【奔驰怎么监测疲劳驾驶的】「汽车科普」什么是DMS疲劳驾驶预警系统？

当你连续开了三个小时的车困的时候，坐在副驾上的美女对你说：“小心，别睡着了！”大喊。你活腻了，我不想死！”说

你的头脑瞬间激昂，完全清醒了！你想：她一直在玩手机，却没有看到我这边，为什么她能注意到我开车清醒？

她以为是善良单纯智商不高的美女，为什么她的飞行员监控算法(DMS:Driver Monitor System)那么厉害？

作为DMS算法工程师，你陷入了深思。为什么会这样？为什么你比不上十年来风华正茂、熬夜思考的DMS系统，甚至是静安都不看你的女人？(莎士比亚)。

DMS的基本结构很简单：认识决定执行。

听起来甚至与自动驾驶系统相似。其中最复杂的就是感知，咱们就重点聊聊感知吧！

一、感知传感器：驾驶员的心跳、眼神、表情、姿势……

获取人的精神状态，专业的感知仪器当数医院里的睡眠监测仪：

根据脑电波、肌电、皮肤电、心电、呼吸等全面的数据，可以准确地感知你的状态：到底是深睡、浅睡，还是在认真开车。

用脚后跟想想也知道，这套系统虽然专业，但不可能用于量产车上。退而求其次，有人提出用智能穿戴设备与车载系统通讯，获取人的心电、血压、体温数据：

这个思路确实不错，但智能穿戴设备与车机系统之间的沟通不太通畅，难以落实。要想实现这一点，等华为、苹果造出量产车来再说吧！

如今，再退一步吧！ 给方向盘上安装一个摄像头，监测面部、肢体、眼球动作；再装一个转矩传感器，监测手部动作 —— 这也是目前的主流方案。

下图可以看到，小鹏P7方向盘上有一个DMS摄像头，还有一串紫色的小灯用于红外补光、照亮人脸（这些小灯人眼是看不到的，手机可以拍出来）。

检测手部的方向盘传感器有两种：

• 扭矩传感器：如果长时间检测不到手的转动动作，就会报警 —— 在启用高级辅助驾驶时，就会比较烦；手不仅要搭在方向盘上，还要一直施加一个不大不小的力矩，太大会退出辅助驾驶，太小则检测不到，相当考验技巧。
• 电容式HOD传感器：检测驾驶中的手是否在方向盘上，而不需要施加力矩，比较好用一些。

此时，你开始思考一个问题： 美女在吼你的时候，既没有正眼看你（摄像头未工作），也没有偷偷摸你的手（方向盘传感器未工作），那她怎么知道你走神的呢？

其实，我们还可以再退一步：既不要摄像头，也不要方向盘传感器，仅依靠车辆本身的状态来判断。

例如奔驰就有这么一套Attention Assist系统：，它依据驾驶员驾驶行为、基于车辆状态参数（车速、发动机转速、横摆角速度、侧向加速度、转向盘角速度和角加速度）检测驾驶员状态。

你粗略一想，也对，上次一个醉汉朋友开车，刚一上车你就觉得不对劲，这就是通过车辆的加减速度、行驶轨迹判断出来的。

这种极简的方案虽然有效，但有时也不太靠谱。因此，咱们折中一下：摄像头+方向盘传感器吧！这也是目前的主流方案！

二、感知算法：驾驶员的分神、疲劳、瞌睡、昏迷……

摄像头看到了面部与眼球，怎么判断驾驶员的状态呢？

而且，判断结果不能是行或不行，而是要区分出：走神（distraction）、疲劳（fatigue）、打瞌睡（drowsiness）甚至昏迷（突发事故、突发疾病）……

传统方法是人为地总结出一套判断规则，例如一篇综述作了总结：

• 根据微小点头动作发生的频率1998年：当过大时判断为瞌睡。
• 根据眼睛闭合70%的时间比例1994年：当闭合多的时候就判断为瞌睡。但这套方法对小眼睛司机、带墨镜的司机无效。

• 综合PERCLOS指标，1998年：眨眼持续时间、眨眼频率、明显的头部或体动。
• 监测瞳孔变化：瞌睡时瞳孔会缩小，醒时瞳孔大小保持相对稳定。如果副驾坐着你爱的人，瞳孔也会忽大忽小，从而干扰算法。
• 监测嘴部变化：频繁说话、认真开车、偶尔打哈欠，嘴的动作是显著不同的。

这些算法还有很多，我猜你也不想再听了，其实也没必要听了。因为……

这是因为深度学习算法出来之后，它说：在坐的都是垃圾！、

所谓深度学习算法之类的AI算法，根本不去总结这些规则，而是直接给结论。它就像Alpha Go的围棋完虐人类棋手之后，柯洁委屈地对Alpha Go说：你根本不懂围棋！

Alpha Go对柯法说：你根本不懂AI。懂不懂围棋重要吗？反正我能赢。

总之，深度学习算法就是下面这么一通分层、一通运算，就可以判断驾驶员状态了，比之前人类总结的所有规则都要好使：

AI眼中的美女，她长这个样子。

你可以对AI说：你不懂美女。 一位好好的美女，不应该按照三庭五眼的标准来看吗？

AI告诉你：你不懂AI。我管我怎么看美女呢？ 她打瞌睡时我能知道就好了！

主要判断依据为摄像头，实际上是融合了车辆状态、方向盘传感器、麦克风等各种状态的。将来，随着汽车与智能穿戴设备的融合，DMS也会越来越精准、越来越安全。

比如，当年测个心电数据，还要在座椅上贴传感器。如今，华为watch和iwatch都具有ECG功能了。万事具备，就差他俩造 车了！

所有传感器的信息要经过一个数据融合的过程：

三、当前水平的实际效果

实际效果怎么样呢？ 就目前使用的情况来看，挺准确挺灵敏的…… 无论走神（眼睛还直视前方）还是转头说话，都能准确识别。甚至戴着墨镜也逃不过AI算法的眼睛……

100分的智驾分，已扣得只剩下52分了……

最后，它是否会干扰我的驾驶呢？ 我不觉得，它的提醒都是善意的、准确的，是为了我的生命安全着想。

我不讨厌它，反而要感谢它。