人类的不理性,得让机器来治

?

  每一张驾照的背后都有学车时教练的「怒斥」和「嘲讽“当我第一次上路时,我的父母不时。”在一记耳光之后,我终于从“道路杀手”长大成为一个可以“骑秋山”的老司机,但发现汽车变得越来越自动化,甚至自动驾驶汽车似乎近在咫尺。

因此,我们发现用于学习汽车的枷锁和谴责成为汽车中的“安全功能”:盲点检测提醒,自动紧急制动(AEB),车道偏离警告/车道保持等。虽然能够真正取代人们驾驶的智能机器仍处于世界早期,但先进的驾驶员辅助系统ADAS已成为许多中高端车型的标准。我们不可避免地进入了“人机驾驶”的时代。

但这个似乎有巨大安全保障的汽车时代引发了另一个巨大的安全漏洞:人类过于盲目地信任机器。

特斯拉在佛罗里达州发生的第一起致命事故是因为驾驶员并未意识到自动驾驶仪的局限性,并且过度信任是为了放手。最后一辆车撞上了一辆转向的白色卡车。在去年犹他州南乔丹的另一起事件中,一名女车主经常在自动驾驶仪开启时脱离这种情况,这是车祸的结束。

因此,为了在驾驶过程中更好地连接并防止人因无聊而在整个驾驶过程中失去监督,驾驶员监控系统(DMS)是解决该问题的关键。

从基本的角度来看,DMS用于人体监视的目的是发现分心,疲劳或困倦,甚至是不可持续的事故。例如,被欺骗的辅助驾驶系统在方向盘上使用矿泉水瓶代替双手(许多特斯拉车主喜欢这样做),或者与车内的其他乘客争吵。此外,如果是自动驾驶的发展阶段,即使在模拟仿真系统中,监控驾驶员也可以提供驾驶行为的第一手资料。

驾驶员监控系统可以识别车主并确定其是否专注于道路上Caruma

除了提高安全性外,DMS系统的引入还可以有效地改善和增强旅行体验。

首先,系统通过面部识别技术读取车辆信息,自动将内部设置(座位,镜子,播放列表等)调整为其首选参数;其次,利用座椅和方向盘的传感器,实现对乘客心率,坐姿等的监测,及时提供健康报告。它相当于使用汽车并获得免费体检。

作为安全带的标准?

然而,只有新一代凯迪拉克CT6,2018年奥迪A8和2019年斯巴鲁森林人才已经上市。初创公司提供的大多数L3级解决方案还包括DMS功能或单独的产品(尚堂,Momenta等)待售。当然,特斯拉是个例外。无论业界对自动驾驶仪的批评如何,马斯克仍然保持着自己,声称“自动驾驶仪功能强大,不需要DMS。”

新一代凯迪拉克CT6的驾驶员监控系统由SeeingMachines |提供官方照片提供

但EuroNCAP(欧洲新车安全评估协会)去年颁布的法规可能会缓慢改变现状。在正式发布的“EuroNCAP2025”路线图中,必须将参与EuroNCAP评估系统所需的车辆作为基本安全功能分配给DMS。尽管EuroNCAP的安全评级并非强制要求出售新车,但越来越多的汽车公司开始“妥协”,因为它直接影响了消费者和保险公司的选择。

在中国,DMS主要用于公路客货运输领域。去年9月中旬,交通部发布了一份文件,以增加智能视频监控和报警技术在该领域的应用。但是,没有关于驱动器检测技术的相关政策和法规。

如果有任何驱动DMS产品的东西,除了EuroNCAP颁布的强制性法规之外,它还将发挥作用。另一个是L2~L3驱动辅助技术的迅速普及。以前的优步和特斯拉事故是对整个行业的警告:对于人类而言,跳出高科技创造的舒适环境是一项艰巨的任务。

根据MITAgeLab的助理研究员Bryan Reimer的说法,“人类是非理性的。正如自动变速器的普及使得在驾驶时发送短信成为可能。你可以尝试驾驶手动车!”做其他事情,“他说。 “如果汽车具有一定程度的自动驾驶能力,无论在什么级别,都应该引入DMS功能。”

“目前,整个汽车行业对DMS技术的需求是真实的,”GabiZijderveld说。她是Affectiva的CMO,一家在麻省理工学院孵化并致力于开发多模态车载人工智能感知解决方案的创业公司。

Affectiva的核心竞争力在于通过阅读人类面部和声音信息来分析人的心理和情绪状态(不仅仅是所说的,还包括它的说法)。根据Zijderveld的说法,过去九年来,Affectiva一直与财富500强企业和广告公司合作,解读消费者对视频,广告和电视节目的反应。 “几乎所有你能想象到的豪华汽车品牌都在寻找我们。我们想知道乘客和车主对机车出租车的态度。每个人都感到非常焦虑。分享旅行和自动驾驶对固有的影响很大商业模式。我希望了解更多的消费者,这当然也是自我保护。“

Affectiva提供的DMS解决方案可以判断驾驶员的情绪|官方图片

但在18个月后,情况有所不同。

Affectiva注意到OEM发送的方向发生了很大变化。例如,他们是否会参考Affectiva的“驾驶员监控”技术,它能否发现一些不良的驾驶行为?你如何应对酒后驾车,压力,疲惫,恶心和恶心?

三位领导人

实际上,DMS的概念已经在汽车行业中存在了20多年。虽然每家公司都有不同的技术路径,但只有在引入车载摄像系统时,DMS才逐渐进入主流市场。早期产品的一些想法更具理论性,例如通过方向盘的角度传感器智能监控驾驶员的疲劳状态。

例如,特斯拉使用方向盘的扭矩传感器判断驾驶员的手是否脱落,但无数的YouTube案例证明用户可以使用矿泉水瓶,橙子和其他道具来欺骗系统。其他公司使用TimeofFlight(“ToF”)来判断驾驶员头部的运动。

特斯拉车主总是喜欢用奇怪的东西欺骗方向盘的扭矩传感器| TheDrive

与上述技术手段相比,成熟的图像传感器,相机系统和支持软件算法可以更好地跟踪驾驶员的眼球运动,即使在戴太阳镜或夜间的情况下也是如此。然而,根据乘用车生产中的产品技术,DMS领域有三个主要参与者,即SeeingMachines,SmartEyeAB和FotoNation。

1.SeeingMachines

SeeingMachines和Caterpillar在煤矿,建筑和林业工人的监控方面始终保持着良好的合作关系,而乘用车等大型市场则是天然的。目前,SeeingMachines的技术是第一个引入通用汽车SuperCruise的技术。其他合作伙伴包括零部件供应商Takada和Jaguar Land Rover。

以通用SuperCruise为例。 SeeingMachines提供的车载解决方案中最重要的是安装在方向盘中柱后侧的小型红外摄像机。无论是光线充足的一天还是光线不足的夜晚,它都能正常工作。通过车载系统软件的配合,可以评估驾驶员的头部位置,面部表情和眨眼频率。软件部分负责测量驾驶员眼睛的旋转并监控他的视线与周围物体的交叉点。信息的两部分摘要使系统能够控制驱动程序的每次移动。

2.SmartEye

SmartEye的DMS技术与Apollo合作,成功进入奥迪A8,这是世界上唯一批量生产的L3级自动驾驶功能,Apollo已集成到奥迪的中央驾驶辅助控制单元(zFAS)中。

据了解,SmartEye的眼动追踪软件可以集成到乘用车和其他车辆中,以提高安全性,同时进一步改善用户体验。通过监控人眼,面部和头部运动,SmartEye的算法可以确定其警觉性,注意力和注意力。除奥迪外,SmartEye还与吉利汽车建立了合作关系。

为了方便更多客户的对接,SmartEye还开发了通用硬件平台。它利用处理器和基础设施实现高效集成。由于驾驶员监控系统的模块化设计,客户可以根据需要选择在本地,外围或中央处理单元中处理计算任务。

SmartEye提供通用硬件开发平台|官方网站截图

SmartEye表示,它还与NVIDIA,恩智浦,沃尔沃和欧司朗等合作伙伴共同开发下一代眼动追踪技术。未来的机舱内感应功能包括乘客位置监控,安全带状态监控,遗忘物体监控和多模态监控功能,如深层人工智能和情感识别。

通过这种方式,汽车可以将车辆控制无缝地转移到有意识且有能力的驾驶员。该系统还支持在紧急情况下寻求帮助或主动播放最适合当前时刻的歌曲。

3.FotoNation

2019年Subaru Forester配备了FotoNation开发的驾驶员监控技术。此功能的官方名称是“DriverFocus”,主要用于帮助监控驾驶过程中的注意力分散。斯巴鲁正式将其描述为“使用面部识别软件来识别驾驶员的疲劳或分心特征。”

虽然目前大多数公司都提供监控驾驶员眼球运动和视线的DMS解决方案,但FotoNation有不同的指导。它认为这两个传统的技术方向在成本和应用方面都有不同的限制,无论是对于汽车公司还是供应商。

FotoNation的技术目前正在“放弃”使用高架摄像机,用VGA摄像头取代提供百万像素成像的传感器,以帮助系统通过跟踪驾驶员的头部位置/方向来确定驾驶员的眼睛。位置。

因此,FotoNation的监控技术仅跟踪驾驶员的头部动作。它首先在驾驶员的脸部定位50个点,这反过来允许监控系统推断眉毛的位置,甚至准确地计算睁眼的角度。

由于FotoNation的DMS解决方案不依赖于跟踪驾驶员的视线,因此无需使用前置摄像头。汽车公司可以在汽车A柱或B柱或中央控制区域,甚至在后视镜上完全安装系统(实际上是摄像头)(只要它不会阻挡视线) )。 FotoNation的解决方案可实现3D面部建模,眼动追踪可达到180°覆盖率官方网站截图

在2018年秋天,Nippon Denso和FotoNation建立了合作伙伴关系,以开发“使用面部图像识别和深度神经网络技术的下一代驾驶员监控系统”。 FotoNation的母公司Xperi的汽车业务总经理JeffJury表示,“除了不同的硬件平台供应商之外,他们目前正与至少5家OEM合作。”

此外,上面提到的Affectiva也是DMS领域非常有竞争力的技术供应商。

根据Affectiva的说法,一些现有的DMS解决方案仍然是“相对”产品。除了分析驾驶员的头部运动和跟踪眼球之外,还可以添加对眨眼和打鼾等动作的分析。 “我们甚至可以添加语音分析,”Zijderveld说。 “因为言语可以提供有关驾驶员心理状态的更多信息。我们不仅可以检测他/她所说的话,甚至是他/她说话的方式。”

Affectiva的计划是通过利用已经获得的海量数据来持续优化AI算法 - 来自87个不同国家的650多个面部视频数据。它的解决方案是软件级的,可以在NVIDIA的GPU和嵌入系统的ECU上运行。

然而,根据SemicastResearch首席分析师Colin Barnden的说法,SeeingMachines在所有DMS解决方案提供商中排名第一。其中很大一部分原因是这家澳大利亚公司在最初用于采矿的驾驶员安全系统(DSS)方面拥有丰富的经验。卡特彼勒对SeeingMachines的评估非常高,自2015年以来,它已经亲自承担了DSS相关产品的生产,营销和销售。

“SeeingMachines将”睡眠研究“和”人为因素研究“的结果结合在DMS产品的开发中,使其比其他竞争对手更具竞争力,”Barnden解释说。 “而SmartEye,由它提供的是基于摄像头的DMS解决方案,它在人工智能领域的积累可以更好地分析和解释驾驶员的心理认知,参与和情绪状态。”

安全性和用户体验之间的“对抗”

DMS监测的准确性对于减少误报很重要,但是当发现驾驶员打瞌睡,疲倦或遗弃时如何发出警告。同样是一个关键问题。很可能会发生这种情况:突然警报使驾驶员生气,最终他可能会选择关闭DMS系统。

因此,如何在人与机器之间建立信任变得至关重要。

如果你只是告诉每个人不要做某些具体的事情,比如在开车时不发送电子邮件或发短信,这基本上是没用的。因为几乎没有人听话。诀窍在于系统需要逐渐获得驾驶员的信任,让他知道机器是有限的,并且需要随时获得人工帮助。这可以以更一致的方式将人类驾驶员的注意力与DMS的提醒连接起来,这对于赢得用户的信任和接受是至关重要的。

例如。假设DMS检测到驾驶员的行为:在他看中控台之前,他必须在改变歌曲之前专注于前方的道路。此时,如果系统在驾驶员分心的两秒钟内发出警报,则可能导致非常糟糕的用户体验。因此,机器应该在注意力转移之前知道该人正在做什么,这比及时触发警报要重要得多。因此,最好将DMS监控机制设计为“松散”。例如,在驾驶员分心后,发出警报的时间设置为3到4秒。这将减少误报的可能性,并有助于在人与DMS之间建立信任。

关于DMS应扮演什么角色的争论,该行业尚无定论。这是一个简单的提醒,还是应该有杀死危险的能力?在这方面,极客公园(id:geekpark)认为它更实用,更有效。它只是一个提醒驾驶员不要分心的工具。虽然许多公司正试图提供不同的技术指导,但该产品触发报警的时机应处于更极端的情况。

最后,你会找到一个合理的分界线。如有必要,可以逐步监控驱动程序。但是,目前DMS产品的性能仍处于最基本的水平。就像第一代iPhone一样,有太多的地方需要改进。

至于“顽固的”特斯拉,尽管马斯克将DMS和激光雷达以及高精度地图分类为“无用”,但它也建立了某种驱动监控机制。

在2016版本的Tesla 8.0系统中,当自动驾驶仪功能打开时,速度低于72公里/小时,驾驶员在直道上行驶。将手从方向盘上释放5分钟后,发出警报;在72公里/小时,如果没有车辆可以跟随,在他们离开方向盘1分钟之前,手不会想到警报。

然而,由于频繁发生事故和考虑安全问题,特斯拉再次修改了驾驶员通过OTA“下车”的时间,但只有车主解释说,只要双手离开方向盘15~ 20秒后,会发出警报并且间隔会响起。太短也有点焦虑。

根据之前的《美国消费者报告》测试,当Model3在105几乎封闭的高速公路上,驾驶员释放方向盘30秒后,触摸屏的车辆状态栏顶部会出现闪烁的蓝灯,消息“请走方向盘”消息。驱动程序忽略它并在45秒后请求升级以更高频率发出蜂鸣器警报。最终,60秒后,Autopilot系统会自动关闭,其余的行程需要手动转动。自动驾驶仪功能只能在车辆停车并在停车场更换后再次使用。

为了回应用户的投诉,ElonMusk在Twitter上稍作无助回应:“很多车主过于频繁地反映”警报“,我们也希望找到一个平衡点。

极客公园(id:geekpark)也翻阅了Model3模型的用户手册,该手册提到Model3实际上配备了驾驶室摄像头。不过,相机尚未启动,该官方称“未来,随着软件的更新,这款相机将用于实现新功能。” Geek Park(id:geekpark)猜测,即使不是DMS,也可能部署Tesla Robotaxi的业务,人脸识别,定制服务等都可以基于这款相机。

特斯拉Model3驾驶室中的摄像头处于未激活状态|官方截图

未来,随着生物传感技术的进步,通过嵌入座椅或方向盘的生物传感器,智能穿戴设备等测量驾驶员的心率,体温和其他关键表面特征,还可以有效防止疲劳驾驶造成严重事故。 Jaguar Land Rover测量脑电波的方法是一种新技术,具有传统相机解决方案后的发展潜力。

王训奎