DMS 动态 怎么用一文总览DMS摄像头硬件方案

新闻资讯2026-04-20 23:13:12
性价比分析
3D将使系统能够以更高的准确度和稳定性识别眼部、面部和头部运动。但使用ToF摄像头的系统成本至少比常规2D单目的成本高50%。
第二代系统使用2MP单目、4个红外LED和处理SoC,这套基于2D单目系统的成本目前约为100美元,短期内甚至有望降至50美元。至于第三代系统,主机厂进而希望把成本进一步压到20美元以下。但如果采用ToF传感器,系统可能至少要达到150美元(其中硬件部分成本约为100美元)。
高出的成本部分是因为需要将近红外光脉冲到场景,管理不同帧的采集及分析驾驶员面部和头部运动的要求。也正是出于这个原因,汽车行业其实尚未真正在DMS中采用ToF摄像头,因为2D摄像头的成本要低得多,每个仅约20-30美元。
英飞凌的3D ToF传感器使用PMD(Photonic Mixer Device)调节红外照明,通常在20-80MHz之间,并采用了针对相应频率敏感的图像传感器。SoftKinetic(索尼)系统使用CAPD(Current Assisted Photonic Demodulator)的方式也大致相同。然而,这也增加了整个系统的复杂性,并且连续红外照明也在很大程度上提高了功耗。
ToF的原理意味着它可以几乎完全抵消环境光,并在较高温度下以较低漂移工作,环境温度甚至可以达到105˚C。然而,一些最新的2D摄像头的增强性能也可以实现。
一些概念和计划中的方案
在2015法兰克福车展上,Kostal展示了一个采用了英飞凌REAL3传感IC的ToF传感器。通过3D检测驾驶员的面部特征,系统将跟踪驾驶员面部上的49个预定点,例如眼睛、眉毛、嘴巴和鼻尖。但该系统始终没有正式推出。
Veoneer早些时候收购了同样是瑞典的LiDAR和ToF传感器专业开发公司Fotonic i Norden,但Veoneer在凯德拉克CT6的DMS方案上选择了2D摄像头。不过,据说CT6中的2D摄像头在太阳光反射到太阳镜的情况下有未能检测驾驶员的脸部的情况。但在这种情况下,3D ToF传感就可以克服这个问题。但斯巴鲁声称他们的系统不受太阳镜上使用的物质和反光涂层的影响。
另外,Gestigon有款概念产品使用了由PMD Technology开发的ToF摄像头;松下宣布将自家的ToF传感器与NVIDIA Drive AI平台一起使用;SoftKinetic(索尼)的TDAx平台与Melexis和TI合作;采埃孚的IOS(Interior Observation Sys.)在2017年法兰克福车展上也采用了3D摄像头,预计将在2021年SOP。
ZF的IOS摄像头
法雷奥于2017年3月收购了Gestigon,该公司还有用于其它应用的ToF摄像头,如手势控制相关的HMI,可以支持和加强语音控制和触摸屏的HMI性能;由伟世通收购的AllGo在CES 2016上展示的DMS解决方案也使用了ToF传感器;EDGE3早先在其概念展示中使用了立体摄像头,但后来出于对成本和复杂性的考虑又完全回到了单目的方案;Tobii为智能电视提供手势控制HMI的ToF传感器,并试图将这这项技术拓展到汽车行业的DMS应用中。
综上所述,在实际的DMS应用中3D ToF摄像头要走的路还很远。但在手势控制领域仍保留了ToF摄像头的使用。比如,宝马5系、7系、X3、X5和X7都有手势控制的HMI系统,由SoftKinetic(索尼)提供。但手势这块功能还比较有限,而且也不够准确,所以可能也会成为ToF摄像头需求的阻碍。
QVGA图像传感器
大多数ToF概念产品使用了QVGA(320x240像素)图像传感器:
2017年6月,Melexis推出了首款用于ToF传感的QVGA传感器MLX75023和MLX75123配套芯片组。MLX75023用于SoftKinetic(索尼)的解决方案,提供63dB动态范围的QVGA分辨率,并能够减轻太阳眩光。2018年11月,Melexis又推出了MLX75024传感器和MLX75123BA芯片组,可同时支持两个MLX75024传感器。
SoftKinetic(索尼)也使用QVGA图像传感器。而英飞凌-PMD传感器用于DMS的规格大约为100,000像素(352x288),但该解决方案的图像传感器像素为17.5x17.5μm,比平均2D成像器的像素区域大十倍。
但是,QVGA的分辨率低于现在部署在2D摄像头上的分辨率,并且无法通过更宽的FoV执行乘员监控及更精确的监控系统所需的附加功能。