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智慧座艙監控技術介紹

2022 / 05 / 11

車輛中心 研究發展處 蘇一峰 

隨著汽車產業於智慧駕駛、安全輔助、車用電子與人機介面相關技術發展迅速,整合虛實疊合顯示、駕駛監控(Driver Monitoring System, DMS)、互動功能、物聯網(Internet of Things, IoT)之智慧座艙系統已成為目前趨勢。其中艙內監控的需求也從座艙前座的駕駛監控延伸至後座的乘客監控,尤其是兒童遺留偵測將成為主要的發展技術趨勢,如圖1所示。

圖1、智慧座艙監控功能 

資料來源:EE Times、COMPOTECH ASIA、Euro NCAP,車輛中心整理

國際標準帶動市場發展 

智慧車輛已成為全球汽車產業發展的重要方向,也開始有相關的鼓勵政策及標準規範,如Euro NCAP所發佈的Road Map 2025,要求從2020年開始,想要獲得歐盟五星安全認證的車輛就必須具備駕駛監控。此外,Euro NCAP自2023年起將車輛具備「車內兒童偵測」功能作為評分依據之一,C-NCAP也將在2025年跟進,此將帶動市場需求,由駕駛監控系統的警示功能擴展到車內人員監控系統,並延伸到兒童遺留偵測。 

因此以影像辨識為主的監控系統,將以廣角攝影機作為感測器偵測整個座艙,然而因視角、安裝位置及解析度等因素,可能會降低艙內遺留偵測系統的準確性,為提升整個座艙的影像辨識偵測率,發展深度學習演算法與毫米波雷達輔助影像辨識,透過資訊轉換與分析,來提取艙內所發生之物體運動特徵,作為乘客遺留判斷之參考資訊。

圖2、系統流程圖

智慧座艙監控技術介紹 

車輛中心(ARTC)目前所開發的智慧座艙監控技術,主要於室內後視鏡下方架設一廣角攝影機,以拍攝前座及部分後座畫面,並利用AI影像深度學習方式,進行人臉偵測及頭部偏擺角度預測,再依照辨識出的人臉位置,進行視線角度的計算,如圖2(系統流程圖)、圖3(系統辨識結果)所示。

本系統根據座艙位置判斷,識別出駕駛並結合頭部偏擺角度及視線角度,判斷駕駛是否出現分心的狀況,並即時發出警示,提醒駕駛有異常狀態。除了於行車時監控駕駛狀態外,於非行車狀態時,一樣利用座艙位置判斷後座是否有人臉存在,用來偵測艙內是否有遺留乘客或兒童,並提供必要警示,避免及減少因家長或成人疏忽而把兒童遺留車上,導致兒童受傷或死亡的事件;或睡著的乘客被鎖在車上,造成意外。

圖3、艙內頭部姿態預測與視線角度估算

結論  

因Euro NCAP、C-NCAP推動與市場需求,智慧座艙系統將加速發展,在安全性方面,DMS從駕駛狀態偵測,擴展為整個座艙監控,並具備後座兒童遺留偵測功能。為此,車輛中心建立影像辨識AI演算法技術,且未來整合毫米波雷達感測,提升整體座艙監控準確率,並發展視線偵測技術,強化Level 3自動車道維持駕駛階段對駕駛視線準確度的需求,以正確判斷駕駛是否有接管能力,確保自動駕駛時的本身與其他用路人的安全。

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