Murata × Smart Eye 60GHz 雷达+摄像头融合架构:DMS+OMS+CPD 统一座舱感知平台

核心观点: Murata 联合 Smart Eye 在 InCabin 2026 展示了 60GHz 雷达 + 光学摄像头融合方案,将 DMS、OMS、CPD 三大功能统一到单一硬件平台上,通过软件可扩展架构实现 OTA 功能升级。本文深度解析融合架构原理、传感器互补机制和 IMS 集成路径。

1. 背景:从分立传感器到融合架构

1.1 当前座舱传感器碎片化问题

传统座舱传感器布局高度碎片化:

传感器 功能 安装位置 线束 成本
DMS 摄像头 驾驶员监控 转向柱/仪表台 独立 ¥200-400
OMS 摄像头 乘员监控 顶灯区域 独立 ¥200-400
重量传感器 占座检测 座椅下方 座椅线束 ¥150-300
电容传感器 安全带提醒 座椅表面 座椅线束 ¥100-200
CPD 雷达 儿童检测 顶灯/后排 独立 ¥300-500
合计 — — 5+ 独立线束 ¥950-1800

核心痛点: 5 种独立传感器各自为政,线束复杂、BOM 高、功能孤立、无法 OTA 扩展。

1.2 Murata 融合架构的核心思想

Murata + Smart Eye 方案的核心是 统一硬件 + 软件定义:

统一硬件平台 → 通过软件解锁不同功能,无需增加传感器,通过 OTA 持续升级。

2. 融合架构技术解析

2.1 硬件布局

组件 规格 安装位置
60GHz mmWave 雷达 Murata 自研模块 顶灯区域(覆盖后排)
光学摄像头 Smart Eye AI 摄像头 顶灯/后视镜区域
处理单元 车规级 SoC 中控/域控
线束 单一总线 极简化

2.2 传感器互补机制

两种传感器的物理特性决定它们互补性极强:

场景条件 光学摄像头 60GHz 雷达 融合输出
正常光照 ✅ 高精度姿态/行为 ✅ 距离/微动 融合增强
低光/夜间 ❌ 严重降级 ✅ 不受光照影响 雷达补盲
完全黑暗 ❌ 不可用 ✅ 正常工作 雷达主导
毛毯遮挡 ❌ 完全遮挡 ✅ 穿透非导电材料 雷达主导
姿态识别 ✅ 精确关键点 ⚠️ 分辨率有限 摄像头主导
呼吸检测 ❌ 不可见 ✅ 毫米级相位 雷达主导
面部表情 ✅ 精细识别 ❌ 不可用 摄像头主导
儿童重物区分 ⚠️ 视觉相似 ✅ 有无生命体征 融合决策

2.3 数据融合算法架构

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
import numpy as np
from dataclasses import dataclass
from typing import Optional

@dataclass
class CameraOutput:
"""摄像头模块输出"""
occupant_detected: bool
posture: str # 'sitting', 'leaning', 'slouching', 'empty'
head_pose: np.ndarray # (yaw, pitch, roll) in degrees
body_keypoints: Optional[np.ndarray] # (n_joints, 3) if detected
confidence: float
illumination: float # lux


@dataclass
class RadarOutput:
"""雷达模块输出"""
range_profile: np.ndarray # (n_range_bins,)
vital_sign_detected: bool
breathing_rate: float # breaths/min
micro_doppler: np.ndarray # (n_doppler_bins,)
range_to_occupant: float # meters
confidence: float


@dataclass
class FusedOutput:
"""融合输出"""
occupant_present: bool
occupant_type: str # 'adult', 'child', 'infant', 'object', 'empty'
seat_position: str
posture: str
breathing_rate: Optional[float]
confidence: float
primary_sensor: str # 'camera', 'radar', 'both'


class MultimodalFusion:
"""
雷达 + 摄像头融合决策模块

基于规则置信度加权的融合策略:
- 高光照 → 摄像头权重高
- 低光照/遮挡 → 雷达权重高
- 两者都高置信 → 融合增强
"""

def __init__(self):
# 置信度阈值
self.camera_threshold = 0.5
self.radar_threshold = 0.3
self.fusion_threshold = 0.7

def fuse(self, cam: CameraOutput, radar: RadarOutput) -> FusedOutput:
"""
执行融合决策

Args:
cam: 摄像头输出
radar: 雷达输出

Returns:
fused: 融合结果
"""
# 1. 光照自适应权重
if cam.illumination < 10: # 低光
w_cam, w_radar = 0.2, 0.8
primary = 'radar'
elif cam.illumination < 50: # 暗光
w_cam, w_radar = 0.4, 0.6
primary = 'radar'
else: # 正常光照
w_cam, w_radar = 0.7, 0.3
primary = 'both' if cam.confidence > 0.7 else 'camera'

# 2. 占座检测融合
cam_conf = cam.confidence if cam.occupant_detected else 1 - cam.confidence
radar_conf = radar.confidence if radar.vital_sign_detected else 1 - radar.confidence

fused_conf = w_cam * cam_conf + w_radar * radar_conf
occupant_present = fused_conf > self.fusion_threshold

# 3. 乘员类型分类
if not occupant_present:
occ_type = 'empty'
elif radar.vital_sign_detected and cam.occupant_detected:
# 两者都检测到 → 使用摄像头姿态+体型判断类型
if cam.body_keypoints is not None:
height = self._estimate_height(cam.body_keypoints)
if height < 1.0:
occ_type = 'child' if height > 0.5 else 'infant'
else:
occ_type = 'adult'
else:
occ_type = 'adult' # 默认
elif radar.vital_sign_detected and not cam.occupant_detected:
# 雷达检测到但摄像头没看到 → 可能被遮挡
occ_type = 'child' # 高概率是儿童被毛毯覆盖
elif not radar.vital_sign_detected and cam.occupant_detected:
# 摄像头看到但雷达没有生命体征 → 可能是物体
occ_type = 'object'
else:
occ_type = 'empty'

# 4. 呼吸率(仅雷达可提供)
breathing_rate = radar.breathing_rate if radar.vital_sign_detected else None

return FusedOutput(
occupant_present=occupant_present,
occupant_type=occ_type,
seat_position='rear_left', # 由雷达距离门映射
posture=cam.posture if cam.confidence > 0.5 else 'unknown',
breathing_rate=breathing_rate,
confidence=fused_conf,
primary_sensor=primary
)

def _estimate_height(self, keypoints: np.ndarray) -> float:
"""从关键点估算乘员身高(简化版)"""
# 头顶到脚踝距离(关键点索引假设)
if len(keypoints) < 17:
return 1.7 # 默认成人
head = keypoints[0] # 鼻子
ankle = keypoints[16] # 右脚踝
pixel_height = np.linalg.norm(head - ankle)
# 需要相机标定参数转换为真实高度
# 此处简化:假设已标定
real_height = pixel_height * 0.005 # 像素→米的缩放因子
return real_height


# 测试融合决策
if __name__ == "__main__":
fusion = MultimodalFusion()

# 场景1: 正常光照,成人乘坐
cam1 = CameraOutput(True, 'sitting', np.array([0, 0, 0]),
np.random.randn(17, 3), 0.92, 500)
radar1 = RadarOutput(np.random.randn(64), True, 16.5,
np.random.randn(32), 1.2, 0.85)
r1 = fusion.fuse(cam1, radar1)
print(f"场景1 - 正常光照成人: {r1.occupant_type}, 置信度: {r1.confidence:.2f}, 主传感器: {r1.primary_sensor}")

# 场景2: 黑暗中儿童被毛毯覆盖
cam2 = CameraOutput(False, 'empty', np.zeros(3), None, 0.1, 0.5)
radar2 = RadarOutput(np.random.randn(64), True, 22.0,
np.random.randn(32), 1.5, 0.78)
r2 = fusion.fuse(cam2, radar2)
print(f"场景2 - 黑暗毛毯儿童: {r2.occupant_type}, 置信度: {r2.confidence:.2f}, 主传感器: {r2.primary_sensor}")

# 场景3: 座椅放置书包
cam3 = CameraOutput(True, 'sitting', np.zeros(3), None, 0.6, 300)
radar3 = RadarOutput(np.random.randn(64), False, 0,
np.zeros(32), 1.3, 0.9)
r3 = fusion.fuse(cam3, radar3)
print(f"场景3 - 座椅书包: {r3.occupant_type}, 置信度: {r3.confidence:.2f}, 主传感器: {r3.primary_sensor}")

3. 软件定义架构的关键特性

3.1 OTA 功能扩展

Smart Eye 首席研究官 Henrik Lind 指出:统一传感器硬件建立基础平台后,后续功能完全通过软件 OTA 解锁。

阶段 功能 软件模块 硬件变更
Phase 1 DMS + CPD 基础感知套件 无
Phase 2 OMS(乘员姿态/分类) 姿态估计模型 无
Phase 3 手势识别 手势分类器 无
Phase 4 生命体征监测 呼吸/心率提取 无
Phase 5 情绪识别 表情分析模型 无

3.2 降本效应

维度 分立传感器方案 融合架构方案 节省
传感器数量 5+ 个 2 个(1雷达+1摄) 60%↓
线束 5+ 独立线束 1 条总线 80%↓
ECU 接口 5+ 个 1-2 个 60%↓
BOM 成本 ¥950-1800 ¥500-900 40-50%↓
开发周期 各传感器独立开发 统一平台开发 30%↓
OTA 升级 各自升级,兼容性差 统一框架 显著改善

4. 与竞品对比

4.1 60GHz 雷达+摄像头融合方案对比

厂商 雷达 摄像头 融合层级 功能覆盖 阶段
Murata + Smart Eye 60GHz 自研 Smart Eye AI 数据级融合 DMS+OMS+CPD 展示阶段
Bosch 60GHz 内部研发 内部摄像头 特征级融合 DMS+OMS+CPD 量产开发
Aptiv 77GHz 多摄 数据级融合 DMS+OMS+CPD 量产开发
Calterah 60GHz 6T6R 无 无(纯雷达) CPD+OMS(基础) 量产开发
TI + 第三方 IWR6843 4T4R 第三方 系统级 CPD+OMS 参考设计

4.2 技术路线对比

路线 优势 劣势 适用场景
Murata 融合(雷达+摄) 全功能覆盖、OTA 扩展 BOM 略高、开发复杂 高端车型
Calterah 纯雷达 成本低、独立部署 无姿态识别、无 DMS 中端车型
UWB + 摄像头 超低功耗 精度有限 入门车型

5. IMS 集成路线图

5.1 分阶段集成策略

5.2 开发优先级

优先级 任务 输入 输出 时间
P0 融合算法框架 CameraOutput + RadarOutput FusedOutput 2026 Q4
P0 CPD 场景验证 6 个 Euro NCAP 场景 测试报告 2027 Q1
P1 OMS 姿态识别 摄像头关键点 成人/儿童/物体分类 2027 Q1
P1 光照自适应权重 光照传感器 动态融合权重 2027 Q1
P2 手势识别 摄像头手部关键点 手势命令 2027 Q2
P2 生命体征监测 雷达相位 呼吸率/心率 2027 Q2

5.3 IMS 架构集成接口

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
class UnifiedCabinSensor:
"""
统一座舱传感器接口
集成 Murata 60GHz 雷达 + Smart Eye 摄像头
"""

def __init__(self):
self.radar = MurataRadar60GHz(
frequency=60e9,
bandwidth=3.6e9,
ntx=4, nrx=4,
fps=20,
range_max=3.0 # 3m 车内覆盖
)
self.camera = SmartEyeCamera(
resolution=(1920, 1080),
fps=30,
fov=120, # 120° 广角
ir_led=True # 红外补光
)
self.fusion = MultimodalFusion()

# 功能模块
self.cpd = CPDDetector()
self.oms = OMSClassifier()
self.dms = DMSMonitor()

def get_cabin_status(self) -> dict:
"""获取座舱完整状态"""
cam_out = self.camera.process()
radar_out = self.radar.process()
fused = self.fusion.fuse(cam_out, radar_out)

return {
'cpd': self.cpd.check(fused),
'oms': self.oms.classify(fused),
'dms': self.dms.monitor(cam_out),
'fused_confidence': fused.confidence,
'timestamp': self.radar.timestamp
}

6. 总结

核心洞察

  1. 融合 > 分立:60GHz 雷达 + 摄像头融合架构在 BOM 成本、功能覆盖、OTA 扩展性三个维度全面优于分立传感器方案
  2. 软件定义是关键差异化:Murata + Smart Eye 方案的核心价值不在硬件本身,而在于统一平台上的软件可扩展性
  3. 雷达补盲是 CPD 关键路径:光学摄像头在低光、遮挡场景下严重降级,60GHz 雷达是 CPD 可靠性的最终保障
  4. 行业趋势: Bosch、Aptiv、Murata/Smart Eye 三大阵营都在走融合路线,纯单传感器方案将逐步被淘汰

IMS 开发启示

  • 短期(2026 Q4): 优先评估 Murata 开发套件,搭建雷达+摄像头融合原型
  • 中期(2027 Q1-Q2): Euro NCAP CPD 场景验证,同时开发 OMS 姿态分类模型
  • 长期(2027 H2+): 通过 OTA 逐步解锁手势识别、生命体征、情绪识别等高级功能

参考来源:

  • Murata × Smart Eye InCabin/AutoSens 2026 展示(auto-innovations.net)
  • Henrik Lind(Smart Eye CRO)发言
  • Calterah VP Wang Binbin 采访对比
  • Euro NCAP 2026 Protocol 官方文档