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谈了这么久的自动驾驶,为何实现安全的AEB功能依然很难?

2019-08-27 08:41
智车科技IV
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在形形色色的ADAS功能中,AEB( Autonomous Emergency Braking)可以说是比较基础的功能之一,也是目前众多车企品牌争相搭载的驾驶辅助功能。

欧洲Euro-NCAP机构在2014年的评分规则里,以五分加分项目添加了自动紧急刹车系统,近几年来,随着主动安全技术的推进,AEB功能也越来越重要。但是车载AEB功能真的可靠吗?

谈了这么久的自动驾驶,为何实现安全的AEB功能依然很难?

8月24-29日,2019中国国际智能产业博览会(简称智博会)的重大赛事——2019 i-VISTA“中国电信5G杯”自动驾驶汽车挑战赛(简称2019i-VISTA挑战赛)上,43个专业车队、36名个人车主参赛。

从比赛现场情况看,无论是前方静止车辆场景,还是儿童突然在两车之间出现场景下,各家车辆AEB表现不一,说明多数车辆仍存在盲点。

AEB无法回避的盲点

即使是本次比赛的表现较好的丰田汽车,也曾经在自己的车主手册里明确了AEB行人检测的盲区,比如身高低于1米或高于2米的行人;穿着超大号服装(如雨衣)的行人(轮廓模糊);提着大件行李、打伞的行人(容易遮挡住部分身体);弯着腰或蹲下的行人;紧密相邻的一群行人等。而且这些场景并不是丰田汽车独有的。

作为量产级的AEB系统确实存在一定的局限性,首先AEB系统有明显的速度上限和下限,一般来说单纯以毫米波雷达为传感器的AEB系统最高工作上限为时速30公里,以单目摄像头为核心传感器的AEB系统最高工作上限为时速40公里,单目与毫米波雷达融合的AEB最高工作上限为时速70公里,以双目为核心传感器的AEB系统最高工作上限为时速90公里。同时还有一个最低下限。以单目为核心传感器的工作下限为时速8-10公里,毫米波雷达为时速5公里,摄像头与毫米波雷达融合为时速3公里,双目为3公里。

这些局限与其实现方法有很大关系。目前,实现AEB的技术主要有三类,分别是基于视觉传感器、毫米波雷达和激光雷达。AEB量产车型有用到Lidar的,可以参考Continental的MFL。但由于成本限制因素,国内主要使用前两种方式。视觉传感器和毫米波雷达实现对车辆的AEB功能的原理不同:毫米波雷达主要是通过对目标物发送电磁波并接收回波来获得目标物体的距离、速度和角度。视觉方案稍复杂,以单目视觉方案为例,它需要先进行目标识别,然后根据目标在图像中的像素大小来估算目标的距离。

车载ECU负责感知(Object Detection)和决策(Decision),计算TTC,time to collision,还要考虑很多其他的条件输入,例如油门开度、方向盘转角等等,然后EPS执行制动等动作。当整个过程ECU感知速度或者决策速度过慢,就会导致无法及时制动。

碰撞未必是不可接受的

      行人AEB本身就存在着一定的难度,最早将行人AEB加入测试的是欧洲NCAP。该标准只要能在目标车(假车)或人偶(假人)前有减速,欧洲NCAP都会加分。不过这在大部分中国人看来,最后只要发生碰撞了,就是无法接受的。然而如果将避免碰撞作为加分标准,那就恐怕大部分车都无法加分了。

      AEB 行人防撞功能评价内容主要包含三项场景 : (1) 成人远端接近场景、(2) 成人近端接近且车辆 25% 偏置与 75% 偏置碰撞场景、(3) 儿童近端接近场景。主要用于模拟车辆行驶于一般市区道路,驾驶者因分心未注意前方路况,而又有行人想要横越马路之情形。配备 AEB 行人侦测功能的车辆,应能侦测前方行人,在危险时能进一步采取刹车行为降低危害。Euro-NCAP设定不同的试验场景,且有不同的测试车速与行人移动速度,在测试时是否发生碰撞或撞击前的减速效果也给予不同之评分。

目前,全球主流的汽车厂商都有自己的预碰撞安全系统,不过各个厂商的叫法各不相同,功能的实现效果及技术细节也有所不同,如丰田的PCS(Pre-Collision System,预碰撞系统)、奔驰的Pre-safe安全系统、大众的Front Assist(预碰撞安全系统)、沃尔沃的City Safety(城市安全系统)、斯巴鲁的Eye Sight安全系统等。另外, BOSCH(博世)、 TRW(天合)、DELPHI(德尔福)等各大零部件厂商也都掌握了比较成熟的AEB技术。今年10月,包括大众、奥迪、宝马、福特、通用、马自达、奔驰、特斯拉、丰田和沃尔沃在内的全球十大汽车品牌签署了一份协议,计划未来在美国其出售的所有新车上,都将安装AEB系统。同时,美国高速公路交通安全管理局(NHTSA)和美国公路安全保险协会(IIHS)还敦促所有汽车制造商,尽快将AEB系统作为标准配置安装到所有新车上。与此同时,随着Euro NCAP以及JNCAP对于AEB测试的开展,欧洲以及日本的新车在AEB系统装配率方面也是逐年提高。

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