【導讀】前兩篇文章探討了各種先進駕駛輔助係統(ADAS)的de發fa展zhan史shi。該gai係xi列lie的de最zui後hou一yi篇pian文wen章zhang將jiang介jie紹shao駕jia駛shi員yuan監jian控kong和he嗜shi睡shui監jian測ce係xi統tong，這zhe被bei認ren為wei是shi全quan自zi動dong駕jia駛shi的de關guan鍵jian要yao求qiu之zhi一yi。然ran後hou，我wo們men將jiang討tao論lun環huan視shi和he後hou視shi鏡jing替ti代dai。最zui後hou我wo們men將jiang探tan討tao未wei來lai的de技ji術shu趨qu勢shi，包bao括kuo軟ruan件jian定ding義yi的de車che輛liang以yi及ji虛xu擬ni現xian實shi和he增zeng強qiang現xian實shi。

01 嗜睡監測係統和駕駛員監控

第一個嗜睡監測係統與許多ADAS一樣
，也是機械性質的——安裝在車道之間和路邊的隆起帶。雖然不完美，但它是第一個顯著減少因疲勞駕駛發生車禍的係統(根據美國國家高速公路交通安全管理局NHTSA在1998年的統計數據)。

NHTSA在1998年發表的一份報告全麵介紹了關於疲勞駕駛的報道。該報告記錄了實驗室和車內打瞌睡的測量工具——zaidangshi，tongguoceliangshenglixinhaolaijiancedakeshuishihenchangjiande。danzhezhishiyongyushiyanshihuanjing，yinweihaibixuyanjiumeigerendeqingkuangbinggebiexiaozhunshuju。buguo

，gaibaogaotidaozhengzaiyanjiuchezaixitong，rubiyanjiankong、轉向傳感器和車道跟蹤裝置(NHTSA，1998)。由於技術上的限製，這些設備在當時沒有商業化(Dinges, 1995)。

也許第一個著名的電子瞌睡檢測器是轉向角傳感器。第一個商業化的係統出現在21世紀初。一個方向盤傳感器追蹤方向盤轉動的距離和速度。就其本身而言
，這一信息並無幫助。但如果把這些數據結合速度、穩定控製(偏航和顛簸)、甚至攝像頭信息，並與一個軟件算法相結合
，就可構建一個可靠的瞌睡估計係統。

通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)，這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)隻(zhi)在(zai)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)上(shang)工(gong)作(zuo)，並(bing)且(qie)隻(zhi)測(ce)量(liang)微(wei)轉(zhuan)向(xiang)，因(yin)為(wei)在(zai)城(cheng)市(shi)裏(li)走(zou)走(zou)停(ting)停(ting)

，有(you)很(hen)多(duo)轉(zhuan)彎(wan)
，會(hui)使(shi)算(suan)法(fa)混(hun)亂(luan)。這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)用(yong)每(mei)次(ci)出(chu)行(xing)的(de)初(chu)始(shi)階(jie)段(duan)來(lai)校(xiao)準(zhun)駕(jia)駛(shi)員(yuan)，作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)基(ji)線(xian)。博(bo)世(shi)被(bei)許(xu)多(duo)人(ren)認(ren)為(wei)是(shi)該(gai)領(ling)域(yu)的(de)先(xian)鋒(feng)——guanyuqifangandegengduoxiangqing，qingkantamendechanpinyemian。gaifanganyunzuohenhao，danxiandaiqichezhengbiandeyuelaiyuezizhu，zaizhezhongqingkuangxia
，jiashiyuankenengwanquanwuxujiashi。ruguoqichechuyukongzhizhuangtai
，jiankongzijishimeiyouyiyide。

yigexindefanganchuxianle，takezailiangzhongqingkuangxiagongzuo，wulunshirenleijiashiyuanhaishizidongjiashixitong
，doukejiejuezhegewenti。zhefanganbeichengweijiashiyuanjiankongxitong(DMS)。人們在90年代末就開始探索DMS，但直到2020年代才準備好投入生產。DMS使用計算機視覺、攝像頭和處理程序
，尋找麵部和眼睛的線索，以確保駕駛員的注意力和參與度。聽起來很簡單，但要可靠地實施這些算法卻很複雜。EE Times article的這篇文章通過對DMS的迷思
，詳細介紹了這些挑戰(Barnden, 2021)。

歐洲新車評估組織(NCAP)現在強製要求使用這些DMS係統
；到2024年所有新車都必須有DMSxitong，yihuodezuigaodepengzhuangheanquanpingji。youxiangdangduobutongdezhuanyoufangan，congdiduandaogaoduandouyou。danduiqichezhizaoshangbulideshi，zhegeshichangduichengbengaodumingan，kehubuyuanyiweizhegegongnengzhifuewaidefeiyong。

另一個趨勢是將駕駛員監控擴展到包括所有乘客

，這種類型的監控被稱為乘員監控係統(OMS)。汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)對(dui)這(zhe)一(yi)方(fang)案(an)更(geng)興(xing)奮(fen)

，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)可(ke)將(jiang)其(qi)作(zuo)為(wei)舒(shu)適(shi)和(he)便(bian)利(li)功(gong)能(neng)來(lai)賺(zhuan)錢(qian)。駕(jia)駛(shi)員(yuan)可(ke)使(shi)用(yong)手(shou)勢(shi)和(he)麵(mian)部(bu)識(shi)別(bie)來(lai)自(zi)定(ding)義(yi)車(che)輛(liang)設(she)置(zhi)。在(zai)互(hu)聯(lian)網(wang)聯(lian)接(jie)的(de)汽(qi)車(che)中(zhong)，視(shi)頻(pin)通(tong)話(hua)或(huo)社(she)交(jiao)媒(mei)體(ti)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)可(ke)應(ying)用(yong)OMS。安全功能可使用OMS，如檢測兒童是否被留在車內無人看管，或自動關閉空座安全氣囊或低於安全重量的人占用座位的安全氣囊。安全應用可使用OMS進行車內視頻記錄。

傳統的DMS和OMS的硬件和光學器件是不同的。DMS通常使用帶有全局快門的近紅外成像
，而OMS通常使用帶有可見光的卷簾快門。大多數汽車製造商希望將DMS和OMS合並為DOMS(駕駛員和乘員監測係統)

，以降低成本，做出一個更小尺寸的方案。

圖1.  OMS方案，圖片來源：Business Wire

安森美(onsemi)的高性能圖像傳感器正在實施一種新穎的係統方案，一個卷簾快門圖像傳感器可同時用於DMS和OMS應用
，為DOMS提供了理想的、極具性價比的方案。

一個挑戰是，DMS通常安裝在轉向軸或儀表盤上，而OMSzuihaoanzhuangzaihoushijingshangfanghuochemenlizhushang。jinguanshejigengfuzale，danyuelaiyueduodeshejijiangliangzhejieheqilaiyijieshengchengben。xuduoqichezhizaoshangxianzaianzhuanglebaohanDOMS整體方案的頂置控製台，而安裝在後視鏡中也很常見。

02 環視和車鏡替代

環視攝像機是安裝在車輛外部的可見光攝像機

，以增加在倒車或停車時的駕駛能見度。通常有四個攝像頭：yigezaiqianmian，yigezaihoumian，haiyoulianggecemiandeshexiangtou。zhexieshexiangtoudoushiguangjiaojingtou
，xingchengyigeyuyanleixingdetuxiang。tuxiangchulihexianjindesuanfajiangzhesifutuxiangheqichedezhaopianhebing。youcichanshengdeniaokantuxianshizaiyibiaobanxianshiqidepingmushang，bingmonicheliangshangfangdeshexiangtou，rangzhouweideqingkuangzhiguandichengxianzaijiashiyuanyanqian。youshizhexiexitongyebeichengweiquanxiangshijiao(Omni view)或360°視角。

圖2. 環視係統示例，圖片來源：ExtremeTech

第一輛擁有環視係統的汽車是2007 Infiniti EX35

，由英菲尼迪和日產共同開發。最初的係統隻提供這種鳥瞰圖，但較新的係統提供多種視角，特別是在更高端的車輛上。

dangyuqichezhouweidechaoshengbochuanganqixiangjieheshi，huanshixitongyouxiaodibimianlepengzhuang
，shihexiaxiaodetingchekongjian。chaoshengbochuanganqihaiyouzhuyutixingjiashiyuanzhuyixingrenhuoyidongwuti。

一些更先進的係統還可看到車輛的引擎蓋，甚至在拖車時看到拖車的後麵——有時被稱為X光。

側(ce)攝(she)像(xiang)頭(tou)除(chu)了(le)用(yong)於(yu)停(ting)車(che)

，還(hai)可(ke)以(yi)取(qu)代(dai)傳(chuan)統(tong)的(de)側(ce)後(hou)視(shi)鏡(jing)在(zai)駕(jia)駛(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)使(shi)用(yong)。由(you)於(yu)攝(she)像(xiang)頭(tou)可(ke)以(yi)做(zuo)得(de)非(fei)常(chang)小(xiao)
，後(hou)視(shi)鏡(jing)的(de)尺(chi)寸(cun)也(ye)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)，這(zhe)使(shi)得(de)車(che)輛(liang)更(geng)符(fu)合(he)空(kong)氣(qi)動(dong)力(li)學(xue)

，節(jie)省(sheng)高(gao)達(da)4%的燃油裏程或增加電動車的續航能力。

雖(sui)然(ran)更(geng)換(huan)後(hou)視(shi)鏡(jing)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)可(ke)行(xing)，但(dan)許(xu)多(duo)駕(jia)駛(shi)員(yuan)不(bu)喜(xi)歡(huan)這(zhe)樣(yang)做(zuo)，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)習(xi)慣(guan)於(yu)用(yong)真(zhen)正(zheng)的(de)側(ce)後(hou)視(shi)鏡(jing)開(kai)車(che)。另(ling)一(yi)個(ge)障(zhang)礙(ai)是(shi)，一(yi)些(xie)國(guo)家(jia)要(yao)求(qiu)將(jiang)側(ce)後(hou)視(shi)鏡(jing)作(zuo)為(wei)備(bei)份(fen)，這(zhe)就(jiu)否(fou)定(ding)了(le)拆(chai)除(chu)後(hou)視(shi)鏡(jing)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)好(hao)處(chu)(但不是用於停車)。因此，攝像頭取代車鏡比環視係統慢(Howard，2014)。

03 軟件定義的汽車

軟ruan件jian定ding義yi的de汽qi車che這zhe一yi術shu語yu已yi成cheng為wei描miao述shu汽qi車che設she計ji中zhong巨ju大da變bian化hua的de詞ci。大da量liang的de研yan發fa已yi湧yong入ru到dao對dui自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che的de追zhui逐zhu，特te別bie是shi在zai過guo去qu十shi年nian。支zhi持chi自zi動dong駕jia駛shi的de所suo有you傳chuan感gan器qi所suo需xu的de計ji算suan量liang
，使shi得de車che輛liang係xi統tong和he傳chuan感gan器qi的de控kong製zhi和he使shi用yong方fang式shi發fa生sheng必bi然ran的de重zhong大da變bian化hua。

更傳統的方法是在包含本地處理器和軟件的模塊之間有一個中央CAN或LIN網絡架構

，這在2015年之前是很普遍的。但隨著車輛及其係統變得更加複雜，需要更集中的計算
，出於需要，域控製器變得更普遍。

例如

，要結合所有各種傳感器輸入，處理數據，並向多個安全係統發送指令以實現ADAS功能，需要一個ADAS控製器。數據速率也在增加，需要更高速的數據傳輸協議。最終，由於自動駕駛和先進係統所需的極大處理量，將出現集中式計算(Morris，2021)。

圖3. 車輛架構如何演進 – 左邊是原始係統
；中間是帶有域控製器的現代風格
；右邊是集中式計算(圖片來源：EE Times和Siemens Digital)

就(jiu)像(xiang)手(shou)機(ji)的(de)發(fa)展(zhan)一(yi)樣(yang)
，消(xiao)費(fei)者(zhe)要(yao)求(qiu)通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)更(geng)新(xin)獲(huo)得(de)更(geng)多(duo)的(de)數(shu)字(zi)功(gong)能(neng)和(he)更(geng)長(chang)期(qi)的(de)價(jia)值(zhi)。汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)對(dui)這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)也(ye)非(fei)常(chang)感(gan)興(xing)趣(qu)，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)空(kong)中(zhong)軟(ruan)件(jian)更(geng)新(xin)進(jin)行(xing)靈(ling)活(huo)快(kuai)速(su)開(kai)發(fa)，以(yi)實(shi)現(xian)新(xin)的(de)功(gong)能(neng)和(he)漏(lou)洞(dong)補(bu)丁(ding)。在(zai)開(kai)發(fa)新(xin)功(gong)能(neng)的(de)同(tong)時(shi)，他(ta)們(men)還(hai)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)服(fu)務(wu)和(he)訂(ding)閱(yue)創(chuang)造(zao)新(xin)的(de)收(shou)入(ru)來(lai)源(yuan)。

就在此時
，整個汽車行業正在經曆這種演變
，在各tier和OEM之間探索新的商業模式。一些汽車公司正在以軟件公司而不是汽車公司的身份進行備案。當然，特斯拉是以科技公司起家的
，早在2003年就成立了，2008年開始生產第一輛Roadster跑車(Reed, 2020)。

04 虛擬現實和增強現實

對於虛擬現實和增強現實以及Web 3.0

，也就是通常所說的元宇宙，讓人興奮。元宇宙是網絡的3D版本

，在這裏所有的東西都有一個數字孿生體，可帶來全新的體驗、沉浸感和協作。

道路上已有了配備平視顯示器(HUD)的車輛。HUD最終將疊加越來越多的數字內容，作為駕駛員的增強現實——例如


，3D導航投影
，甚至可能是3D視頻通話。會有天氣預報嗎？

在極端情況下不會有擋風玻璃；前麵將是一個固體裝置。巨大的屏幕將取代擋風玻璃
，以完全虛擬的視野取代該空間。一旦達到L5級自動駕駛，就真的完全不再需要傳統的擋風玻璃了。

日產在這裏提供了一個引人入勝的願景。

圖4. 從看不見的到可見的，圖片來源：日產

總結

這一係列文章追溯到最初稱為Speedostat的機械巡航控製
，經曆了ADAS從機械到電子的演變
，一直到軟件定義的車輛和全自動駕駛的願景和元宇宙的沉浸。

muqianqichexingyedezhuanxingshidianqihuade
，jishuzhengzaikuaisubianhua。dangwomenweixindemoshihebianhuagandaoxingfenshi，huiguguoquhewomenjintianrenweilisuodangrandexitongdeyouqulishiyeshiyoubangzhude。

參考文獻

Barnden, C. (2021, May 13). Busting Myths of Driver Monitoring Systems. Retrieved from EE Times: https://www.eetimes.com/busting-myths-of-driver-monitoring-systems/

Dinges, D. (1995). An Overview of Sleepiness and Accidents. J. Sleep Res. 4, Suppl. 2, 4-14. Retrieved from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1365-2869.1995.tb00220.x

Howard, B. (2014, July 18). What are car surround view cameras, and why are they better than they need to be?, Part Two. Retrieved from Extreme Tech: https://www.extremetech.com/extreme/186160-what-are-surround-view-cameras-and-why-are-they-better-than-they-need-to-be/2

Morris, B.(2021, March 29). EE Times. Retrieved from E/E Architecture Considerations for AV Development: https://www.eetimes.com/e-e-architecture-considerations-for-av-development/

NHTSA. (1998). Drowsy Driving and Automobile Crashes. n/a: n/a. Retrieved 11 30, 2021, from https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/1661

Reed, E. (2020, October 5). History of Tesla: Timeline and Facts. Retrieved from TheStreet: https://www.thestreet.com/technology/history-of-tesla-15088992

Unknown. (2021, December 1). Invisible-to-Visible (I2V). Retrieved from Nissan Motor Corporation: https://www.nissan-global.com/EN/TECHNOLOGY/OVERVIEW/i2v.html

Unknown. (2021, December 1). Software-Defined Vehicles - A forthcoming Industrial Evolution. Retrieved from Deloitte: https://www2.deloitte.com/cn/en/pages/consumer-business/articles/software-defined-cars-industrial-revolution-on-the-arrow.html

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