不起眼。
Mobileye于2014年向美國證券交易委員會(SEC)提交了F-1表,準備在紐約證券交易所上市。這雖是份歷史文檔,但對我這種喜歡通過過往的精確細節來推斷未來的分析師來說,它仍然非常有幫助。下面是其中的一頁截圖,我發現其中的內容頗具洞察力。
(來源:SEC filing)
這些信息不僅表明Mobileye在2014年前已經與汽車制造商(OEM)建立了廣泛的合作關系,而且還與一級供應商建立了直接聯系。我們可以看到,在一級供應商名單中,Magna位列第一。正如EE Times 2006年8月的一篇文章中所強調的那樣,Magna是第一家真正抓住ADAS前置攝像頭技術所帶來的機遇的一級供應商,并將其工程技術實力與Mobileye形成完美結合。
為什么我要寫十五年前的事情呢?請繼續閱讀,我將解釋最近發布的一項聲明的重要性。在最近英偉達2021 GPU技術會議的一片喧囂和熱鬧中,這項聲明幾乎被淹沒了。
Magna進軍乘員監控系統(OMS)后視鏡市場
如下面Seeing Machines提供的幻燈片所示,汽車內部視覺系統市場正在從使用近視場(NFOV)圖像傳感器的駕駛員監控向使用寬視場圖像傳感器的乘員監控系統(OMS)演變,后者可分析汽車座艙中的所有乘員。
(來源:Seeing Machines)
與ADAS前置攝像頭不同,Magna并沒有成為提供DMS的首家一級供應商,而是被Aptiv、Denso、Joyson、LG電子、Mitsubishi、Mobis和Veoneer超越了。但是,Magna似乎準備在OMS領域搶跑競爭對手,特別是在將光學組件和相關電子器件集成到內后視鏡的系統級解決方案方面。
我將視頻的其中一幀截圖如下。圖中顯示了拆解后的后視鏡,可以看到集成的CMOS圖像傳感器和帶紅外LED發射器和圖像處理器的PCB。這是一項非凡的工程壯舉,因為顯然,后視鏡中沒有風扇來冷卻圖像處理器,這讓人印象深刻。
Magna的后視鏡OMS(來源:Magna)
Magna并不是第一個展示集成光學組件的內部后視鏡的一級供應商,其他還有大陸集團的內部攝像頭(ICAM)和Gentex的座艙感應后視鏡,如下圖所示。但是,正如Magna在ADAS前置攝像頭市場上取得的成就一樣,我相信Magna現在具有先發優勢,可為汽車制造商提供多合一的OMS后視鏡解決方案。
(來源:大陸集團)
Gentex座艙感應后視鏡(來源:Gentex)
盡管還沒有看到Gentex 的OMS后視鏡的技術規格,但據我判斷,它很可能結合了豪威(OmniVision)的CMOS圖像傳感器(可能是2M像素的OV2311),賽靈思FPGA(Zynq-7000或UltraScale + MPSoC)用于實現高性能和高能效的圖像處理,還有Seeing Machines的乘員監控軟件。
正如我在主題演講中所談到的,隨著歐洲NCAP等咨詢機構和《歐洲通用安全法規》指令要求汽車制造商采用一定技術可靠地監控駕駛員,以避免注意力分散、困倦和產生傷害,DMS / OMS出貨量在未來十年將急劇增長。這個趨勢也適用于低成本的大眾市場車型,無論車輛是否具有hands-free駕駛功能,例如通用汽車的SuperCruise或福特的BlueCruise,它們均采用基于視覺的DMS來準確評估駕駛員的專注力。
對汽車制造商來說,在座艙內放置紅外光學組件是一個艱難而關鍵的決定,對一級供應商而言則是一項復雜的工程挑戰。在目前安裝的駕駛員監控系統中,通常將圖像傳感器放置在轉向柱(Cadillac CT6)、儀表盤(BMW X5)或中控臺(Subaru Forester)上。
對汽車制造商來說,集成必要IR光學組件和相關電子器件最簡單、最快速和最經濟的位置是內后視鏡。由于歐洲NCAP計劃在2023年或2024年將DMS / OMS測試增加到其5星安全評級中,因此,Magna最近宣布的全集成內部監控后視鏡顯得異常重要。
特斯拉重新上車OMS
特斯拉近來試圖改變Model 3和Model Y內部攝像頭的用途,以提供駕駛員和乘員監控功能。在視頻中,我們可以看到更多進展,如駕駛員狀態分類器有多嘈雜,以及如何輕易地用照片愚弄系統。
我們可以將特斯拉的OMS算法描述為還處于原型階段,隨著車輛對數據的收集可能會有所改進,但出于安全目的的系統可靠性最終將因缺少紅外照明而受到限制。任何遠程更新都無法克服設計上的缺陷,因此無法阻止圖像傳感器在黑暗中工作。
既然《消費者報告》已經證明了擊敗特斯拉Autopilot中基于扭矩的駕駛員監控是多么容易,其他汽車制造商與Magna這樣的一級供應商和Seeing Machines這樣的軟件供應商合作似乎已成定局,這樣的合作將集成可靠的駕駛員和乘員監控系統,并為道路安全帶來積極的改善。
任何一個可以被輕易破壞的安全系統都是不安全的。Elon Musk和特斯拉會謙卑地承認他們對DMS和OMS重要性的看法是錯誤的嗎?盡管在特斯拉看來一切皆有可能,但在這一方面我并不看好。 對其他所有人來說,采用強大的駕駛員和乘員監控功能才只是剛剛開始。
(參考原文:DMS Becomes ‘Unnecessary’ to ‘Must-Have’ for Most OEMs)
責編:Amy Guan
本文為《電子工程專輯》2021年6月刊雜志文 章,版權所有,禁止轉載。點擊申請免費雜志訂閱