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除了超速之外，造成致命交通事故的主要原因是分心、疲劳和身体受损等。本文将分析Euro-NCAP最近的研究，该项目通过对驾驶员的直接监控来解决分心和疲劳驾驶的问题。
这份名为《European NCAP Program Developments to Address Driver Distraction, Drowsiness and Sudden Sickness》的报告于11月19日发表，恰逢11月21日世界道路交通事故受害者纪念日，纪念全球每年因机动车碰撞事故丧生的130万人。
所有在汽车行业工作的人都应该仔细阅读这份文件，因为它概述了Euro-NCAP未来测试DMS的路线图。自2017年9月发布Euro-NCAP 2025路线图以来，DMS测试协议的具体内容已经讨论了四年。其中必要的功能总结如下。
光路专业知识
这一特点涉及到使用IR发射器和CMOS图像传感器，在所有环境和所有可能的照明条件下可靠地捕捉驾驶员的图像。该报告指出：
“在更复杂的环境中可靠地检测和跟踪驾驶员的能力相当于系统的可用性和系统可以为驾驶员提供保护的时间比例。一项能力较弱的技术可能能够在驾驶模拟器实验室中看到的恒定且挑战性较小的环境条件下进行追踪，但在公路驾驶中经常遇到的多变且光照强的条件下，性能会明显下降。这是一项非同小可的任务，需要多年的研发才能在现实世界的条件下完善。在这一维度上能力的提高体现在对包括太阳镜、帽子和口罩等更广泛的‘噪声因素’的高水平检测准确性上。”
视线追踪这一特点涉及到使用IR发射器和CMOS图像传感器，在所有环境和所有可能的照明条件下可靠地捕捉驾驶员的图像。该报告指出：
“在更复杂的环境中可靠地检测和跟踪驾驶员的能力相当于系统的可用性和系统可以为驾驶员提供保护的时间比例。一项能力较弱的技术可能能够在驾驶模拟器实验室中看到的恒定且挑战性较小的环境条件下进行追踪，但在公路驾驶中经常遇到的多变且光照强的条件下，性能会明显下降。这是一项非同小可的任务，需要多年的研发才能在现实世界的条件下完善。在这一维度上能力的提高体现在对包括太阳镜、帽子和口罩等更广泛的‘噪声因素’的高水平检测准确性上。”
报告继续说：
“驾驶员的头部姿势仍然是朝向道路的。只有使用视线检测才能发现这个使用手机的例子。通过眼球注视指标直接测量视觉行为，而不是仅仅依靠头部姿势或间接测量，检测手机分心的方法将得到极大的改善。”
福特的Blue Cruise和通用的第二代Super Cruise都采用了最先进的直接DMS技术，并具有视线追踪功能。Euro-NCAP确定了准确的视线追踪在评估安全结果中的重要作用，并将其作为一项必要的功能纳入协议。
人因的专业知识
将头部姿势方向、视线、眨眼和睁眼等指标的图像测量可靠地转化为可操作的信号，以确定驾驶员分心和困倦的程度，这需要专门的人因专业知识。报告用“微睡眠（microsleeps）”的例子来说明简单化的视觉分析如何导致不正确的安全结果：
“微睡眠包括在协议中，其中微睡眠是指驾驶员无意识的瞬间睡眠。越来越多微睡眠的行为特征已经与严重困倦的生理和性能指标联系起来，长时间闭眼是微睡眠的主要视觉指标。”
微睡眠可能是由长时间闭眼引发的，闭眼时间大于500毫秒与驾驶员风险的衡量标准有关。然而，报告提醒说：
“打哈欠和眯眼等一系列行为可能会被误解为与困倦有关的长时间闭眼事件。因此，简单的定义会产生更多的错误警报，并且不会提供高水平的驾驶员接受度。”
下图说明了各种复杂的驾驶员行为与难以检测的场景的例子。
该报告继续说：
“一种较简单的检测技术（X轴的左端）和较简单的行为特征（Y轴的底端）将只能在矩阵的左下角可靠地执行。一个具有强大行为特征的更复杂的技术将能够在矩阵的右上角执行，因此能够覆盖更大范围的场景，并代表一个更好的解决方案。”
这个矩阵提供了拟议协议中涵盖的一系列噪声变量和行为，突出了人因行为研究专业知识的重要性。几乎所有开发直接DMS算法的公司都忽略了这一领域的能力。
自然的驾驶数据
报告指出，在真实世界条件下验证和评估DMS算法的可靠运行需要大量的自然驾驶数据来训练系统。
“协议的制定考虑了一系列的驾驶员的外貌和噪声因素，以确保系统可用性的可接受水平，从而确保系统的性能。这里的方法是通过测试驾驶员外貌的极端情况，例如，从高到矮，以及从非常年轻到非常老的不同年龄的驾驶员。收集这些因素的数据可以确保系统在各种坐姿和皮肤纹理（皱纹、眼袋）下的良好可用性。”
性能评估是任何测试方法的一个关键部分。Euro-NCAP的测试理念涉及评估安全系统在需要时的工作情况（真阳性），而误报率（假阳性）则分配给车厂来解决。该报告警告说：
简单地说，误报率不可接受的车辆将不能提供可接受的用户体验。适当的驾驶员警告和车辆干预的要求与安全结果和驾驶员体验直接相关，应确保在敏感性和规范性之间取得适当的平衡。
功能安全
功能安全是由ISO 26262和ASIL评级描述的。车厂正在研究如何使用DMS信号来提供对驾驶员注意力状态和参与程度的实时分析，目的是改变AEB和LKS的灵敏度。
将DMS与制动和转向系统相融合，以改变车辆在道路上的位置，这大大提高了DMS软件的功能安全要求和ASIL规范。
Euro-NCAP已经确定了整合DMS和ADAS系统的重要性。报告指出：
“它应该鼓励实施的系统不只是单纯的对驾驶员的警告系统，而是进一步与其他ADAS系统整合。例如，让AEB或LKS等ADAS系统在驾驶员分心时更加灵敏，预计将提供更大的安全效益并提高驾驶体验。”
未来的发展
报告指出，未来协议发展的路线图可以考虑一系列已知的和新出现的安全风险，包括在酒精或药物中毒时驾驶（受损驾驶）、认知分心以及在辅助和自动驾驶功能下监督和接管性能的驾驶员参与要求。
Euro-NCAP将从2023年起在其五星安全评级中包括对直接驾驶员监控的测试。欧洲一般安全条例规定，从2024年中期开始，所有通过型号审批的新车型都要进行直接驾驶员监控，从2026年中期开始，所有在欧盟销售的新车都要进行直接驾驶员监控。
[参考文章]
Roadmap Emerges for Testing Driver Monitoring — Colin Barnden
