汽車(chē)重心轉(zhuǎn)向駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)

迄今為止，對(duì)于“自動(dòng)駕駛”行業(yè)來(lái)說(shuō)，今年已被證明是一段艱難的旅程。特斯拉和埃隆馬斯克已經(jīng)對(duì)開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛出租車(chē)網(wǎng)絡(luò)失去了興趣，轉(zhuǎn)而將注意力轉(zhuǎn)移到“特斯拉機(jī)器人”上，而 Waymo 的自動(dòng)駕駛出租車(chē)則被一個(gè)靜態(tài)交通錐所迷惑。

相比之下，人們對(duì)高級(jí)駕駛員監(jiān)控在減少死亡人數(shù)方面的潛力有了更高的認(rèn)識(shí)。一個(gè)跡象是對(duì)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng) (DMS) 和其他安全技術(shù)的規(guī)定，例如美國(guó)未決的基礎(chǔ)設(shè)施立法中包含的自動(dòng)緊急制動(dòng)和防撞系統(tǒng)。

自 2017 年以來(lái)研究汽車(chē) DMS 市場(chǎng)后，我觀察到最近人們對(duì)安全技術(shù)的看法發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。這主要是因?yàn)槿藗冊(cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到乘用車(chē)不會(huì)在短期內(nèi)提供任何形式的“自動(dòng)駕駛”功能。

因此，進(jìn)步將來(lái)自更安全的司機(jī)，而不是來(lái)自使用技術(shù)取代人類司機(jī)。

這意味著汽車(chē) DMS 最終將走向大眾市場(chǎng)采用。

30 多家 DMS 公司瞄準(zhǔn)汽車(chē)行業(yè)，但只有 Cipia、Seeing Machines 和 Smart Eye 三個(gè)公司似乎能夠蓬勃發(fā)展

讓我們探討一下我所說(shuō)的供應(yīng)商“關(guān)鍵能力指標(biāo)”，最后對(duì) 2026 年的市場(chǎng)格局進(jìn)行評(píng)估。

光路

光路是指紅外照明器和 CMOS 圖像傳感器。先進(jìn)的系統(tǒng)在 940 nm 下運(yùn)行，幀速率為每秒 60 幀。人眼看不到 940 nm 的紅外光，但在高功率下也有害。這需要了解并遵守IEC 62471眼安全對(duì)于 DMS 操作至關(guān)重要。

使用工作頻率為 60 Hz 的交替頻閃照明模式可獲得駕駛員眼睛注視、面部和頭部姿勢(shì)的最佳測(cè)量。這需要使用專用的驅(qū)動(dòng)器 IC。未來(lái)的性能提升將通過(guò)用 940-nm VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）替換 IR LED 來(lái)實(shí)現(xiàn)。

VCSEL 在比 LED 更窄的頻率范圍內(nèi)發(fā)射能量，增加了 940 nm 的光功率輸出，從而提高了中心波長(zhǎng)的信噪比。VCSEL 的上升和下降時(shí)間也比 LED 快得多，這對(duì)于 60 Hz 頻閃照明至關(guān)重要。

Seeing Machines 是光路的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，領(lǐng)先于 Smart Eye。

訓(xùn)練數(shù)據(jù)

在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)代，擁有最大數(shù)據(jù)集的公司獲勝。Facebook、亞馬遜、Netflix 和谷歌證明了這一點(diǎn)。對(duì)于汽車(chē) DMS，Seeing Machines 擁有最大的數(shù)據(jù)集，其“Guardian”系統(tǒng)在過(guò)去三年中捕獲了約 60 億公里的自然駕駛數(shù)據(jù)，總計(jì)約 75 億公里。

Guardian 以每周約 5500 萬(wàn)公里的速度采集訓(xùn)練數(shù)據(jù)，覆蓋超過(guò) 30,000 輛商用車(chē)的車(chē)隊(duì)。沒(méi)有其他 DMS 供應(yīng)商擁有捕獲可比數(shù)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

功能安全合規(guī)性

功能安全由ISO 標(biāo)準(zhǔn) 26262和汽車(chē)安全完整性等級(jí) (ASIL) 等級(jí)描述。同樣相關(guān)的是德國(guó)汽車(chē)制造商的標(biāo)準(zhǔn)ASPICE（汽車(chē)軟件流程改進(jìn)和能力確定）。

當(dāng)軟件檢測(cè)到分心或疲勞的駕駛員時(shí)，DMS 的性能要求早已超過(guò)了簡(jiǎn)單的嗶嗶聲和提示音。汽車(chē)制造商現(xiàn)在正在研究如何使用 DMS 信號(hào)對(duì)駕駛員的注意力狀態(tài)和參與度進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，目的是改變自動(dòng)緊急制動(dòng)和車(chē)道保持系統(tǒng)的靈敏度。

將 DMS 與制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)融合以修改車(chē)輛在道路上的位置，大大提高了 DMS 軟件的功能安全要求以及 ASIL 規(guī)范。

開(kāi)發(fā)商業(yè)級(jí)軟件的公司很少具備實(shí)現(xiàn) ISO 26262 合規(guī)性的專業(yè)知識(shí)。因此，即使對(duì)于蘋(píng)果、谷歌和微軟等尋求在未來(lái)五年內(nèi)參與汽車(chē) DMS 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的老牌公司來(lái)說(shuō)，功能安全也是一個(gè)巨大的進(jìn)入壁壘。

Seeing Machines 顯然是功能安全合規(guī)性的領(lǐng)導(dǎo)者。

人為因素研究

早期的 DMS 技術(shù)收集原始數(shù)據(jù)，例如頭部姿勢(shì)估計(jì)（X、Y、Z）眼瞼張開(kāi)（一種稱為 PERCLOS 或閉合百分比的度量）和眨眼。最近，精確的眼睛注視矢量測(cè)量（X、Y、Z）是可能的，但仍然更具挑戰(zhàn)性，需要額外的計(jì)算資源和先進(jìn)的光路專業(yè)知識(shí)。

先進(jìn)的 DMS 系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了原始數(shù)據(jù)收集的范圍，變成了可操作的高級(jí)信號(hào)，這些信號(hào)提供了對(duì)駕駛員狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估。測(cè)量的參數(shù)包括視覺(jué)和認(rèn)知分心、嗜睡、注意力狀態(tài)和損傷。

同樣，在從原始數(shù)據(jù)收集過(guò)渡到高級(jí)信號(hào)（人為因素和行為研究的一項(xiàng)功能）時(shí)，Seeing Machines 無(wú)疑是領(lǐng)先者。

硬件/軟件協(xié)同設(shè)計(jì)

為了以 60fps 的速度實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健和精確的頭部、面部和眼睛跟蹤，需要一種系統(tǒng)范圍的設(shè)計(jì)方法，包括光學(xué)組件、圖像處理和相關(guān)算法。我將其稱為“成像信號(hào)鏈”，它要求 DMS 硬件和軟件元素并行設(shè)計(jì)，以優(yōu)化性能、功耗和價(jià)格。

Mobileye 是汽車(chē)硬件/軟件協(xié)同設(shè)計(jì)的一個(gè)典型例子，它提供帶有定制圖像加速器和內(nèi)部圖像算法的 EyeQ 系列處理器。高通試圖通過(guò)收購(gòu) Veoneer和在 Snapdragon Ride 處理器上運(yùn)行的 Arriver 視覺(jué)堆棧軟件來(lái)復(fù)制這種模式。

Seeing Machines 再次成為硬件/軟件協(xié)同設(shè)計(jì)領(lǐng)域的明顯領(lǐng)導(dǎo)者，定制設(shè)計(jì)的圖像加速器在其專有的 Fovio 處理器上運(yùn)行。它還運(yùn)行在高通的專有加速器和一個(gè)名為 Occula 的定制設(shè)計(jì)的神經(jīng)處理單元上，現(xiàn)在可作為 IP 核獲得許可。

Cipia 與 Mobileye 合作優(yōu)化其 DMS 軟件以在 EyeQ4 處理器上運(yùn)行，而 Smart Eye 則采用了一種稱為“硬件無(wú)關(guān)”的純軟件方法。

開(kāi)始生產(chǎn)

Seeing Machines 將其 DMS 軟件提供給通用汽車(chē)的 Super Cruise 以及梅賽德斯奔馳的新 S-Class 和 EQS。研究表明，它還將在今年與寶馬、福特和吉普一起實(shí)現(xiàn)投產(chǎn) (SOP)。Smart Eye 已與寶馬和現(xiàn)代起亞達(dá)成 SoP；Cipia 將于今年與通用汽車(chē)一起開(kāi)始生產(chǎn)。更多細(xì)節(jié)在這里。

愛(ài)信、Jungo 和三菱是僅有的其他達(dá)到 SOP 的 DMS 供應(yīng)商，但在先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，這三者都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。他們可能會(huì)進(jìn)一步落后。

汽車(chē)制造商通常會(huì)尋找至少擁有十年汽車(chē)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)合作伙伴。只有 Seeing Machines 和 Smart Eye 能夠滿足汽車(chē) DMS 軟件的這一要求。雖然愛(ài)信和三菱都是成熟的汽車(chē)供應(yīng)商，但它們的 DMS 性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于最先進(jìn)的技術(shù)。例如，兩者都沒(méi)有提供強(qiáng)大的視線跟蹤。

Tobii 等老牌眼動(dòng)追蹤公司缺乏針對(duì)汽車(chē)的專業(yè)知識(shí)，這在未來(lái)五年內(nèi)造成了巨大的阻力。

Seeing Machines 最近宣布與 16 家領(lǐng)先供應(yīng)商合作。它們可能包括 Aptiv、博世、大陸、電裝、Garmin、Gentex、哈曼、均勝、LG 電子、麥格納、三菱、松下、法雷奧、Veoneer、偉世通和采埃孚。

在其最新的財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)中，Smart Eye 提供的細(xì)節(jié)很少，但我認(rèn)為它正在與多達(dá)八家供應(yīng)商合作，其中包括 Aptiv 和多家中國(guó)公司。同樣，Cipia 很可能與 Aptiv 和 Jabil 以及一些中國(guó)公司合作。

安全規(guī)定

DMS 需求主要由立法推動(dòng)，包括歐盟通用安全條例和歐洲新車(chē)評(píng)估計(jì)劃 (Euro NCAP) 發(fā)布的安全技術(shù)路線圖，以實(shí)現(xiàn)五星級(jí)安全評(píng)級(jí)。

在美國(guó)，擬議的立法將使用 DMS 來(lái)監(jiān)控受損（醉酒）駕駛，而美國(guó)國(guó)家公路安全運(yùn)輸管理局在其對(duì)特斯拉致命車(chē)禍的詳盡調(diào)查中一再提出安全建議。必須采用強(qiáng)大的 DMS 來(lái)監(jiān)控駕駛員的參與度并防止自動(dòng)化自滿。

眾所周知，汽車(chē)制造商需要“以消費(fèi)者價(jià)格購(gòu)買(mǎi)軍用級(jí)產(chǎn)品”。與其他任何行業(yè)相比，汽車(chē)行業(yè)的需求已經(jīng)結(jié)束了許多人的職業(yè)生涯，讓更多的投資者筋疲力盡，讓更多的供應(yīng)商陷入困境。

在與考慮汽車(chē)的供應(yīng)商合作時(shí)，我建議他們“賺錢(qián)的時(shí)間”至少需要十年，他們需要財(cái)力雄厚、有鋼鐵般意志的投資者。進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)是公司范圍內(nèi)的承諾，必須從董事會(huì)開(kāi)始。它不適合膽小的人。

市場(chǎng)分析

下表包括對(duì) 2026 年汽車(chē) DMS 供應(yīng)商市場(chǎng)份額的估計(jì)。重點(diǎn)是五年后，因?yàn)閷脮r(shí)所有主要競(jìng)爭(zhēng)者都將成立，市場(chǎng)份額應(yīng)該保持穩(wěn)定。

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Seeing Machines 將在 2026 年成為汽車(chē) DMS 的領(lǐng)先供應(yīng)商，市場(chǎng)份額估計(jì)在 60-65% 之間，領(lǐng)先于 Smart Eye 的 20-25%。Cipia 以 5-10% 的比例排名第三，這主要是由于其與 Mobileye 的合作。

Jungo 和 Xperi 進(jìn)入前五名。我預(yù)計(jì)這兩家公司都將在 2021 年底之前被收購(gòu)，可能會(huì)被 Mobileye、瑞薩或德州儀器等芯片制造商收購(gòu)?；蛘呖赡苡?Tobii 等軟件公司提供。

雖然這些名字可能不熟悉，但您極有可能在本世紀(jì)末之前駕駛一輛采用其安全技術(shù)的汽車(chē)。

雖然無(wú)法確定 DMS 供應(yīng)商的未來(lái)市場(chǎng)份額，但我非常有信心做出的一項(xiàng)預(yù)測(cè)是，DMS 技術(shù)將比 Tesla Bot 對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生更大的影響。很難準(zhǔn)確理解埃隆馬斯克的想法。如前所述，馬斯克是一位表演者。特斯拉機(jī)器人可能是他喜劇套路的一部分。

審核編輯 黃昊宇