新出行课堂6 大家都在说的 AEB 究竟是啥?

原标题:新出行课堂6 大家都在说的 AEB 究竟是啥?

现如今,国内懂车的消费者是越来越多,从燃油车的发动机型号、排气改装到新能源车领域的 811 电池、电机类型都能说道一二... 对汽车了解得越多之后,随口蹦出个专有名词那是家常便饭,好比 ESP、轮上马力、Pilot 功能等等。

厂商这边呢,也着实喜欢宣传自家的产品亮点,从工厂体系到平台架构再到核心配置,总结一下就是要你赶紧“买它!买它!”。其中像 MQB、TNGA 这类专有名词就很好理解,大家也早已耳熟能详。但现在大家又在说 AEB 的各种好, 某音上小视频不胜枚举,看得我们一众吃瓜群众是频频点头,而后大多只知其表,不知其里。

要知道 AEB 这个配置的价格可不低,想大家买单可我们消费者又不太了解,这样一来,双方就聊不下去了嘛。

所以今天的《新出行课堂》抓紧来盘一盘 AEB 这个“新晋网红”,闲话不多说,接下来直入主题吧~

一、AEB 究竟是个啥?

AEB 即“Autonomous Emergency Braking”的缩写,意为自动紧急制动系统,是指可以在检测到危险时通过系统协助驾驶者进行制动的主动安全技术,属于先进驾驶辅助系统(advanced driver assistance system)也就是我们常说的 ADAS 范畴。

AEB 还有一个我们所熟知的称呼:预碰撞安全系统,不同厂商对这套系统的称呼有所不同,但大体功能都基本一致。

AEB 通过毫米波雷达、激光雷达、摄像头等传感器识别前方的潜在碰撞对象,并根据前方目标信息(如目标车速、相对距离等)实时计算碰撞危险程度。如果检测到潜在碰撞可能,系统首先会通过声音、仪表盘图像等方式向驾驶员发出预警,提醒驾驶员做出避撞操作,同时预先填充制动油路油压以在有制动需要时获得更快更高的制动水平。

如果驾驶员没有对预警做出正确反应时,系统会进行部分制动,同时通过轻微振动制动踏板或方向盘等额外的方式向驾驶员发出警告。当系统计算的碰撞危险程度达到临界制动点时,表明与前方目标碰撞几乎无法避免,系统会进行自动全力制动来缓解碰撞。

二、AEB 很重要吗?

是的,很重要!业内有非常多的数据进行支撑,例如:

美国高速公路安全管理局 NTHSA 调查结果指出,驾驶员操作失误导致的道路交通事故约占总数的 90%,车辆故障导致的仅占 3%。这种情况在追尾碰撞中尤为明显,追尾碰撞中驾驶员没有采取制动的情况约占 31%,驾驶员采取制动但制动力不足的情况约占 49%,驾驶员全力制动但是制动过晚约占 20%。这些情况的发生是由于驾驶员没有意识到存在碰撞危险或者发生碰撞时间过短导致驾驶员来不及对碰撞进行正确的处理。

通过对各类交通事故进行研究后表明,如果驾驶员相比发生事故时提前响应时间可以缩短 0.5 s 意识到碰撞危险并且采取避撞措施,就可以避免 60% 的追尾事故、40% 的侧面碰撞事故以及 30% 的正面碰撞事故;如果驾驶员相比发生事故时可以提前 1~2 s 意识到碰撞危险并采取避撞措施,则可以避免绝大部分交通事故。

所以能够协助驾驶者进行刹车的 AEB 系统的作用究竟有多大呢?Euro NCAP 和 ANCAP 分别为欧盟和澳大利亚第三方独立车辆安全认证机构,于 2015 年 5 月共同在《Accident Analysis & Prevention》期刊发表题为“现实世界追尾碰撞中 AEB 的有效性”的研究报告,结果显示:AEB 技术在现实世界中可减少 38% 的追尾碰撞,且无论是在城市道路(限速60km/h)或郊区道路行驶的情况下,因此,AEB 已经成为主动安全领域研究的热点。

三、AEB 不止于一种

AEB 作为一项主动安全技术,根据不同的路况,其实会有不同的细分解决方案,我们接下来科普一下:

AEB 涵盖了用于城市路况的城市 AEB、用于高速公路路况的城际 AEB 以及用于保护行人的行人 AEB。

  • 城市 AEB 主要利用激光雷达来探测前方 10 m 内的目标车辆,在车速不超过 20 km/h 情况下工作;
  • 城际 AEB 主要利用毫米波雷达等远距离雷达来探测前方 100 m 内的目标车辆,在车速介于 50 到 80 km/h 情况下工作;
  • 行人 AEB 主要利用摄像头、红外装置等来探测目标行人。

由此可见,不同的硬件在 AEB 中发挥的作用是不同的,我们近几年最为常见的就是通过布置在前保险杠处的毫米波雷达来实现的城际 AEB。但以上也仅仅是一个初步的定义,各家车企在利用自家技术实现 AEB 功能时还是会有所区别,例如斯巴鲁的 EyeSight 驾驶辅助系统通过双目摄像头并通过提升“双眼”的综合技术性能,使第三代 EyeSight 不仅实现了非常全面的广域车速驾驶辅助系统功能,还包括了在行业处于领先水准的行人 AEB。

在先进驾驶辅助系统 ADAS 领域中,随着市场对 AEB 功能的需求越来越高、技术的要求越来越严格,毫米波雷达、摄像头、激光雷达作为 AEB 发展不同时期孕育出的环境感知机构,也存在各自不同的定位及优缺点。为了弥补各个传感器功能上的缺点、充分发挥传感器各自的优势并进一步降低 AEB 系统成本,目前汽车零部件厂商及研究机构重点关注多环境感知机构融合技术,倾向于采用成本较低“摄像头 + 毫米波雷达”的传感器融合技术作为目前及未来一段时期的 AEB 环境感知解决方案。

而以特斯拉、蔚来、小鹏为代表的不少新能源车企均推出了 L2+ 级别的自动辅助驾驶功能,可以说在 ADAS 领域目前处于金字塔尖的地位,在 AEB 这一厢也丝毫不逊色于头部的传统车企。

蔚来 Nio Pilot 传感器示意图

随着激光雷达技术的发展、激光雷达成本的下降,AEB 系统所需支持的交通场景愈加复杂,“激光雷达 + 摄像头 + 毫米波雷达”的多传感器融合技术在未来也会成为 AEB 系统环境感知的解决方案。

所以对于 AEB,我们必须以发展的眼光来看待这一主动安全技术。

四、AEB 如何进行环境感知?

AEB 系统对前方目标车辆有效地探测并快速获得目标车辆行车信息功能的实现离不开 AEB 环境感知机构,目前汽车厂商及研究机构针对 AEB 环境感知机构的研发,主要以提高前方目标探测准确性、丰富前方目标识别多样性、缩短探测及识别所需时间为核心目标。主要包括毫米波雷达、摄像头、激光雷达,3 种传感器各有不同的功能实现力,汽车厂商往往通过采用多传感器组合方式来发挥各传感器优势,从而将 AEB 系统应用到更多复杂交通场景中 。

A)毫米波雷达

毫米波雷达使用 30~300 GHz 频域的毫米波,工作频率介于无线电和可见光之间,兼具微波制导和光电制导特点。其工作原理主要通过振荡器发射频率随时间逐渐增加的电磁波,并根据返回波形和发出波形的频率差计算前方目标的相对距离和相对车速等。

优点:毫米波雷达具有探测距离远、不受天气状况影响以及成本低的优势,且其测速、测距的精度要远高于摄像头和激光雷达,能够适用于追尾碰撞等相对简单场景,在自动紧急制动系统发展初期被汽车厂商广泛用于低速城市 AEB 系统和高速城际 AEB 系统的开发。

B)摄像头

由于毫米波雷达在自动紧急制动过程中仅能够实现对前方目标的探测而无法实现对前方目标的有效识别,从而使得 AEB 系统无法支持更多复杂交通场景,为此汽车厂商逐渐倾向于将摄像头纳入 AEB 环境感知机构的解决方案。其工作原理主要是将景物通过镜片组生成光学图像并投射到光电传感器,再由图像处理器转化成数字图像信号,最后通过采集图像并利用计算机识别算法来识别数字图像中的目标对象,从而指导 AEB 执行不同的避撞策略。

优点:单目、双目、三目摄像头作为 AEB 环境感知机构的解决方案,其分辨率要远远高于毫米波雷达和激光雷达,且能够获取足够多的环境细节,帮助车辆识别行人、小孩、动物等多种目标,是行人 AEB 系统的重要组成部分。

例如,当车辆前方存在相同运动状态的行人和车辆时,一旦 AEB 系统通过摄像头探测并识别出前方存在行人时,会相较于前方存在车辆的情况施加更大的主动制动减速度,从而能够更加有效地保护行人等道路弱势群体。

C)激光雷达

由于摄像头在自动紧急制动过程仅能够支持良好光照条件下前方目标的有效识别,一旦光照条件变差或者到了夜间,摄像头的目标识别功能会变得极差,为此汽车厂商开始研发激光雷达并将其纳入 AEB 环境感知机构的解决方案。

优点:激光雷达测量精度能够达到厘米级别,是目前已知测量精度最高的 AEB 环境感知机构的解决方案。相比于毫米波雷达和摄像头,在低速城市复杂交通场景中激光雷达能够获取更多的周围环境信息并表现出良好的适应性,从而为低速城市 AEB 及行人 AEB 提供更加有效的支持。

激光雷达虽好,但的确还是太太太贵了。

五、关于毫米波雷达的两个知识点

作为实现 AEB 最为重要的零部件之一,车载毫米波雷达有两点是我们很多人容易混淆的:

1、早期的一些车载毫米波雷达无法很好地探测静止目标。实际上,这并非雷达技术本身的缺陷,而是因为路面指示牌、信号灯、照明设施等过多,一定程度上对雷达感知形成了干扰,工程师为了保证探测效果,牺牲了一部分安全性,通过算法设置,使雷达专注于探测移动的目标,而如果摄像头也没有及时捕捉到静止障碍物,则极易发生碰撞危险。

但科技是在不断发展的,近来涌现出来的一些创新产品例如高精度 4D 雷达增加了对 Z 轴的探测,而不依靠速度进行过滤,从而避免了忽略静止物体的问题。这些都是雷达技术研发的硕果,更是毫米波雷达综合能力的体现。

2、目前主流的车载毫米波雷达对于金属、非金属物体是可以进行识别的,通过雷达反射截面(RCS)参数可以大概得知,但是无法准确分辨金属和非金属。

汽车因为是金属物体,故而对电磁波的反射能力较强,而行人对电磁波的反射能力较弱,相同距离下,行人的信号幅度比汽车大约小一个数量级。

六、AEB 虽好 可还并非万能

AEB 本质上是辅助驾驶员在车辆处于紧急工况下通过主动制动方式来缓解或者避免碰撞的主动安全技术,属于先进驾驶辅助系统(ADAS) 中的一部分功能,安全性、舒适性和智能性是评价其综合性能的基本指标。近年来,汽车厂商及研究机构针对 AEB 避撞策略及制动执行机构等关键技术开展了广泛而深入的研究工作,并取得了大量研究成果。

此前 Euro NCAP 通过对交通事故的分析发现,90% 的交通事故是由于驾驶者的注意力不集中而引起的,而 AEB 系统则可以有效减少或避免事故的发生。

但现阶段我们对 AEB 的核心定义依旧还保留有“辅助”二字,绝非表示在开放道路可以放任不踩刹车,简而言之 AEB 终究只是辅助,而非万般全能,况且现实中路况复杂,切不可一味依赖。

了解完 AEB 的知识点后,阅读车型手册了解具体的 AEB 详情同样必不可少,因为不同的车企在调校 AEB 时也会有不同的理念,例如对于超出性能极限的车速要求可能会有所不同。有了 AEB 的加持,固然是提升安全系数的一件好事儿,但“行车千万条,安全第一条”万万不可抛之脑后。返回搜狐,查看更多

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