近两年，随着智能化汽车商业化进程加快，以及消费者对车内空间重视度提升，智能座舱概念在业界快速升温，并成为新的市场增长点。根据相关权威机构预测，2021年全球智能座舱市场空间超过400亿美金，2030年市场规模将达到681亿美金。在此情况下，诸多相关技术商业化进程加速，并迎来市场风口期，座舱感知便是其中之一。
9月27日，国内自动驾驶技术研发商MINIEYE正式发布I-CS座舱感知量产方案，并表示该方案已累计实现了30多个乘用车车型定点。
“在未来相当长的一段时间里，智能汽车将处于‘人机共驾’的状态，因为完全的自动驾驶并非一蹴而就，它是一个渐进式发展过程。在此过程中，智能座舱扮演了一个非常重要的角色，那就是人与车之间的交互，而‘感知’是实现交互功能的重要一环，这也是我们看好并发力此领域的关键所在。”MINIEYE CEO刘国清表示。
图为：MINIEYE CEO 刘国清（来源：MINIEYE）
那么，究竟什么是座舱感知？其商业化快速落地背后的核心驱动力具体有哪些？目前技术现状如何？存在哪些挑战及解决路径？未来技术趋势走向如何？
政策及市场需求加码，座舱感知商业化加速
座舱感知技术（In-Cabin Sensing，简称I-CS），主要通过检测追踪包括头部朝向、面部表情、视线方向、手势及肢体关键点等人体视觉特征，分析驾驶员及乘客的身份信息、意图和行为，致力于提供更安全、智能的车内体验。比较常见的有驾驶员监测系统（DMS）、乘客监测系统（OMS）、人车交互系统等功能。
MINIEYE I-CS座舱感知方案功能演示（来源：MINIEYE）
事实上，座舱感知较早被提及，但因技术成熟度、成本等诸多原因量产进度较慢。不过，近几年，其市场潜力逐步释放，商业化步伐加快。
究其原因，盖世汽车认为，主要有以下几个方面：
1、车辆安全事故频发，相关政策加码。据统计，在每年全球130多万人致死的交通事故中，由于驾驶者错觉或失误而引起的占35%左右。为避免危险驾驶及可能导致的道路交通事故，国内外部分地区逐步将安装DMS列入法规。据悉，欧盟将在2022年实施一项新规，要求把驾驶员疲劳和注意力分散预警等安全驾驶技术作为新车标配。
”除了政策外，随着汽车智能化水平的不断提升，主机厂及Tier1对DMS的需求也越来越高。在政策和市场双重促进下，座舱感知系统正在向好发展。”MINIEYE座舱事业部负责人杨一泓说到。据了解，MINIEY从2017年推出第一代DMS产品，至今装车量已超过10万台。
图为：MINIEYE座舱事业部负责人 杨一泓（来源：MINIEYE）
2、消费者对车辆安全重视度升级。随着汽车保有量增多，消费者对驾乘安全重视度提升，尤其是儿童乘车安全方面。根据美国国家公路交通安全管理局的统计数据显示，从1998到2019年的21年间，美国有853名儿童被锁车内因高温导致死亡，“无意遗忘”的事故比例高达87%。国内由此而导致的悲剧亦时有发生。如果车辆有相关提醒功能，在消费者购车时无疑将是“加分项”。
3、汽车座舱智能化大势所趋。智能座舱是消费者体验最为直接、感知最强烈的智能化科技，尤其是人车交互方面。这当中除了目前较为普遍的语音交互外，肢体交互体验亦正成为车企开发的重点。
“此前，行业对座舱的认知和需求较为单一，且受限于智能化水平，交互体验多处于简易功能开发。得益于汽车芯片发展，现今座舱由五年前的‘硬件+被动交互’转变为‘硬件+算法+主动服务’，为满足座舱新的定义和智能化趋势，感知技术势必会进一步完善和发展。”杨一泓指出。
总结来看，无论是DMS、OMS还是交互体验因涉及车辆安全，目前市场需求均处于上升期，后期规模性增长已是大势所趋。
机遇背后，技术可靠性面临挑战
尽管市场前景广阔，但因涉及安全性，市场对座舱感知系统的识别及计算精确性及可靠性提出了更高要求。
首先，驾乘人员监测方面，由于人尤其是儿童的行为是灵动的，随意性较大，且身高体型不同，这给视觉识别技术带来较大考验。另除了识别人之外，能否同步识别其他物体如宠物、手机等亦成为行业攻克的难点。
其次，人车交互方面，目前语音、触碰这些交互已经相对成熟，但它们也有各自的弊端，比如语音交互需要明确的指令，触碰交互则需要很高的学习成本。于是，无触碰交互如手势交互引发车企及供应链企业关注，宝马、大众、奥迪、奔驰等量产车型都或多或少加入了手势识别技术，大陆、伟世通等科技巨头也在持续发力。在实现方案上，光飞技术（通常又被称为ToF技术）因不需要计算机视觉方面的算法而被大多企业采用，不过该技术存在分辨率低、功耗大等缺陷。
还有一点是，不同车企所采用的嵌入式平台不同，同时座舱内摄像头的位置设计亦不同，如何满足车企多样化和个性化需求，亦成为行业思考的方向之一。
针对以上痛点和难题，一些技术提供商已取得一定突破，如MINIEYE I-CS围绕目前行业难点展开，目前已实现了从研发、验收到交付能力全面升级。
技术突破与进展
相关资料介绍，MINIEYE从2017年开始进行智能座舱感知技术的预研，2019年专门成立了座舱事业部，致力于相关技术的深耕。对于创新技术MINIEYE I-CS具体如何实现高精度监测和灵活适配，杨一泓在接受盖世汽车采访时进行了详细介绍。
驾驶员监测功能实现方面，杨一泓指出，疲劳状态绝不是通过闭眼N秒、打哈欠N个来监测的。“针对个人驾驶场景，I-CS打造了一套完善的且符合欧盟标准的疲劳监测系统，能够实时监测驾驶员头部姿态、眼睑开闭程度、视线方向以及眨眼频率等多维指标，并根据不同行为特征实现疲劳程度的量化分级，及时进行预警或终止危险驾驶行为，减少事故发生。”
MINIEYE I-CS驾驶员监测功能演示（来源：MINIEYE）
另外，在驾驶员监测方面，MINIEYE I-CS还具备无缝入车和安全接管的功能。据介绍，I-CS有一项核心技术“Face ID活体检测”，通过摄像头与活体检测算法的协同运作，驾驶员可实现无感上车、身份识别等功能。同时，I-CS还拥有两套视线方案，视觉感知精度可提升3倍，能判断驾驶员视线是否落在前方路面、中控、AI助手、内后视镜等7个注视区内。通过对驾驶员的注意力分析，确保在关键时刻，驾驶员能够及时接管自动驾驶状态中的车辆。
乘客监测功能实现方面，“I-CS通过综合分析人脸属性、人体骨骼比例以及身长信息，能够准确判断成人与儿童。当识别到儿童，系统将主动触发儿童看护功能，持续对儿童进行状态、行为监测，并实时反馈给前排家长，提醒其采取必要措施。一旦有儿童被遗忘在车内，系统将提醒驾驶员返回，若长时间无响应则立即报警。”杨一泓指出。
MINIEYE I-CS乘客监测功能演示（来源：MINIEYE）
除了人外，MINIEYE I-CS还可以检测遗留在车内的个人物品，如手机、钱包和笔记本电脑，以及遗忘在车内的宠物等。
人车交互功能实现方面，面对当下座舱功能学习成本高、操作复杂的问题，MINIEYE提出自然身体语言（Intuitive Body Language）的底层交互逻辑，遵循“人车交互应该像人与人交流一样自然流畅”的理念，充分利用直觉式肢体动作，如点头摇头、手掌挥动、大拇指点赞等，轻松完成便捷高效的交互功能。值得一提的是，I-CS所实现的交互识别全部基于2D红外摄像头进行高难度算法分析，弥补了ToF分辨率低、功耗大等缺陷。
除了以上功能外，据了解，I-CS还打通了前后排的互动空间，借助视线、手势、头部动作等多种自然身体语言的交互方式，可实现多人娱乐功能。在此场景下，智能座舱的功能权重不再局限于靠近中控的前排，舱内用户都能感受到主动式服务的全新体验。
（图片来源：MINIEYE）
在解决技术痛点的同时，杨一泓指出，MINIEYE I-CS还可以提供产品以外的更多附加价值，以助推车企及一级供应商缩短产品商业化落地时间，具体如下：
全栈自适应：MINIEYE可根据主机厂与一级供应商的不同需求，提供灵活封装的软件解决方案。可适配多摄像头模组及位置、支持CPU/GPU/DSP方案，并拥有移植不同嵌入式平台的成熟经验。
（图片来源：MINIEYE）
高性能计算：I-CS自主研发的加速器可以根据硬件特点，对其常用的神经网络模型进行优化，使其在有限的嵌入式平台资源上高效运行。这项自研技术对集成式座舱方案中的资源分配和算力占比更加友好，并为未来OTA升级奠定了良好基础。
开发工具链完备：基于成熟的研发体系，MINIEYE建立起一套完备的自研开发工具链以及数据半自动标注平台，通过多项真值系统和可视化测试工具，为I-CS的定点量产和配套验收提供了扎实的技术支撑。
未来技术趋势
对于智能座舱感知技术未来趋势，杨一泓透露，未来几年，I-CS将着眼提供更多模态、更智能的感知方案，融合多种传感器，为智能汽车提供更多更丰富的软件服务。
在杨一泓看来，智能座舱的未来发展趋势一定是多模态不断融合的，因为任何一种模态都有自身的缺点，只有多模态共存，才能够解决更多的用户需求，真正提升座舱体验。而在多模态中，视觉感知将会是最重要的一环。
“总体而言，座舱感知所承担的角色，在前期是学习用户、了解用户，对用户的习惯爱好进行分析积累，而到了后期，所实现的则是观察用户、感知用户，对用户提供主动式服务。只有被动式交互与主动式服务结合在一起，才是真正的智能座舱。”杨一泓说到。