前言
DMS 摄像头布局是系统设计的关键决策。布局不当会导致：
- 检测盲区（部分面部特征丢失）
- 遮挡问题（方向盘、太阳镜）
- 用户体验差（摄像头显眼）
本文分析如何优化布局以平衡覆盖与精度。
一、主流布局方案
1.1 布局位置对比
| 位置 |
优点 |
缺点 |
适用场景 |
| 转向柱上方 |
视角正对 |
方向盘遮挡 |
传统仪表台 |
| 仪表台中部 |
视角较正 |
距离较远 |
中控集成 |
| 后视镜后方 |
隐藏安装 |
角度受限 |
高端车型 |
| A柱 |
侧面视角 |
单眼特征弱 |
补充摄像头 |
| 方向盘中心 |
超近距 |
转动遮挡 |
创新方案 |
1.2 视野覆盖分析
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│ 车内俯视图 │
│ │
│ A柱 后视镜位置 A柱 │
│ ┌─────────────────────────┐ │
│ │ ┌─────────────┐ │ │
│ │ │ 方向盘 │ │ │
│ │ │ ● 摄像头 │ │ ← 方案1: 方向盘后│
│ │ └─────────────┘ │ │
│ │ ┌─────┐ │ │
│ │ │驾驶员│ │ │
│ │ └─────┘ │ │
│ └─────────────────────────┘ │
│ │
│ ● 摄像头位置 │
│ 方案2: 后视镜后方 │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
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二、视野覆盖优化
2.1 关键检测区域
| 区域 |
重要性 |
布局影响 |
| 双眼区域 |
高 |
必须无遮挡 |
| 嘴部区域 |
中 |
打哈欠检测 |
| 头部轮廓 |
中 |
姿态估计 |
| 手部区域 |
低 |
手机检测 |
2.2 遮挡问题与解决
| 遮挡源 |
问题 |
解决方案 |
| 方向盘 |
下脸遮挡 |
多角度摄像头 |
| 太阳镜 |
眼睛遮挡 |
IR 补光 + 反射检测 |
| 口罩 |
嘴部遮挡 |
眼动特征为主 |
| 帽子 |
额头遮挡 |
嘴部/眼动补偿 |
| 头发 |
眼睛部分遮挡 |
多帧融合 |
2.3 多摄像头方案
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│ 多摄像头 DMS 架构 │
│ │
│ ┌───────────┐ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │
│ │ 主摄像头 │ │ 辅助摄像头│ │ 侧向摄像头│ │
│ │ 方向盘后 │ │ 后视镜 │ │ A柱 │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ 正面视角 │ │ 上方视角 │ │ 侧面视角 │ │
│ └─────┬─────┘ └─────┬─────┘ └─────┬─────┘ │
│ │ │ │ │
│ └───────────────┼───────────────┘ │
│ ↓ │
│ ┌─────────────────┐ │
│ │ 多视角融合 │ │
│ │ - 特征对齐 │ │
│ │ - 置信度融合 │ │
│ │ - 遮挡补偿 │ │
│ └─────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
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三、Euro NCAP 测试场景
3.1 测试场景覆盖
| 场景 |
布局要求 |
| 白天正常驾驶 |
基本覆盖 |
| 夜间驾驶 |
IR 补光 |
| 逆光驾驶 |
HDR 摄像头 |
| 驾驶员戴太阳镜 |
IR 穿透 |
| 驾驶员戴口罩 |
眼动特征 |
| 驾驶员转头 |
多角度覆盖 |
| 小个子驾驶员 |
视角可调 |
| 大个子驾驶员 |
视角可调 |
3.2 布局与评分
| 布局方案 |
预估评分 |
原因 |
| 单摄像头（方向盘后） |
70-80分 |
基本覆盖 |
| 单摄像头（后视镜） |
75-85分 |
遮挡少 |
| 双摄像头 |
85-95分 |
多角度 |
| 三摄像头 |
95-100分 |
全覆盖 |
四、摄像头参数选择
4.1 分辨率选择
| 分辨率 |
检测能力 |
成本 |
| VGA (640×480) |
基本疲劳/分心 |
低 |
| 720p (1280×720) |
高精度眼动 |
中 |
| 1080p (1920×1080) |
微表情检测 |
高 |
推荐： 720p 性价比最高。
4.2 视场角 (FOV) 选择
| FOV |
覆盖范围 |
精度 |
| 窄 FOV (40-60°) |
驾驶员面部 |
高 |
| 中 FOV (60-80°) |
面部 + 手部 |
中 |
| 宽 FOV (80-120°) |
全座舱 |
低 |
推荐： 疲劳检测用窄 FOV，OMS 用宽 FOV。
4.3 感光特性
| 特性 |
要求 |
说明 |
| IR 敏感 |
必须 |
850nm/940nm |
| HDR |
建议 |
逆光场景 |
| 低光性能 |
必须 |
夜间驾驶 |
| 帧率 |
≥30fps |
实时检测 |
五、创新布局方案
5.1 屏下摄像头（LG Innotek）
| 特性 |
说明 |
| 位置 |
LCD 屏幕下方 |
| 优势 |
隐形、美观 |
| 技术 |
图像恢复 AI |
| 精度 |
99% 图像保真 |
5.2 方向盘嵌入式摄像头
| 特性 |
说明 |
| 位置 |
方向盘中心/边缘 |
| 优势 |
超近距、高精度 |
| 挑战 |
转动线束连接 |
| 状态 |
概念阶段 |
5.3 全息投影摄像头
| 特性 |
说明 |
| 技术 |
全息光学元件 |
| 优势 |
任意位置放置 |
| 状态 |
研发中 |
六、IMS 开发建议
6.1 布局决策树
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| 预算有限？
├── 是 → 单摄像头（方向盘后）
│ └── 成本最低，功能基本
└── 否 → 需要高精度？
├── 是 → 双摄像头
│ ├── 主：方向盘后（疲劳）
│ └── 辅：后视镜（分心）
└── 否 → 单摄像头（后视镜）
└── 遮挡少，精度较好
|
6.2 供应商选择
| 供应商 |
优势 |
产品线 |
| Sony |
高质量 IR 传感器 |
IMX775 |
| OmniVision |
车规级成熟 |
OX03A |
| OnSemi |
成本优 |
AR0237IR |
6.3 集成建议
| 阶段 |
建议 |
| PoC |
开发板 + 标准摄像头 |
| 预研 |
多布局对比测试 |
| 开发 |
选定布局 + 定制摄像头 |
| 量产 |
车规级摄像头模组 |
总结
DMS 摄像头布局优化的核心原则：
- 优先方向盘后：视角正对，成本低
- 考虑遮挡：多摄像头补充
- IR 必备：穿透太阳镜
- 分辨率 720p：性价比最优
- FOV 60-80°：平衡覆盖与精度
IMS 开发应在 PoC 阶段进行多布局对比测试，选择最适合目标车型的方案。
参考来源：
- Euro NCAP DMS 测试协议
- LG Innotek 屏下摄像头技术
- Sony IMX775 传感器规格