所有駕駛員都經歷過某種方式的駕駛員監控，比如如下這些情景：配偶詢問您是否需要在長途駕駛時休息，一位朋友詢問您是否可以駕駛，或者一位同伴提醒您前方存在危險。盡管您的同伴可能會提醒您遇到障礙物或潛在的威脅，但是車輛中其他人對駕駛員監控并不可靠的。然而，正是在分散注意力時，才是導致事故的重要時間點。

　　根據NCAP 2025路線圖報告，估計百分之九十的年度道路交通事故是由人為錯誤引起的。該報告表示：“一般來說，可以觀察到駕駛員的兩種錯誤：違法行為，其中最常見的是在酒精或毒品的影響下駕駛；第二類和人類的錯誤相關，包括駕駛員的狀態，比如疏忽，疲勞，分心以及缺乏經驗等。此外，在老齡化社會中，突然的身體狀況也是導致道路交通事故的原因。”

　　實際上駕駛員而非零部件是車輛相關事故中最常見的原因，因此更多研究機構也推出更多安全措施以消除常見的駕駛員錯誤。

　　盡管半自動和自主駕駛功能可以幫助減少駕駛員錯誤，但是最近的新聞已經表明，不可預測的道路狀況和道路障礙物仍然會導致車輛事故。在自動駕駛操作模式可以解決這些未知數之前，駕駛員仍然需要掌握方向盤。

　　基于視覺的駕駛員監控系統（DMS）為高級駕駛員輔助系統（ADAS），電子控制單元（ECU）和自動駕駛系統提供了大量反饋，以補償并幫助糾正駕駛員常見錯誤。比如在駕駛員分心時，車輛可以對駕駛員或制動裝置發出警示以避免碰撞。

　　DMS解決方案包括一個或多個配備有朝向駕駛員的紅外照明器的照相機;能夠在缺乏清晰照明條件下捕獲和處理高質量圖像。TDA3X汽車處理器可以以每秒20到60幀的速率將攝像機圖像傳輸到計算單元，并運行視覺算法來檢測駕駛員和關鍵面部標記的存在，例如眼睛和嘴巴的光圈，眼睛注視和頭部位置（見圖1）。例如，瞌睡狀態可以通過眼睛周圍的點上下移動或頭部的方向來檢測;包括向上，向右傾斜等。

　　圖1：DMS中的駕駛員面部

　　隨著視覺算法不斷收集和分析關鍵的面部標記，輸出駕駛員狀態的感知指標越準確，如警惕程度，疲勞，注意力分散，視覺聚焦區域等。這些指標用在ADAS ECU分析時，可有助于控制自動機動和制動決策，以盡量減少或減少碰撞。此外，根據駕駛員的注意力，可以停用或激活自動駕駛功能。

　　DMS系統的設計考量

　　DMS在向車輛轉向和控制系統提供精確和實時反饋方面發揮著關鍵作用，采用DMS反饋的效率和精度需要高性能的計算平臺。

　　通常，當設計用于受控環境的系統時，首先進行光源校準可以簡化設計。此外，DMS平臺的尺寸和形狀因素不是主要限制因素，并且對功耗或散熱沒有嚴格的限制。DMS中的主要設計考慮因素是系統中使用的算法的魯棒性和準確性。

　　您可能認為車輛的內部可以被稱為合理定義的環境，但實際上，它遠非如此。車輛的內部實際上是一個非常難以預測的環境。典型的約束包括但不限于，由于改變曝光，來自迎面而來的前燈光束的反射和環境溫度的變化而引起的環境不可預測性。

　　這些因素促使系統需要包括能夠處理惡劣環境條件的足夠算法。另一個增加系統復雜性的因素是適應車輛的裝飾設計。汽車設計師不斷嘗試引入新的設計理念，同時最大限度地提高駕駛員舒適性。這些約束要求DMS攝像機的位置和位置經常改變。

　　在實踐中，DMS設計人員需要考慮以下因素：

　　即使在夜間，隧道或惡劣天氣等低光照條件下，DMS也必須提供高質量的圖像，以實現可靠的視覺處理。

　　根據內部配置，攝像機位置可靈活安裝在儀表板，轉向柱，支柱或后視鏡的任何位置。

　　DMS解決方案可以作為獨立設計運行，也可以集成到更強大的儀表盤或信息娛樂ECU中。

　　由于DMS解決方案可以與功能安全關鍵型ADAS和自動駕駛功能相關聯，因此可能需要額外的系統評估和ASIL認證。

　　滿足這些系統挑戰需要SoC提供：

　　足夠的性能來計算復雜的計算機視覺和人工智能算法

　　靈活地連接新傳感器并支持不同的系統拓撲結構，例如獨立的單盒設計，集成的集群/信息娛樂系統+ DMS解決方案ECU，遠距離傳感器等

　　低功耗以適應小型設計，這是放置在車輛任何位置的關鍵要求

　　功能安全和汽車準備

　　SoC解決方案，如圖所示的TDA3x處理器，通過在小尺寸和低功耗設計中提供視覺和傳感器處理的優化解決方案，為DMS系統帶來了新的創新。Jacinto?6汽車處理器，如TDA3x系列，提供可擴展的SoC產品組合，使開發人員能夠在保持通用軟件基礎的同時滿足廣泛的性能和系統需求。

　　使用TDA3x SoC，DMS解決方案可以幫助提供：

　　增強的圖像質量 - TDA3x處理器上的高級圖像信號處理器（ISP）可實現先進的傳感器感知，并增強對圖像傳感器的支持，如全局快門，RGB-IR和滾動快門傳感器。這意味著DMS解決方案可以有效地適應不斷變化的曝光和過濾系統噪音，從而獲得出色的圖像質量。

　　熱量減少 - TDA3異構架構利用集成的嵌入式視覺引擎（EVE）和C66x DSP，以更低的功耗（<2.5W）實現高效的軟件執行，從而降低散熱。

　　更靈活的相機功能 - TDA3x器件占地面積小，使開發人員能夠適應集成了成像器，紅外LED，電源和存儲器的PCB設計。或者，開發人員可以利用帶有遠程LVDS連接攝像頭的中央計算單元來實現更小的攝像頭模塊，以便在車輛的更多空間受限位置進行定位。

　　圖：DMS的TDA3x和TDA2Px器件的系統框圖。

　　開發套件還可以幫助設計人員快速開發DMS解決方案。 D3 Engineering DMS套件如圖2所示，將TDA3x汽車處理器與攝像頭模塊和視覺算法相結合，幫助工程師評估技術并開發DMS應用。

　　DMS工程公司提供的DMS套件包括一個DesignCore RVP-TDA3x Rugged Vision平臺ECU，具有TDA3x系統級模塊（SOM）板，相關固件和可在堅固外殼中定制的基板。兩個D3CM攝像頭模塊（D3CM），可啟用駕駛員監控和光圈跟蹤。這些攝像機采用2MP傳感器，紅外照明，可在各種照明條件下（根據TI公布的規格）可靠運行，以及RGB LED，用于系統開發期間的用戶反饋。

　　圖：用于DMS的D3工程套件。

　　FotoNation算法經過優化，可在ECU上運行，FotoNation應用程序庫包括眼睛注視跟蹤，人臉檢測，頭部位置跟蹤和3D面部特征檢測。除了自動駕駛和ADAS功能外，工程師還可以使用面部和虹膜識別功能，根據駕駛員身份開發車內安全和定制功能。

　　D3 DMS套件支持2級和3級半自動駕駛汽車，確保駕駛員能夠根據需要隨時接管。該套件支持工業和半自動汽車系統中的司機認證，感知和困倦檢測等其他用例。

　　DMS套件適用于車載或現場測試。它支持D3 Engineering的產品開發服務，支持工程驗證測試（EVT）單元和汽車樣品的開發，它旨在為集成儀表板和售后市場DMS提供解決方案。

　　嗜睡和司機分心已成為全球主要的安全問題。 DMS技術可以通過精確測量頭部和眼睛位置來幫助檢測分散注意力和潛在困倦的駕駛員，從而對駕駛員的注意力和疲勞進行分類TDA處理器采用最先進的DMS解決方案，在邊緣進行低功率處理，提供人工智能（AI）和計算機視覺處理，使未來的車輛能夠在路上更好地配備。