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今年已是自動(dòng)駕駛行業(yè)的坎坷的一年。特斯拉的AI DAY雖震撼，但FSD的部署仍舊艱難，而Waymo的Robotaxi則在雪糕筒面前無(wú)所適從……
相比之下，人們更加意識(shí)到先進(jìn)的駕駛員監(jiān)控有可能減少死亡事故。其中一個(gè)跡象是，在待定的美國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施立法中，有一項(xiàng)關(guān)于DMS和其他如AEB和防碰撞系統(tǒng)的安全技術(shù)的規(guī)定。
根據(jù)自2017年以來(lái)對(duì)汽車(chē)DMS市場(chǎng)的研究，我們會(huì)注意到近期對(duì)安全技術(shù)的態(tài)度發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。這主要是因?yàn)槿藗冊(cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，乘用車(chē)不會(huì)在短期內(nèi)提供任何形式的“自動(dòng)駕駛”功能。
因此，進(jìn)步將來(lái)自于更安全的司機(jī)，而不是使用技術(shù)來(lái)取代人類(lèi)司機(jī)。
這意味著汽車(chē)DMS最終將走向大眾市場(chǎng)的采用。
有30多家DMS公司瞄準(zhǔn)了汽車(chē)行業(yè)，但只有三家公司Cipia、Seeing Machines和Smart Eyes似乎能夠蓬勃發(fā)展。
我們來(lái)探討一下供應(yīng)商的“關(guān)鍵能力指標(biāo)”，最后評(píng)估一下2026年的市場(chǎng)格局。
光路
光路指的是紅外照明器和CMOS圖像傳感器。系統(tǒng)在940nm工作，幀率60fps。940nm紅外光對(duì)人眼來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的，但在高功率下也是有害的。這就要求了解并符合人眼安全的IEC 62471標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)DMS的運(yùn)行至關(guān)重要。
對(duì)駕駛員視線、臉部和頭部姿勢(shì)的最佳測(cè)量是通過(guò)使用60Hz的交替、頻閃照明模式獲得的。這需要使用專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)IC。未來(lái)的性能提升將來(lái)自采用940nm的VCSEL取代紅外LED。
VCSEL在比LED更窄的頻率范圍內(nèi)發(fā)射能量，增加940nm的光功率輸出，從而提高中心波長(zhǎng)的信噪比。VCSEL的上升和下降時(shí)間也比LED快得多，這對(duì)60Hz的頻閃照明至關(guān)重要。
就這點(diǎn)上Seeing Machines是該光路的技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，領(lǐng)先于Smart Eye。
訓(xùn)練數(shù)據(jù)在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的時(shí)代，擁有最大數(shù)據(jù)集的公司將獲勝。Facebook、Amazon、Netflix和Google證明了這一點(diǎn)。對(duì)于汽車(chē)DMS，Seeing Machines擁有最大的數(shù)據(jù)集，其“Guardian”系統(tǒng)在過(guò)去三年中捕獲了約60億公里的自然駕駛數(shù)據(jù)，總里程約75億公里。
Guardian以每周約5500萬(wàn)公里的速度采集訓(xùn)練數(shù)據(jù)，覆蓋超過(guò)3萬(wàn)輛商用車(chē)輛的車(chē)隊(duì)。沒(méi)有其他DMS供應(yīng)商有一個(gè)系統(tǒng)可以獲得類(lèi)似數(shù)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
功能安全合規(guī)
功能安全是由ISO 26262和ASIL（Automotive Safety Integrity Level）定義的。同樣相關(guān)的還有ASPICE（Automotive Software Process Improvement and Capability dEtermination），這是德國(guó)車(chē)廠的標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)軟件檢測(cè)到駕駛員分心或疲勞時(shí)，DMS的性能要求早已超過(guò)了簡(jiǎn)單的蜂鳴聲和鈴聲。車(chē)廠現(xiàn)在正在研究如何利用DMS信號(hào)來(lái)提供對(duì)駕駛員注意力狀態(tài)和參與程度的實(shí)時(shí)分析，目的是改變AEB和LKS的敏感性。
將DMS與制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相融合，以改變車(chē)輛在道路上的位置，這大大提高了DMS軟件的功能安全要求和ASIL規(guī)范。
開(kāi)發(fā)商業(yè)級(jí)軟件的公司很少擁有實(shí)現(xiàn)ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。因此，即使是像Apple、Google和Microsoft這樣的老牌公司，要想在未來(lái)五年內(nèi)參與汽車(chē)DMS市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，功能安全是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的障礙。
Seeing Machines是功能安全合規(guī)的明顯領(lǐng)導(dǎo)者。
Human Factor研究
早期的DMS技術(shù)收集原始數(shù)據(jù)，如頭部姿勢(shì)估計(jì)（X，Y，Z）眼瞼張開(kāi)（稱為PERCLOS，或百分比閉合）和眼睛眨動(dòng)。最近，精確的眼球視線矢量測(cè)量（X，Y，Z）是可能的，但仍然更具挑戰(zhàn)性，需要額外的計(jì)算資源和先進(jìn)的光路專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
先進(jìn)的DMS系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了原始數(shù)據(jù)的收集，而變成了可操作的高層信號(hào)，對(duì)駕駛員的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估。測(cè)量的參數(shù)包括視覺(jué)和認(rèn)知上的分心、瞌睡、注意力狀態(tài)和損傷。
同樣，當(dāng)從原始數(shù)據(jù)收集過(guò)渡到高級(jí)信號(hào)時(shí)，Seeing Machines是明顯的領(lǐng)導(dǎo)者，這是Human Factor和行為研究的一個(gè)功能。
軟硬件協(xié)同開(kāi)發(fā)
要在60fps的速度下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大而精確的頭部、面部和眼球追蹤，需要一個(gè)全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，包括光學(xué)元件、圖像處理和相關(guān)算法。我把這稱為“成像信號(hào)鏈”，它要求DMS的硬件和軟件并行設(shè)計(jì)，以優(yōu)化性能、功耗和價(jià)格。
Mobileye是汽車(chē)硬件/軟件并行設(shè)計(jì)的一個(gè)典型例子，它同時(shí)提供帶有定制圖像加速器和內(nèi)部圖像算法的EyeQ系列處理器。高通試圖通過(guò)收購(gòu)Veoneer和在Snapdragon Ride處理器上運(yùn)行的Arriver視覺(jué)堆棧軟件來(lái)復(fù)制這種模式。
Seeing Machines再次成為硬件/軟件并行設(shè)計(jì)的明顯領(lǐng)導(dǎo)者，其定制設(shè)計(jì)的圖像加速器在其專(zhuān)有的Fovio處理器上運(yùn)行。它還運(yùn)行在高通專(zhuān)有的加速器和定制設(shè)計(jì)的神經(jīng)處理單元Occula上，現(xiàn)在可作為IP core進(jìn)行授權(quán)。
Cipia與Mobileye合作，優(yōu)化其DMS軟件以在EyeQ4處理器上運(yùn)行，而Smart Eye則采取了它稱之為“硬件不可知”的純軟件方法。
SOP
Seeing Machines為通用的Super Cruise、奔馳新S級(jí)和EQS提供DMS軟件。研究表明，它還將在今年在寶馬、福特和Jeep車(chē)型上量產(chǎn)。Smart Eye已在寶馬和現(xiàn)代起亞車(chē)型上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。Cipia將于今年與通用開(kāi)始生產(chǎn)。
愛(ài)信、Jungo和三菱是其他僅有的實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的DMS供應(yīng)商，但在先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，這三家都明顯落后于市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，且很可能會(huì)進(jìn)一步拉開(kāi)距離。
車(chē)廠通常傾向于至少有十年汽車(chē)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)合作伙伴。只有Seeing Machines和Smart Eye符合汽車(chē)DMS軟件的這一要求。雖然愛(ài)信和三菱都是成熟的供應(yīng)商，但他們的DMS性能卻大大落后于最先進(jìn)的技術(shù)。例如，它們都沒(méi)有提供強(qiáng)大的眼球追蹤功能。
Tobii等成熟的眼球追蹤公司缺乏汽車(chē)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，這在未來(lái)五年內(nèi)會(huì)造成巨大的阻礙。
Seeing Machines最近宣布它正在與16家領(lǐng)先的供應(yīng)商合作。他們可能包括Aptiv、博世、大陸、電裝、Garmin、Gentex、Harman、Joyson、LG電子、麥格納、三菱、松下、法雷奧、Veoneer、偉世通和采埃孚。
在其最新的財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)中，Smart Eye提供的細(xì)節(jié)很少，但估計(jì)它正在與八家供應(yīng)商合作，包括Aptiv和多家中國(guó)公司。同樣，Cipia也可能與Aptiv和Jabil以及一些中國(guó)公司合作。
安全法規(guī)
DMS需求主要由法規(guī)推動(dòng)，包括歐盟一般安全條例和Euro NCAP五星安全評(píng)級(jí)發(fā)布的安全技術(shù)路線圖。
在美國(guó)，擬議的立法將使用DMS來(lái)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)（醉酒）駕駛，而NHSTA在對(duì)特斯拉致命事故的詳盡調(diào)查中一再提出安全建議。必須采用強(qiáng)大的DMS，既要監(jiān)測(cè)駕駛員的參與，又要防止自動(dòng)駕駛的自滿。
眾所周知，車(chē)廠要求“以消費(fèi)者價(jià)格提供軍事級(jí)的產(chǎn)品”。汽車(chē)行業(yè)的要求結(jié)束了許多人的職業(yè)生涯，使更多的投資者筋疲力盡，也使更多的供應(yīng)商誤入歧途，這也許是其他行業(yè)所沒(méi)有的。
當(dāng)與考慮進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)的供應(yīng)商合作時(shí)，我建議他們，“time-to-money”至少是十年，他們將需要投資者有深厚的財(cái)力和鋼鐵般的勇氣。進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)是整個(gè)企業(yè)的承諾，必須從董事會(huì)開(kāi)始。它不適合膽小的人。
市場(chǎng)分析
下圖包括對(duì)2026年汽車(chē)DMS供應(yīng)商市場(chǎng)份額的估計(jì)。重點(diǎn)是五年后，因?yàn)榈侥菚r(shí)所有的主要競(jìng)爭(zhēng)者都將站穩(wěn)腳跟，市場(chǎng)份額應(yīng)該是穩(wěn)定的。
2026年，Seeing Machines將成為汽車(chē)DMS的領(lǐng)先供應(yīng)商，市場(chǎng)份額估計(jì)在60-65%之間，領(lǐng)先于Smart Eye的20-25%。Cipia排名第三，占5%-10%，主要是由于它與Mobileye合作的結(jié)果。
Jungo和Xperi排在前五位。預(yù)計(jì)這兩家公司將在2021年底前被收購(gòu)，可能被Mobileye、瑞薩或德州儀器等芯片供應(yīng)商收購(gòu)。也可能被Tobii這樣的軟件公司收購(gòu)。
雖然這些名字可能很陌生，但在這個(gè)十年結(jié)束之前，你極有可能會(huì)駕駛一輛采用這些安全技術(shù)的汽車(chē)。
[參考文章]
Driver Monitoring, Not ‘Self-Driving,’ is the Key Auto Market — Colin Barnden
