什么是DMS？通过什么技术来实驾驶员监测系统（DMS）

作者：Swee

博世智能驾驶与控制事业部中国区

高级产品经理

拥有智能座舱领域超5年的工作经验

什么是DMS？

驾驶员监测系统（DMS，Driver monitoring system），是基于驾驶员面部图像、生理指标或车辆信息处理以判定驾驶员状态的实时系统， 主要实现对驾驶员的身份识别、疲劳监测、分心监测以及危险驾驶行为（如酒驾、手持接听电话和喝水等）的监测功能。

我们为什么需要DMS？

人为因素是目前交通事故发生的常见原因。通常有两类情况：违章、超速及酒驾或在药物影响下驾驶；以及人为失误，如疲劳或分心驾驶、缺乏驾驶经验等。在老龄化日益严峻的当下，因突发性的医疗事故而丧失驾驶能力也是交通事故的重要诱因。

目前， 针对上述人为因素，驾驶员监控系统可通过在危险情境下向驾驶员发出警示，帮助驾驶员改善驾驶行为，并根据驾驶员状态进行相应干预，从而提高行车安全。

此外，高级驾驶员辅助系统（ADAS）能够给用户带来便利和安全，但对此类系统的过度依赖反而造成了不少事故。

美国的 NASA 实验室研究了人类如何与汽车、航空设备中的自动驾驶互动，将半自动驾驶与手动驾驶之间进行对比，结果显示，在监控车辆半自动行进时，参与者将更加容易感到疲倦或分心， 对于突发状况的反应也较慢。DMS成为了人机共驾之间的平衡点，其与主动安全的结合更好地提升了驾驶安全。DMS 作为脱手或SAE L3及以上级别自动驾驶系统的主要功能之一，实时监测驾驶员的状态，以确保在需要的情况下，驾驶员能接管车辆的控制。

同时，乘客与整车厂对智能座舱的舒适性和个性化也提出了需求，DMS可通过提供人脸识别、情绪感知等功能，进一步提升驾乘体验。

目前有哪些DMS相关的法规？

欧洲、北美、日本及中国等不同国家和地区，已经释放或正在制定DMS相关的法规和测试规程。

根据2019年发布的欧盟一般安全法规（GSR）的要求，自2024年7月开始，新车上牌需强制配备驾驶员疲劳预警系统 （DDAW，Driver drowsiness and attention warning）。欧盟新车安全评鉴协会（EU-NCAP）于2022年释放的版本中，在安全驾驶评测模块中包含了乘客状态监测（OSM，Occupant status monitoring）的测试规程，具体包括驾驶员疲劳、分心及无意识的监测、报警及干预。

中国推荐性国标GBT 驾驶员注意力监测系统（DAMS，Driver attention monitoring system）及自动驾驶系统（ADS，Automated driving system，SAE L3级及以上）的法规正在制定过程中。今年4月，中汽研发布的C-NCAP 2025路线图中，在主动安全ADAS评测部分也加入了DMS的要求。

基于政策法规的推动以及舒适性功能的需求，DMS 整体装配率呈快速上升趋势。今年8月盖世汽车的报告显示，2022年一季度国内车企DMS装配率为4.1%，而2021年一季度仅为1.9%，预计2025年国内乘用车DMS 装配率将达到28%，市场规模将达57.1亿。

我们通过什么技术来实现DMS？

目前驾驶员监测的技术主要分为间接和直接监测两类。

间接监测：即通过监测车辆信息来间接监测驾驶员状态，如方向盘转角及其他车身信号等；

直接监测：即指通过雷达或其他生物传感器获取驾驶员生理指标，或通过视觉传感器获取驾驶员行为信息，如2D或3D摄像头方案。

通过车辆信息间接监测驾驶员状态的方案，系统复杂性相对较低，开发周期短，成本低，纯软件方案不影响车内布置且不涉及信息安全风险，但目前主要只用于驾驶员疲劳监测，且精度较低。

目前的主流方案是基于视觉传感器：

即通过一个面向驾驶员的红外非广角摄像头来实时监测驾驶员的头部、眼部和面部等细节，然后对获取到的数据进行模式识别，进而判断驾驶员身份或状态，如疲劳、分神的程度或异常行为等。

驾驶员疲劳监测：是基于深度学习，综合考虑眼睑开闭的大小、打哈欠及眨眼的频次等因素，输出对应的KSS疲劳等级；

驾驶员分神监测：是基于驾驶员的视线、头部姿态及眼睛开合状态，结合注视区域视线停留时长，判断驾驶员是否分神。红外（IR）的方案相较纯RGB的方案，鲁棒性更高，可覆盖更多场景，如不同的光线环境或驾驶员佩戴墨镜等，且凭借非接触、低成本、高可靠性，高智能的优势，占据市场主流。

部署位置：DMS摄像头通常部署在方向盘管柱或A柱等位置，可获取到角度更佳且更清晰的驾驶员人脸图像，从而助力实现更高的算法精度。

另外，通过雷达或其他生物传感器可获取到驾驶员的生理指标，如心跳、呼吸频率和身体运动等，判断驾驶员的身体健康状态。

雷达方案：成本较低，可弥补视觉局限的场景，如座椅或毛毯遮挡等，也可用于儿童遗留监测及生命探测，但功能可拓展性较视觉方案偏低。如果与主流的视觉方案相融合，则可进一步提高检测的准确度，如突发疾病、疲劳或分心状态等。

生物传感器方案：如接触式的压力、电容、压电传感器，一方面安置不便，影响驾驶体验，另一方面整体部署成本较高，用户接受度和市场装配率都较低。

更未来的DOMS会是怎样的？

从硬件设计的角度，驾驶员监测及座舱感知系统（DOMS，Driver and occupant monitoring system）融合感知及摄像头隐藏式设计将成为市场主流趋势。硬件的集成已是车厂迫切的需求，一颗RGB-IR广角OMS覆盖DOMS的全部功能，在确保算法精度的前提下，节省了成本，且与后视镜等现有布置的集成和隐藏式设计，大大提高了内饰的美观性和用户的接受度。

从系统和软件架构的角度，域控制器集成和跨域融合也是必然的走向。DOMS在未来很长一段时间内都需同时兼顾安全性和舒适性的功能，既能实时监测驾驶员状态以确保驾驶安全，又需提供人脸识别、情绪感知等功能。多模交互也将是一大趋势，除了目前已有的场景，如唇语与语音融合感知以确定说话主体及其语音内容、检测到乘客睡眠后自动调小媒体音量等，将涌现更多其他有价值的用户场景。

随着整车智能化的深入发展和自动驾驶技术的日趋成熟，未来对DOMS 的场景覆盖、功能逻辑设计、算法精度和功能安全等级等的要求会更加严格， 其与间接检测、雷达和其他传感器融合的解决方案也将是行业进一步探索的重要方向。

编辑：黄飞