汽车内部感知趋势：安全是核心与基础，进一步追求舒适、便利
内容来源丨北京市高级别自动驾驶示范区，本文内容有改动
当我们在谈论汽车安全时，大多都聚焦在车辆外部——比如外部避撞。因此，相关的技术如激光雷达、摄像头等用于扫描周围环境信号的传感器受到关注。
但车内和车外发生的事情同等重要，通过车内感知进行安全创新的潜力巨大。车内传感器为提高驾驶员和乘客的安全性、舒适性和便利性提供了无限可能。同时，为提升用户体验，需要通过一个合适的综合内部感应平台，与车内更大的用户体验系统集成，以确保安全和符合法规的基本功能，满足高级自动驾驶下乘员客制化功能需求。
业界对车内感应的关注日益提升，出于各种监管和竞争原因，汽车厂商竞相开发和部署车内传感系统。1、 高级安全的需求：检测车内人员（驾驶员+乘员）状况，必要时预警甚至干预注意力不集中、疲劳和分心是导致交通事故的主要因素。据美国高速公路安全管理局（NHTSA）估计，近年来，在所有警方报告的车祸中，有14%的车辆事故和8%的致命车祸是由分心驾驶造成的。在这些致命车祸中，13%的司机当时正玩手机。根据欧洲新车评估计划（Euro NCAP），在老龄化社会，“突然丧失行为能力也是道路交通事故日趋严重的因素”，Euro NCAP进行了测试并发布所有重要的车辆安全评级。虽然事故统计数据并未按司机年龄细分，但欧盟65岁及以上的人口将从2019年的9050万增加到2050年的1.298亿，75岁至84岁的人口预计将增长56.1%。与此同时，新冠疫情加速了消费者在网上订购更多商品的趋势，导致公路上送货车辆的增加，这些货车司机极有可能陷入疲劳驾驶状态。为减少事故，Euro NCAP鼓励汽车制造商配置驾驶员状态感知系统（DMS），以检测分心驾驶，提供适当的音视频警告，并采取有效行动。例如，在发生医疗事故时，自动启动规避机制或是安全将车辆停在路边。由于COVID-19大流行，实施Euro NCAP标准的驾驶员状态传感系统的时间表被推迟了一年。但最新的指导意见要求NCAP开始对汽车制造商在2023至2025年期间部署的对驾驶员疲劳、分心和酒醉程度的基本监测进行评级。同样，NCAP希望汽车制造商在2023年前部署能够检测和监控车内是否有儿童的系统，并在儿童无人看管的情况下向车主或紧急服务机构发出警报，即乘员监控系统（OMS）。
此外，欧盟委员会定于2022年发布的《通用安全法规》（General Safety Regulation）以Euro NCAP标准为基础，要求在欧盟销售的车辆于2024年前对所有车辆提供高级驾驶员分心警告，并对L3级车辆进行驾驶员可用性监控，2026年前对所有车辆进行监控。2、L2+~L3级自动驾驶：人机共驾阶段，在必要时需接手方向盘在L2+级和L3级自动驾驶汽车，驾驶员和车辆之间会有复杂的实时交互，控制权在其中来回传递。而在L3级，驾驶员可在特定情况、车速、道路类型和天气条件下完全脱离方向盘。例如，当车辆在高速公路上行驶时，驾驶员暂时放松，但在接近出口、施工区或车辆无法处理的其他情况时，会进行控制移交。L3级下，车辆需要了解驾驶员已做好恢复控制的准备，双手放在方向盘上，并专注于驾驶。
通过车内传感系统，汽车厂商将能够通过多模人机界面方法，包括眼睛注视和手势识别，为驾驶员和乘客提供控制特定功能的能力。例如，通过眼睛注视识别，驾驶员可以看车镜并通过手势进行调整。若驾驶员希望更换广播频道而注视仪表板，则仪表板会变得更亮，而后当驾驶员将目光转向道路时，仪表板会恢复干扰较小的亮度水平。眼睛的注视也可以与声音相结合，以便进行更多的会话控制。
通过先进的信息娱乐系统，驾驶员可以连接车外的数字系统。比如如家庭自动化系统——想象一下，当你开车回家时，只需一个简单的手势就可以激活你家里的门铃系统。或者扩展车外兴趣点搜索功能，以便车内的人可以获取指定地标的相关信息，比如预定附近餐厅位置。事实上，如果信息娱乐系统是完全可操作的无接触互动（语音，手势和/或凝视），就会开辟车辆内饰设计的新机会，因为信息娱乐屏幕不必放在驾驶员伸手可及的范围内，而是可放在驾驶员更易快速扫视挡风玻璃和屏幕之间的位置，从而减少驾驶员看向道路以外的时间。一个车内感应平台还有可能移除传统硬件，并实现新的收入源。例如，摄像头能够“看清”是否有人坐在乘客座椅上，这可能使汽车制造商能够拆除压力传感器（被动乘客检测系统）——这些传感器是安全气囊和安全带系统的一部分，从而降低成本。同时，该平台还新增功能，用于检测到车内每个人是否都系了安全带。
再比如将人脸识别系统用于车内支付，如停车缴费或线上购物。
此外，这些内部摄像头便可用于其他应用娱乐和安全，如进行视频会议电话或检测遗留物品。车内感应平台还可以收集足够的数据，了解乘客的感受，打造客制化功能。如情绪识别——通过像素级的人脸检测，软件可以分析五官信息，判断一个人是高兴、愤怒、惊讶、厌恶、害怕还是悲伤。这些信息用在出租车、共享乘车、面包车和其他运输客户的车辆的商业领域，了解这些客户的情绪状态将有助于服务的进一步改善。然而，情感感应还可以让车企了解用户对其硬件和软件的反应——也就是说，当用户试图与某些功能交互时，该系统可以检测到用户的压力或享受。这可以帮助车企在未来通过识别行程上的痛点来创建更为友好的功能。当然，以上一切操作都得符合信息安全相关法律规定。车内感应当前还处于发展早期阶段，但却有明确的前进节奏。当前的车内传感系统路线图首先满足基本的监管要求，以较低成本实现在整个车队中的广泛部署。安装在方向盘柱、仪表盘或中央显示屏上的单个摄像头将能够检测到困倦和分心。例如，若驾驶员的视线离开路面超过两秒钟，系统会发出音频警报或在仪表板上闪烁红灯。为确定司机是否有睡意，摄像头背后的智能可测量头部位置、眼球运动、眨眼频率以及司机的眼睛睁得有多大。如果驾驶员打瞌睡，系统可能会晃动座椅或发出音频警报。系统是基于基本的嗜睡和分心识别进行附加功能提升。比如检测声音，并通过摄像头和指纹等生物特征准确识别司机状态。可以有效判断司机是否醉酒、紧张、陷入沉思。驾驶员感应的一个演化分支是座舱感应，其中广角摄像头覆盖车内更大的视野，通常包括前后排乘客座椅。有了这个更大的可视区域，系统能够实现更丰富的功能，包括但不限于：判断司机的手是否放在方向盘上，识别前排乘客，将他们的座位调整到合适位置，并确保乘客正确佩戴安全带。通过全座舱状态检测，该系统可确定车内有多少人，并能够准确定位车内人员的情绪。还能够检测到司机是否突发疾病，这会触发自动感应系统，将车辆安全停到路边，并通知急救服务。
此外，广角3D摄像头可以安装在车内车顶朝下方向，提供前排座椅的视野。这使得乘客能够通过手势、空中书写和前面提到的搜索点功能来控制车辆的各个方面。这种手势识别能力不断进化，并与驾驶员状态感知技术道路平行发展。03
未来创新
随着机器学习系统日趋智能和强大，系统不仅能够了解驾驶员的情况，而且能够相应采取行动。例如，若车辆正驶离车道，而驾驶员的视线离开了道路，则系统即使在手动关闭的状态下仍会开启车道保持功能。或在前车减速或刹车时系统会使车辆自动减速或提前开始制动。随着车内感应算法的改进，其他安全应用也成为可能，例如跟踪身位以调整安全气囊部署。长期而言，全座舱感应是实现可重构内饰设计的关键，也是实现完全自动驾驶车辆的任何其他非标准内饰概念的关键。例如人们可以躺下睡觉或观看视频的旅游休闲车、用于健康领域的自主医疗诊所或咖啡厅、自主购物精品店。
也许，未来的汽车和智能座舱的概念也会跟着发生翻天覆地的变化。
