汽车重点转向驾驶员监控系统

相比之下，人们对高级驾驶员监控在减少死亡人数方面的潜力有了更高的认识。一个迹象是对驾驶员监控系统 (DMS) 和其他安全技术（例如自动紧急制动和防撞系统）的规定，这些技术包括在待定的美国基础设施立法中。

自 2017 年以来一直在研究汽车 DMS 市场，我观察到最近人们对安全技术的看法发生了根本性的转变。这主要是因为人们越来越认识到乘用车不会在短期内提供任何形式的“自动驾驶”功能。

因此，进步将来自更安全的驾驶员，而不是使用技术来取代人类驾驶员。

这意味着汽车 DMS 最终将走向大众市场。

超过 30 家 DMS 公司瞄准汽车行业，但只有 Cipia、Seeing Machine 和 Smart Eye 三个公司似乎能够蓬勃发展

让我们探索我所说的供应商“关键能力指标”，最后评估到 2026 年的市场格局。

光路

光路是指红外照明器和 CMOS 图像传感器。高级系统在 940 nm 下运行，帧速率为每秒 60 帧。940 nm 的红外光对人眼是不可见的，但在高功率下也是有害的。这需要了解并符合IEC 62471的人眼安全标准，这对于 DMS 操作至关重要。

驾驶员眼睛注视、面部和头部姿势的最佳测量是使用以 60 Hz 运行的交替频闪照明模式获得的。这需要使用专用驱动器 IC。未来的性能提升将通过用 940 纳米 VCSEL（垂直腔面发射激光器）替代 IR LED 来实现。

VCSEL 在比 LED 更窄的频率范围内发射能量，增加了 940 nm 的光功率输出，从而提高了中心波长的信噪比。VCSEL 的上升和下降时间也比 LED 快得多，这对于 60 Hz 的频闪照明至关重要。

Seeing Machines 是光路技术的领先者，领先于 Smart Eye。

训练数据

在人工智能和机器学习时代，拥有最大数据集的公司获胜。Facebook、亚马逊、Netflix 和谷歌证明了这一点。对于汽车 DMS，Seeing Machines 拥有最大的数据集，其“Guardian”系统仅在过去三年就捕获了约 60 亿公里的自然驾驶数据，总计约 75 亿公里。

Guardian 正在以每周约 5500 万公里的速度在超过 30,000 辆商用车辆的车队中捕获训练数据。没有其他 DMS 供应商有一个系统来捕获可比数量的训练数据。

功能安全合规性

ISO 标准 26262和汽车安全完整性等级 (ASIL) 等级描述了功能安全。同样相关的是ASPICE（汽车软件过程改进和能力确定），这是德国汽车制造商的标准。

当软件检测到分心或疲劳的驾驶员时，DMS 性能要求早已超越了简单的哔哔声和提示音。汽车制造商目前正在研究如何使用 DMS 信号实时分析驾驶员的注意力状态和参与度，目标是改变自动紧急制动和车道保持系统的灵敏度。

将 DMS 与制动和转向系统融合以修改车辆在道路上的位置，大大提高了 DMS 软件的功能安全要求和 ASIL 规范。

开发商业级软件的公司很少具备实现 ISO 26262 合规性的专业知识。因此，即使对于 Apple、Google 和 Microsoft 等寻求在未来五年内参与汽车 DMS 市场竞争的老牌公司来说，功能安全也是进入的重大障碍。

Seeing Machines 是功能安全合规性的明确领导者。

人为因素研究

早期的 DMS 技术收集了原始数据，例如头部姿势估计 (X,Y,Z) 眼睑张开（一种称为 PERCLOS 或百分比闭合的度量）和眨眼。最近，精确的眼睛注视矢量测量（X、Y、Z）成为可能，但仍然更具挑战性，需要额外的计算资源和先进的光路专业知识。

先进的 DMS 系统已经远远超出了原始数据的收集，转向了可操作的高级信号，它提供了对驾驶员状态的实时评估。测量的参数包括视觉和认知分心、困倦、注意力状态和损伤。

同样，在从原始数据收集过渡到高级信号（人为因素和行为研究的函数）时，Seeing Machines 是明显的领导者。

软硬件协同设计

要以 60fps 的速度实现稳健而精确的头部、面部和眼睛跟踪，需要采用全系统设计方法，包括光学组件、图像处理和相关算法。我称之为“成像信号链”，它要求并行设计 DMS 硬件和软件元素以优化性能、功耗和价格。

Mobileye 是汽车硬件/软件协同设计的一个典型例子，提供带有定制图像加速器和内部图像算法的 EyeQ 系列处理器。高通公司试图通过收购 Veoneer和在 Snapdragon Ride 处理器上运行的 Arriver 视觉堆栈软件来复制这种模式。

Seeing Machines 再次成为硬件/软件协同设计的明显领导者，其定制设计的图像加速器运行在其专有的 Fovio 处理器上。它还运行在高通公司的专有加速器和一个名为 Occula 的定制设计的神经处理单元上，现在可以作为 IP 核获得许可。

Cipia 已与 Mobileye 合作优化其 DMS 软件以在 EyeQ4 处理器上运行，而 Smart Eye 则遵循一种称为“硬件不可知论”的纯软件方法。

生产开始

Seeing Machines 为通用汽车的 Super Cruise 以及梅赛德斯奔驰的新 S 级和 EQS 提供其 DMS 软件。研究表明，今年宝马、福特和吉普也将实现投产（SOP）。Smart Eye 已与 BMW 和现代起亚达成 SoP；Cipia 将于今年与通用汽车一起开始生产。其他详细信息在这里。

爱信、Jungo 和三菱是仅有的其他达到 SOP 的 DMS 供应商，但在先进技术开发方面，这三家公司都明显落后于市场领导者。他们可能会进一步落后。

汽车制造商通常会寻找至少拥有十年汽车研发经验的技术合作伙伴。只有 Seeing Machines 和 Smart Eye 才能满足对汽车 DMS 软件的要求。虽然爱信和三菱都是成熟的汽车供应商，但它们的 DMS 性能远远落后于最先进的技术。例如，两者都没有提供强大的眼睛注视跟踪。

像 Tobii 这样的老牌眼动追踪公司缺乏汽车领域的专业知识，这在未来五年内造成了巨大的阻力。

Seeing Machines 最近宣布正在与 16 家领先供应商合作。它们可能包括安波福、博世、大陆、电装、Garmin、Gentex、哈曼、均胜、LG 电子、麦格纳、三菱、松下、法雷奥、维尼尔、伟世通和采埃孚。

在其最新的财务报告中，Smart Eye 提供的细节很少，但我认为它与多达八家供应商合作，包括 Aptiv 和多家中国公司。同样，Cipia 可能与 Aptiv 和 Jabil 以及一些中国公司合作。

安全规定

DMS 需求主要由立法驱动，包括欧盟通用安全法规和欧洲新车评估计划 (Euro NCAP) 为实现五星级安全评级而发布的安全技术路线图。

在美国，拟议的立法将使用 DMS 来监控受损（醉酒）驾驶，而美国国家公路安全运输管理局在其对特斯拉致命车祸的详尽调查中反复提出安全建议。必须采用强大的 DMS 来监控驾驶员参与度并防止自动化自满。

众所周知，汽车制造商要求“以消费者价格购买军用级产品”。与其他任何行业相比，汽车行业的需求已经结束了许多人的职业生涯，让更多的投资者筋疲力尽，让更多的供应商措手不及。

在与考虑汽车的供应商合作时，我建议他们“赚钱的时间”至少需要十年，他们将需要财力雄厚和钢铁般的神经的投资者。进入汽车行业是一个企业范围的承诺，必须从董事会开始。它不适合胆小的人。

市场分析

下图包括对 2026 年汽车 DMS 供应商市场份额的估计。重点是五年后，因为届时所有主要竞争者都将建立，市场份额应保持稳定。

Seeing Machines 将在 2026 年成为汽车 DMS 的领先供应商，市场份额估计在 60-65% 之间，超过 Smart Eye 的 20-25%。Cipia 以 5-10% 的比例排名第三，这主要是由于其与 Mobileye 合作的结果。

Jungo 和 Xperi 进入前五名。我预计这两家公司都将在 2021 年底之前被 Mobileye、瑞萨或德州仪器等芯片制造商收购。或者可能是由 Tobii 等软件公司提供的。

虽然这些名字可能并不熟悉，但您极有可能在本世纪末之前驾驶一辆配备其安全技术的汽车。
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