自动驾驶进阶，眼球追踪技术至关重要
2020-04-11 20:10:20   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询报道，当前半自动和全自动驾驶汽车一个非常重要的技术发展领域是利用车内摄像头对驾驶员的视线和眼球进行追踪，通过监控驾驶员的状态来提高驾驶安全。不过该技术在实施上，设计人员面临着一些挑战。首先，它包含了一系列规定的功能，这些功能要求眼球追踪系统达到L3级自动驾驶的ASIL-B（汽车安全完整性等级B）标准，从而要求芯片供应商得具备各种各样的ASIL资质。对于图像传感器而言尤其如此，图像传感器对实现驾驶员状态监控之类的关键功能至关重要。

显然，创建眼球追踪系统时，除了考虑图像传感器功能外，另一个关键的要素是传感器数据的算法。让我们来仔细看看，如要确保基于视觉的驾驶员监控系统（DMS）通过眼球追踪实现L3级自动驾驶安全操作，汽车设计人员需要做什么？

为什么需要眼球追踪？

汽车设计人员认为安全性是增加眼球追踪的首要原因。汽车制造商希望将眼球追踪技术整合到汽车中，因为它可以监控驾驶员是否打瞌睡或注意力不集中，然后发出提醒，以避免事故发生。眼球追踪还支持驾驶员身份识别，用于驾驶舱内舒适度和信息系统偏好设置，无需驾驶员任何按钮即可运行（初始设置后）。最重要的是，随着自动驾驶水平的提高，眼球追踪技术变得至关重要。

确定ASIL等级

创建眼球追踪系统时，需要考虑的第一个问题是，为满足当前和将来的要求，需要达到ASIL什么等级？传感器在汽车安全应用中所需的安全等级决定了所选取传感器的性能。由于传感器在汽车市场上具有较长的生命周期，因此掌握可能影响未来ASIL要求的趋势也很重要。用于眼球追踪的传感器，将来还可能应用于更多关键的安全功能，因此可能需要更高的ASIL认证。

ASIL B/C的可配置性和一致性允许同一传感器在具有不同技术要求的汽车系列产品中用于多种应用。另外，由于开发、验证和维护成本在汽车总成本中占据较大比例，因此较高的安全等级可提高ROI（投资回报率），同时不会造成利润损失。

豪威科技（Omnivision）认为ASIL B/C是DMS的理想等级，因为这些系统既可用于自动驾驶，又可用作安全功能。例如，如果其它系统崩溃或其它安全功能发生严重故障，DMS必须保持正常运行，以提醒驾驶员。

ASIL-B/C等级的汽车成像应用实例

实现ASIL B/C等级

DMS要达到ASIL B/C等级，系统的图像传感器必须确保图像不受噪声、镜像/翻转、行/列缺陷或像素缺陷影响。此外，系统必须提供安全保障措施，以确保算法可以信任图像内容。

具体来说，必须满足以下DMS安全目标：

• 设备不可在水平或垂直方向上镜像图像的全部或部分。

• 设备不可传输行和列尺寸错误的图像。

• 设备不可发送任何未经循环冗余校验（CRC）保护的数据，包括适当的汉明距离。

保持领先

为了紧跟汽车安全要求，有必要回顾所有相关的标准和规定，并随时了解最新情况。此外，阅读最新的研究报告和参加行业活动也很重要，这样既可以确保符合当前的要求，也可以预测未来的要求。

如果各机构希望在正在制定的未来汽车标准中发表意见，我们建议参加正在制定这些标准的工作组。例如，OmniVision加入并参与了“ISO 26262 TC 22/SC 32第8工作组——功能安全”和专门关注功能安全和网络安全的MIPI摄像头工作组。在此过程中，各机构可以通过开发并不断改进自己的安全要求来实现这些标准。

设置安全要求

对于汽车规定功能的任何潜在故障，可通过HARA（危害和风险分析）来确定对人员及其财产造成危害的风险强度。一旦完成此分类，这将有助于确定过程和降低风险，以达到任何汽车系统可承受的风险水平。然后根据ASIL的要求，在汽车设计中对硬件和软件过程设置安全目标，以确保最高水平的功能安全。

我们推荐两款用于开发元件和子系统安全定义的出色工具：FMEDA（故障模式、影响和诊断分析）和FTA（故障树分析）。这些工具允许设计人员将所有技术安全要求链接到特定的故障模式和影响，然后将它们映射到适当的模块中。在每个DMS元件或子系统设计制定最终安全计划之前，确认初始安全要求已被把握也同样很重要。

延伸阅读：

《3D成像和传感-2020版》

《汽车成像-2019版》

《VCSEL市场与技术趋势-2019版》