本文轉(zhuǎn)載于 智能汽車電子電氣技術(shù)漫談 公眾號(hào)

歡迎關(guān)注下方公眾號(hào)阿寶1990，本公眾號(hào)專注于自動(dòng)駕駛和智能座艙，每天給你一篇汽車干貨，我們始于車，但不止于車。

一 前言

汽車安全性一直被視作汽車最重要的特性，是汽車技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。目前，我國(guó)在汽車安全系統(tǒng)的研究上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。汽車安全系統(tǒng)分為主動(dòng)安全系統(tǒng)與被動(dòng)安全系統(tǒng)兩種：主動(dòng)安全系統(tǒng)是指防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、緊急剎車輔助系統(tǒng)等這類傳統(tǒng)的汽車安全系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以使得汽車的行駛更加穩(wěn)定，縮短制動(dòng)距離，減少汽車的碰撞率，但是這些系統(tǒng)必須在人工控制的狀態(tài)下才能發(fā)揮出作用，沒(méi)有辦法預(yù)測(cè)和有效避免交通事故的發(fā)生；被動(dòng)安全系統(tǒng)是指安全氣囊、兒童安全座椅、安全帶等這類安全系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的作用僅僅是減少車禍所帶來(lái)的損失，旨在碰撞發(fā)生后保障車內(nèi)與車外人員免受或少受碰撞的傷害，并無(wú)法避免交通事故的發(fā)生。隨著各方的共同努力，汽車的被動(dòng)安全技術(shù)已日趨完善， 以預(yù)防危險(xiǎn)事故發(fā)生為核心的主動(dòng)安全技術(shù)已成為現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展的重要方向。因此，研制一種主動(dòng)安全系統(tǒng)，為駕駛員提供自動(dòng)報(bào)警與輔助制動(dòng)的服務(wù)，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有安全系統(tǒng)中存在的不足，有利于維護(hù)人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全。

隨著主動(dòng)安全技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)緊急制動(dòng)AEB對(duì)行車安全的提升有顯著效果，美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)研究發(fā)現(xiàn)90％的交通事故是由駕駛員的注意力不集中而引起的，裝備了AEB的車輛可以減少27％的事故發(fā)生率，其中追尾減少率為38%，并能明顯減少事故傷亡。隨著現(xiàn)實(shí)需求帶來(lái)的汽車安全技術(shù)的發(fā)展，汽車自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)AEB越來(lái)越多的應(yīng)用到車輛上，已得到大量應(yīng)用。近些年在保險(xiǎn)業(yè)、汽車安全組織和政府的共同推動(dòng)下，AEB成為了越來(lái)越多車型的標(biāo)配，各家車廠都積極發(fā)展、配備到近幾年出廠的新車上，紛紛將AEB功能等作為新車上市的重要賣點(diǎn)之一。隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展，AEB可能還會(huì)向著更高性能發(fā)展。

如今，國(guó)外AEB技術(shù)已發(fā)展成熟，并大范圍普及，不過(guò)很遺憾，國(guó)內(nèi)在這方面還沒(méi)引起足夠的重視，希望未來(lái)這一情況有根本改變。

二 概述

目前國(guó)際上沒(méi)有統(tǒng)一的名稱及系統(tǒng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，因此各汽車廠商的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的名稱都不一樣，如：Volvo-City Safety、Mercedes-Benz-ABA、Volkswagen-Front Assist 、Subaru-Eye Sight、Honda-CMBS、Nissan-FEB、Toyota-TSS、Lexus-LSS+、Lincoln-EBA、Ford-ACS主動(dòng)式行車防護(hù)系統(tǒng)、Chevrolet-AAB、Citroen-EBA、Peugeot-EVA等，豐田的預(yù)碰撞安全系統(tǒng)稱為Pre-Collision System，簡(jiǎn)稱PCS； 本田的CMBS（Collision Mitigation Brake System）、通用的LSFAB(Low Speed Forawrd Automatic Braking、Mitsubishi的FCM主動(dòng)式智慧剎車輔助系統(tǒng)以及奔馳的pre-safe系統(tǒng)等，都是與AEB功能相同的應(yīng)用，工作原理也是相同的，但造成了普通購(gòu)車消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的概念及其效果模糊不清。

詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有AEB標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)，重點(diǎn)介紹了中國(guó)AEB標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)展及計(jì)劃，通過(guò)對(duì)比分析國(guó)外相關(guān)AEB標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)在中國(guó)的適用性進(jìn)行分析研究，并對(duì)目前在研的標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)進(jìn)行梳理，通過(guò)對(duì)重點(diǎn)AEB標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的深入剖析， 研究其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)在中國(guó)的適用性， 結(jié)合中國(guó)實(shí)際交通情況，制定一個(gè)指標(biāo)合理、 經(jīng)濟(jì)可行的試驗(yàn)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 將推動(dòng)、 引導(dǎo)和規(guī)范中國(guó)汽車主動(dòng)安全技術(shù)發(fā)展， 完善汽車安全性能， 改善道路交通安全。

本研究開(kāi)發(fā)了一種汽車主動(dòng)安全技術(shù)的汽車自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB)行人檢測(cè)系統(tǒng)，它包含軟體假人目標(biāo)、假人驅(qū)動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，并且開(kāi)發(fā)的假人目標(biāo)具有典型的人體特征及紅外反射特性?？砂凑?018版中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程(C-NCAP)的AEB行人系統(tǒng)測(cè)試場(chǎng)景的要求，精準(zhǔn)地驅(qū)動(dòng)假人目標(biāo)行走，并可與操控測(cè)試車輛的駕駛機(jī)器人實(shí)時(shí)通訊。開(kāi)展了對(duì)假人目標(biāo)行走距離、假人目標(biāo)行走速度和與駕駛機(jī)器人的聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明該系統(tǒng)與駕駛機(jī)器人聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)一次成功率達(dá)到90%以上，對(duì)假人行走距離和速度控制的準(zhǔn)確度96%，對(duì)假人與車輛碰撞位置的準(zhǔn)確度達(dá)96%；該AEB行人檢測(cè)系統(tǒng)可準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)行人危險(xiǎn)工況，具有較高的測(cè)試精度。因此，該AEB行人檢測(cè)系統(tǒng)可用于開(kāi)展C-NCAP(2018)行人測(cè)試實(shí)驗(yàn)，作為車輛AEB系統(tǒng)功能評(píng)測(cè)及相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有效工具。

三 定義

汽車自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)即AEB（Autonomous Emergency Braking）系統(tǒng)是一個(gè)輔助剎車的電子系統(tǒng)，是一種汽車主動(dòng)安全技術(shù)。AEB系統(tǒng)是協(xié)助駕駛員進(jìn)行緊急剎車的主動(dòng)安全配備裝置，是指車輛在非自適應(yīng)巡航的情況下正常行駛，如車輛遇到突發(fā)危險(xiǎn)情況或與前車及行人距離小于安全距離時(shí)主動(dòng)進(jìn)行剎車（并不一定能夠?qū)④囕v完全剎停），避免或減少追尾等碰撞事故的發(fā)生，從而提高行車安全性的一種技術(shù)。

AEB從工作原理上講，就是一個(gè)感知-運(yùn)算-執(zhí)行的閉環(huán)循環(huán)過(guò)程,基于環(huán)境感知傳感器（如：毫米波雷達(dá)或視覺(jué)攝像頭等）感知前方可能與車輛、行人或其他交通參與者所發(fā)生的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如:電子穩(wěn)定程序ESP）來(lái)實(shí)施制動(dòng)，以避免碰撞或減輕碰撞程度；從汽車工程學(xué)上講，就是基于車內(nèi)傳感器各種監(jiān)測(cè)，配合系統(tǒng)控制器控制，與之配套的運(yùn)行軟件和算法組成的綜合型電子控制系統(tǒng)。

AEB是一種預(yù)防性的主動(dòng)安全技術(shù)，也是作為ADAS的一項(xiàng)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的，可自動(dòng)探測(cè)前方障礙物、判斷碰撞風(fēng)險(xiǎn)，必要時(shí)發(fā)出報(bào)警及自動(dòng)實(shí)施制動(dòng)旨在事先識(shí)別碰撞風(fēng)險(xiǎn)，完全規(guī)避碰撞發(fā)生或盡最大可能地減輕碰撞的強(qiáng)度，從而避免車輛追尾，或與行人及其他交通參與者發(fā)生碰撞事故。AEB彌補(bǔ)了人和車的弱點(diǎn)，變被動(dòng)為主動(dòng)，變?nèi)藙?dòng)為自動(dòng)，從根本上扼制了車禍?zhǔn)鹿实陌l(fā)生，把駕車的安全性提高到一個(gè)空前的高度，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的主動(dòng)安全。

AEB系統(tǒng)是智能轎車的一部分，是防止汽車發(fā)生碰撞的一種智能裝置。它能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)可能與汽車發(fā)生碰撞的車輛、行人或其他障礙物體，發(fā)出警報(bào)或同時(shí)采取制動(dòng)或規(guī)避等措施，以避免碰撞的發(fā)生。配備了城市防撞系統(tǒng)的車輛，當(dāng)有車輛或行人突然靠近，司機(jī)沒(méi)有采取任何措施的情況下，車輛會(huì)自動(dòng)剎車，從而有效的避免交通事故的發(fā)生。并且汽車防撞系統(tǒng)在汽車倒車追尾車禍即將發(fā)生時(shí)，不但可以使車輛主動(dòng)地、智能地實(shí)施自動(dòng)制動(dòng)，甚至駕駛員操作出現(xiàn)失誤，車禍將不可避免的發(fā)生時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車，主動(dòng)防撞，降低事故發(fā)生概率。

AEB行人保護(hù)系統(tǒng)主要用于保護(hù)行人等易受傷害的道路使用者，該系統(tǒng)通過(guò)車輛上集成的傳感器識(shí)別并跟蹤交通環(huán)境中的行人，計(jì)算其相對(duì)車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡，以此判斷是否有碰撞的危險(xiǎn)，若有危險(xiǎn)則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取制動(dòng)使車輛停止，同時(shí)向駕駛員發(fā)出警告。當(dāng)駕駛員走神或者路邊突然竄出來(lái)一個(gè)人的時(shí)候，這AEB可以最大限度進(jìn)行緊急剎車。

要注意碰撞預(yù)警（collision warning）和碰撞緩和（collision mitigation）系統(tǒng)之間的區(qū)別：預(yù)警系統(tǒng)將警告駕駛員即將發(fā)生碰撞，但不會(huì)采取諸如剎車之類的規(guī)避行動(dòng)；緩和系統(tǒng)將提醒駕駛員，如果不采取任何措施，該系統(tǒng)將進(jìn)行剎車，以避免或減輕碰撞的嚴(yán)重程度。

無(wú)論是采用何種自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，由于其系統(tǒng)探測(cè)傳感器頻率、探測(cè)傳感器信號(hào)穩(wěn)定性、車內(nèi)數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞抗干擾性以及系統(tǒng)整體運(yùn)算速度、系統(tǒng)配置協(xié)調(diào)性的不同，各車型的系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、同步速度都不會(huì)相同。再加上當(dāng)前車輛行駛速度、輪胎與路面摩擦力系數(shù)等因素，導(dǎo)致車輛最終的制動(dòng)效果會(huì)有非常大的差異。此類系統(tǒng)運(yùn)行速度取決于車型或版本的選擇。但無(wú)論如何，這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)被證實(shí)可以有效地防止汽車碰撞或減小碰撞損失。

四 組成

自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)AEB主要由行車環(huán)境信息采集單元（傳感器）、電子控制單元（中央處理器）和執(zhí)行單元（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）三部分組成，包含報(bào)警與緊急制動(dòng)兩大系統(tǒng)，主要由測(cè)距模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊三大模塊構(gòu)成。AEB系統(tǒng)還可看成由兩個(gè)系統(tǒng)組成，包括車輛碰撞迫近制動(dòng)系統(tǒng)（CIB）和動(dòng)態(tài)制動(dòng)支持系統(tǒng)（DBS），其中CIB系統(tǒng)會(huì)在追尾以及駕駛員未采取任何行動(dòng)的情況下，會(huì)緊急制動(dòng)車輛，而DBS在駕駛員沒(méi)有施加足夠的制動(dòng)行動(dòng)時(shí)，會(huì)給予幫助避免碰撞。能對(duì)前方車輛、自行車、行人預(yù)警，能對(duì)前方動(dòng)態(tài)、靜態(tài)車輛實(shí)施主動(dòng)制動(dòng)處理。

1.行車環(huán)境信息采集單元對(duì)行車環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，得到相關(guān)行車信息。主要由測(cè)距傳感器、車速傳感器、油門傳感器、制動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、路面選擇按鈕組成。

（1）測(cè)距模塊也稱為感知模塊，是系統(tǒng)的AEB系統(tǒng)關(guān)鍵部件。感知模塊完成防撞探測(cè)的數(shù)據(jù)采集工作，可以提供前方道路全面、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的圖像與路況信息，完成外部環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，例如汽車與前方車輛或者障礙物的距離信息。目前汽車防撞探測(cè)主要是采用紅外、超聲波、攝像頭、激光、雷達(dá)等一些測(cè)量方式，實(shí)現(xiàn)形式主要有激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)+激光雷達(dá)+攝像頭、中距離雷達(dá)+前方攝像頭、單攝像頭以及立體攝像頭等。

其核心包括毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和視頻系統(tǒng)等，采用雷達(dá)測(cè)出與前車或者障礙物的距離。其中紅外、激光、攝像頭等采用光學(xué)技術(shù)，價(jià)格低廉且技術(shù)簡(jiǎn)單，但全天候工作效果不好。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)AEB系統(tǒng)就是通過(guò)檢測(cè)方式來(lái)干預(yù)剎車系統(tǒng)，起到剎車輔助作用，然而這樣的系統(tǒng)首先要做的就是檢測(cè)。目前常用的兩種檢測(cè)方式為攝像頭和豪米波檢測(cè)，但是這兩種檢測(cè)方式都有一個(gè)致命的缺陷：在前方障礙物較多時(shí)無(wú)法正確分辨！這也是當(dāng)前很多AEB系統(tǒng)失效的主要原因！AEB系統(tǒng)主要是對(duì)車輛和行人進(jìn)行有效識(shí)別，但對(duì)于自行車、電瓶車、三輪車、小動(dòng)物等其他障礙物的識(shí)別，還沒(méi)有哪一家有相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。

①紅外線

任何物體無(wú)論如何都會(huì)發(fā)出紅外線，利用紅外線傳播不擴(kuò)散原理依據(jù)測(cè)量光往返目標(biāo)所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算判斷測(cè)量目標(biāo)距離叫紅外測(cè)距。

②激光雷達(dá)  

測(cè)距原理是由激光器發(fā)射激光束，遇到目標(biāo)時(shí)發(fā)射回來(lái)，光學(xué)接收系統(tǒng)中的光學(xué)探測(cè)器將接收到的激光束與原發(fā)射激光束通過(guò)混頻器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)光束以及往返時(shí)間差計(jì)算得出所探測(cè)的目標(biāo)距離。

激光具有相干性好、高單色性以及方向性好等優(yōu)點(diǎn)。激光波束近似直線，波束能量比較集中，很少擴(kuò)散，傳輸距離較遠(yuǎn)，具有較高的測(cè)距精度，可以快速得到精確環(huán)境信息；從傳感器成本和性能角度看，激光雷達(dá)精度高、體積較小、質(zhì)量輕，但是激光雷達(dá)成本較高，探測(cè)角度小，受環(huán)境影響大，抗干擾性差，短期內(nèi)尚不能廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)有部分廠商能夠生產(chǎn)激光雷達(dá)。

大陸的SRL有3線（博世LRR2是4線），最大探測(cè)距離只有13.5m，僅限于低速行駛場(chǎng)景，如防止在交通堵塞時(shí)的疏忽，但相比用于泊車輔助的超聲波雷達(dá)已經(jīng)是非常大的進(jìn)步了（探距小于1m）?；赟RL的AEB系統(tǒng)旨在防止時(shí)速30km/h的碰撞，并可以緩解50km/h的碰撞程度。SRL的HFoV為27°、VFoV為12°，發(fā)射三個(gè)905nm激光束，頻率為50Hz。最新版本的SRL現(xiàn)在的探測(cè)距離已達(dá)到了50m，AEB有效工作范圍為50km/h，最高工作范圍高達(dá)80km/h。

海拉24GHz的MRR，探測(cè)距離為150m（博世的LRR2，探測(cè)距離達(dá)200m），因采用了CMOS技術(shù)，可以將雷達(dá)功能進(jìn)一步集成到單個(gè)MMIC，傳感器模塊尺寸變得更小，也降低了BOM成本，MRR的成本迅速降到了約$50。降低成本的另一個(gè)原因是得以與LRR共用76-79GHz頻率。同時(shí)MRR的探測(cè)距離可達(dá)200米，可以在時(shí)速高達(dá)160km/h（99英里/小時(shí)）下滿足AEB的要求，幾乎可以滿足任何高速公路（德國(guó)高速公路才需要專用的LRR）。AEB隨NCAP要求不斷提高的加緊迅速得到了普及，因規(guī)模效益MRR/LRR的成本降了下來(lái)。成本下降推動(dòng)了平價(jià)車型也得以廣泛采用MRR，MRR在汽車?yán)走_(dá)中的份額超過(guò)了LRR。

用于AEB的單個(gè)雷達(dá)的部署速度下降得很快，奔馳原本采用的是Veoneer的24GHz SRR，但性能逐漸不再能滿足要求了，因此沒(méi)有主機(jī)廠繼續(xù)采用這種方式了。AEB

Interurban的實(shí)施也意味著SRL不再合適了，需要具有更強(qiáng)探測(cè)能力的MRR。與SRL相比，MRR具有更遠(yuǎn)的探測(cè)距離、更寬的FoV和更高的分辨率。

③超聲波

一般是指頻率20KHz以上的機(jī)械波，具有聲波折射、反射、干涉等基本物理特性。工作時(shí)，超聲波發(fā)生裝置向某一方向不斷發(fā)射出某一頻率超聲脈沖波，遇到被測(cè)物體則產(chǎn)生反射回波，由超聲波接收裝置接收反射回波并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，根據(jù)接收和發(fā)射超聲波所用的時(shí)間差以及聲速，就可以測(cè)得車輛和目標(biāo)物體之間的距離。

超聲波測(cè)距方法簡(jiǎn)單，成本低，具有較強(qiáng)的穿透性以及反射能力，但探測(cè)距離較短，最佳距離為4~5m,對(duì)于遠(yuǎn)距離目標(biāo)，不夠靈敏，影響測(cè)量精度，而且傳輸速度容易受到天氣狀態(tài)的影響，這使得超聲波在高速公路測(cè)距的應(yīng)用具有一定的局限性。另一方面，超聲波散射角大，方向性較差，在測(cè)量較遠(yuǎn)距離的目標(biāo)時(shí)，其回波信號(hào)會(huì)比較弱，影響測(cè)量精度。因此，超聲波一般用作短距離的車輛倒車防撞雷達(dá)以及側(cè)面防撞雷達(dá)。

④毫米波雷達(dá)  

毫米波是指波長(zhǎng)在1~10mm（頻率在30~300GHz）之間的電磁波。毫米波雷達(dá)主要是通過(guò)對(duì)目標(biāo)物發(fā)射電磁波并接受回波來(lái)獲得目標(biāo)物體的距離、速度和角度?？朔松鲜鰩追N探測(cè)方式在汽車防撞探測(cè)中的缺點(diǎn)，具有穩(wěn)定的探測(cè)性能和良好的環(huán)境適應(yīng)性，毫米波雷達(dá)不易受對(duì)象表面形狀和顏色的影響，也不受大氣流的影響；還具有環(huán)境適應(yīng)性能好的特點(diǎn)，因?yàn)橛?、雪、霧等對(duì)毫米波雷達(dá)的干擾小。毫米波雷達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、天線部分尺寸小、發(fā)射功率低、分辨率和靈敏度高、波束窄而具備高精細(xì)細(xì)節(jié)分辨的能力。毫米波雷達(dá)的感測(cè)距離長(zhǎng)，受天氣影響小，在測(cè)距方面精確度較高，成為主動(dòng)防撞雷達(dá)的首選,也是AEB的首選傳感器。它不僅可測(cè)量目標(biāo)距離，還可測(cè)量目標(biāo)物體的相對(duì)速度及方位角參數(shù)，是未來(lái)無(wú)人自動(dòng)駕駛的必備傳感器，但對(duì)于行人、自行車等較小的障礙物識(shí)別能力較弱。毫米波雷達(dá)開(kāi)發(fā)難度較大且成本較高，相比激光，其傳播特征受氣候影響小，具有全天候特性；相比微波，則更容易小型化。

毫米波雷達(dá)測(cè)距方式，主要由連續(xù)波雷達(dá)測(cè)距和脈沖雷達(dá)測(cè)距兩種方式。

在具體技術(shù)上，脈沖雷達(dá)測(cè)距存在一定的難度，主要是產(chǎn)生并發(fā)射大功率信號(hào)對(duì)硬件電路要求高，一般的硬件無(wú)法實(shí)現(xiàn)，具有一定的難度。

連續(xù)波雷達(dá)測(cè)距使用較多。工作時(shí)，毫米波發(fā)射源信號(hào)經(jīng)環(huán)流器從天線向外發(fā)射具有一定斜率的連續(xù)調(diào)頻信號(hào)，當(dāng)遇到前方目標(biāo)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與發(fā)射信號(hào)具有相同斜率的延時(shí)回波信號(hào)，回波信號(hào)經(jīng)接收天線進(jìn)入混頻器，混頻器將發(fā)射源信號(hào)與回波信號(hào)進(jìn)行混頻處理，從而得到其差頻信號(hào)，差頻信號(hào)再輸入多普勒放大器，放大后的信號(hào)經(jīng)整形電路整形，輸出矩形脈沖式的信號(hào)，轉(zhuǎn)換出的信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)算出與目標(biāo)的速度和距離信息。如采用調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）測(cè)距方式，雷達(dá)發(fā)射連續(xù)三角波，該種雷達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用性強(qiáng)。

用毫米波雷達(dá)測(cè)距具有探測(cè)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。目前具備AEB功能的家用量產(chǎn)車，多數(shù)都會(huì)采用一顆長(zhǎng)距離雷達(dá)搭配兩顆短距離雷達(dá)的方案。

博世目前主流的傳感器就是第四代毫米波雷達(dá)和第二代攝像頭（包含單目、雙目），目前在售量產(chǎn)車型上搭載的博世系統(tǒng)基本都是這兩代傳感器。博世已經(jīng)具備了量產(chǎn)第五代毫米波雷達(dá)以及第三代攝像頭的能力，小鵬全新車型P7是首款搭載了5個(gè)博世第五代毫米波雷達(dá)。

汽車毫米波雷達(dá)有不同的工作頻率，比較常見(jiàn)的汽車毫米波雷達(dá)工作頻率在24GHz、77GH、79GHz這三個(gè)頻率附近，工作頻段為21.65-26.65GHz和76~81GHz。77GHZ雷達(dá)核心技術(shù)被Bosch、Delphi、Denso、TRW、Conti等國(guó)際巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)廠商面臨著技術(shù)封鎖、器件禁運(yùn)等困難，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)突破。而24GHZ產(chǎn)品目前國(guó)內(nèi)廠商已有較多的研發(fā)積累，有望率先問(wèn)世。

各國(guó)對(duì)主動(dòng)安全的重視，AEB系統(tǒng)逐漸成為汽車標(biāo)配，對(duì)AEB系統(tǒng)中的主要感知器件---毫米波雷達(dá)的剛性需求，極大推動(dòng)了毫米波雷達(dá)的普及。

⑤攝像頭

成本低，體積小，功耗小，可識(shí)別行人、自行車等復(fù)雜障礙物，缺點(diǎn)也非常明顯，受惡劣天氣影響較大。當(dāng)光線較暗以及大雨、霧霾、大雪等惡劣天氣發(fā)生時(shí)，將使得系統(tǒng)性能大大降低。

與手機(jī)攝像頭不同，汽車攝像頭的設(shè)計(jì)要求更嚴(yán)格，尤其在低照射強(qiáng)度下的性能、動(dòng)態(tài)范圍、紅外(near infrared，NIR)敏感性、在寬溫度范圍下（-40℃到+105℃）的圖像質(zhì)量、長(zhǎng)期可靠性、圖像數(shù)據(jù)完整性和穩(wěn)健性等方面。攝像頭必須具有能夠檢測(cè)在不斷變化的環(huán)境光水平下的物體的動(dòng)態(tài)范圍，具有足夠的FoV覆蓋道路寬度，并且能夠抵消隱藏FoV中的物體的偽影。圖像和對(duì)象識(shí)別處理能力也很重要。所有汽車應(yīng)用的圖像傳感器都要求符合AEC-Q100以及在ISO/TS 16949認(rèn)證的設(shè)施中生產(chǎn)。

物體識(shí)別是檢測(cè)前方的物體并且能夠識(shí)別附近的VRU和其它車輛的關(guān)鍵要求。影像辨識(shí)模塊是透過(guò)攝像頭，利用所得畫(huà)面的差別，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)判斷來(lái)識(shí)別。和毫米波雷達(dá)相比，影像辨識(shí)在車道、障礙物識(shí)別等方面有優(yōu)勢(shì)。但是作用距離和測(cè)距精確度不如毫米波雷達(dá)，并且容易受到光照天氣的影響。

采用視覺(jué)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)AEB系統(tǒng)，成為了眾多廠家開(kāi)發(fā)的新熱點(diǎn)。但基于攝像頭的系統(tǒng)在檢測(cè)范圍和速度方面受到限制。實(shí)現(xiàn)上主要分為單攝像頭和立體攝像頭兩種。

采用單攝像頭的AEB系統(tǒng)，就是由單個(gè)向前拍攝的攝像頭模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)AEB功能。該攝像頭被安裝于內(nèi)后視鏡底座的附近，為的是能夠獲得更好的“視野”。同時(shí)也不能偏左或者偏右太多。攝像頭坐標(biāo)系與車輛坐標(biāo)系偏離過(guò)大會(huì)對(duì)距離估算產(chǎn)生較大的影響。

單目自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)的原理，通過(guò)大量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，對(duì)前方目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定和判斷。雖然可以判斷出前方物體的種類，但也導(dǎo)致了幾點(diǎn)不足。

第一，基于單目攝像頭的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，需要大量數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，這就意味著新入局的公司自然在數(shù)據(jù)積累上與傳統(tǒng)廠商有巨大差距。

第二，對(duì)于一些樣本數(shù)量較少或難以提取有效特征的情景和物體（如動(dòng)物，路障，不規(guī)范的交通工具，隔離帶，植物，坑洞等），單目系統(tǒng)由于學(xué)習(xí)樣本的局限性無(wú)法做出有效識(shí)別。

第三，由于單目系統(tǒng)的判定過(guò)程，需要通過(guò)攝像頭拍攝的照片進(jìn)行分析，先對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)的障礙進(jìn)行識(shí)別，再分析距離，它的工作準(zhǔn)確率對(duì)照片的質(zhì)量有著較高的要求；而行人識(shí)別等功能的準(zhǔn)確率受到陽(yáng)光直射、夜晚光線昏暗或者城市燈光等因素干擾，只能有條件地工作。

單攝像頭模塊橫向體積小，內(nèi)部計(jì)算量小，成本低，缺點(diǎn)比較明顯：對(duì)于距離不敏感。

采用立體攝像頭的AEB系統(tǒng)，則是相對(duì)于單攝像頭多了一個(gè)鏡頭。依據(jù)仿生學(xué)原理，模仿人的眼睛實(shí)現(xiàn)一個(gè)立體視覺(jué)的效果，從而最終實(shí)現(xiàn)AEB功能。這種方式對(duì)于距離判斷會(huì)比較精確。

（雙目攝像頭畫(huà)面）

雙目攝像頭在根本原理上與單目攝像頭有著比較大的不同。它通過(guò)視差原理，來(lái)判斷觀測(cè)點(diǎn)與目標(biāo)之間的距離，也就可以判斷行駛車輛前方的物體形狀，距離，運(yùn)動(dòng)速度。

（雙目攝像頭原理圖）

從鏡頭選擇到相機(jī)調(diào)試，再到相機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的所有技術(shù)儲(chǔ)備，已經(jīng)能做到24小時(shí)準(zhǔn)確成像。在算法上，與國(guó)際上基于邊緣立體匹配算法的雙目產(chǎn)品不同，算法所產(chǎn)生的深度圖與深度計(jì)算是基于面點(diǎn)的，因此每一個(gè)視角每一點(diǎn)都有準(zhǔn)確的距離測(cè)算，整體準(zhǔn)確率和魯棒性都獲得了較大的提升。

其缺點(diǎn)是：由于兩個(gè)攝像頭之間要保證一定的距離，所以存在橫向體積較大。而且對(duì)兩個(gè)圖像的綜合運(yùn)算是比較復(fù)雜的算法問(wèn)題。另外和單攝像頭方式相比，成本也是比較高的。立體攝像頭的整體布置要求和單攝像頭保持一致，而鏡頭之間的距離是一個(gè)重要的參數(shù)，關(guān)系到感測(cè)的距離。通常，兩鏡頭間距越小，焦距就越大，拍攝物體就越遠(yuǎn)；反之，就越近。立體攝像頭系統(tǒng)因其立體測(cè)距原理較單攝像頭的距離估算更加可靠、精確，短期內(nèi)，依舊是前者更靠譜。

大部分受到成本的限制，使用一個(gè)單目就足以滿足3星或4星安全評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。比如在Mini和寶馬2系中，Veoneer基于Mobileye的單目甚至可以執(zhí)行一些stop-go的TJA功能。

博世前兩代攝像頭已經(jīng)能夠做到對(duì)交通標(biāo)志、車道線、行人、騎行者等進(jìn)行識(shí)別，可為ACC自動(dòng)適應(yīng)巡航、自動(dòng)切換遠(yuǎn)近光燈、自動(dòng)緊急剎車等功能服務(wù)，第三代攝像頭在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，各方面性能都有提升。

博世第三代攝像頭像素提高到200萬(wàn)，最大水平視角達(dá)到100°，在75m范圍內(nèi)可以通過(guò)立體視覺(jué)產(chǎn)生視差進(jìn)行空間檢測(cè)。其次，博世第三代攝像頭信息處理應(yīng)用了密集光流檢測(cè)法，其可識(shí)別路邊打傘的目標(biāo)人群，能清晰地做好輪廓區(qū)分；同時(shí)，運(yùn)用人工智能算法，將卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法集成在SOC（服務(wù)器操作中心）上，加強(qiáng)對(duì)物體的檢測(cè)；最后，將密集光流檢測(cè)和紋理檢測(cè)結(jié)合起來(lái)，博世第三代攝像頭可支持對(duì)紅綠燈的檢測(cè)。

藏在前面的雷達(dá)

奔馳現(xiàn)在只使用立體攝像頭模塊作為其防碰撞輔助系統(tǒng)的標(biāo)配。

為了保護(hù)研究中最易受到車輛碰撞的弱勢(shì)道路使用者（VRU），要求AEB要識(shí)別行人

和自行車騎行者，這就直接推動(dòng)了主機(jī)廠增加一個(gè)前風(fēng)擋攝像頭模塊，用來(lái)進(jìn)行物體識(shí)別，防止與行人和自行車騎行者碰撞。AEB要求還需要具有夜間的性能，這又讓攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍增加。因此對(duì)SRL的需求已明顯減少，越來(lái)越多地由前風(fēng)擋攝像頭來(lái)執(zhí)行?；旧献?016年和2018年兩次對(duì)AEB要求的增加，許多主機(jī)廠已經(jīng)從SRL轉(zhuǎn)變?yōu)榈綌z像頭戰(zhàn)略了。

攝像頭還需要提高分辨率和幀速率，以便對(duì)與AEB在同一傳感器上運(yùn)行的其他ADAS應(yīng)用進(jìn)行傳感。前風(fēng)擋的單目成本在100-150美元之間，cover一系列不同的ADAS應(yīng)用，不僅僅是AEB。這種多功能傳感器比SRL綜合成本效益更高（雖然成本低于50美元，但只限一個(gè)應(yīng)用）。AEB通常通過(guò)前風(fēng)擋攝像頭與其他ADAS功能捆綁在一起，如LDW、自動(dòng)遠(yuǎn)光輔助（AHB）和TSR，以及部分交通擁堵協(xié)助的ACC低速狀態(tài)。

視覺(jué)實(shí)現(xiàn)AEB系統(tǒng)功能，在技術(shù)上已經(jīng)不再是什么難題。成本和性能上的優(yōu)勢(shì)使其應(yīng)用前景廣闊，必定是將來(lái)各大廠家的首選。

巴黎的某初創(chuàng)公司使用常規(guī)基于幀的視覺(jué)攝像頭的AEB系統(tǒng)與其他部署了事件驅(qū)動(dòng)攝像頭進(jìn)行了比較，視頻顯示，它的攝像頭在發(fā)現(xiàn)行人方面得分更高。

⑥CCD相機(jī)

CCD視頻測(cè)距通過(guò)CCD相機(jī)對(duì)行駛再高速公路上的車輛進(jìn)行成像采集，將采集到的連續(xù)視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理以及特征提取，進(jìn)而可以從圖像系列中檢測(cè)到車輛的速度。一般而言，視頻測(cè)距設(shè)備架在空中，安裝十分方便，而且受路面狀況的影響很小，實(shí)現(xiàn)車輛測(cè)速的同時(shí)還可以對(duì)汽車進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，可也有效獲取超汽車的完整信息。但是CCD視頻測(cè)距非常容易受到天氣狀況的影響，尤其是在沙塵、大霧、黑夜等惡劣天氣條件下，它的工作效能都將大打折扣。此外，對(duì)于高速公路上快速行駛的汽車來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確識(shí)別難度相對(duì)比較大。

2.電子控制單元接收行車環(huán)境信息采集單元的檢測(cè)信號(hào)，綜合收集到的數(shù)據(jù)信息，依照一定的算法對(duì)車輛行駛狀況進(jìn)行分析判斷，同時(shí)對(duì)執(zhí)行單元發(fā)出控制指令。

數(shù)據(jù)分析模塊，也稱為算法模塊。對(duì)測(cè)距模塊傳回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷。利用數(shù)據(jù)分析模塊將測(cè)出的距離與報(bào)警距離、安全距離進(jìn)行比較，小于報(bào)警距離時(shí)就進(jìn)行報(bào)警提示，而小于安全距離時(shí)即使在駕駛員沒(méi)來(lái)得及踩制動(dòng)踏板的情況下，AEB系統(tǒng)也會(huì)啟動(dòng)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)下達(dá)相應(yīng)的指令，例如使汽車自動(dòng)制動(dòng)，減速等操作。

全球算法領(lǐng)域龍頭Mobileye基本壟斷了算法市場(chǎng)，但是由于中國(guó)更為復(fù)雜的交通情況，Mobileye在中國(guó)市場(chǎng)面臨很大挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)部分廠商在算法方面擁有較強(qiáng)的自主技術(shù)，在識(shí)別率方面與Moblieye差距不大。

感知模塊和算法模塊，構(gòu)成所謂的“預(yù)警系統(tǒng)” ，預(yù)警模塊門檻相對(duì)較低，客戶集中度不高，而執(zhí)行模塊由于真正涉及到駕乘者的人身安全與駕駛操控體驗(yàn)，一方面整車廠肯定會(huì)牢牢把關(guān)；另一方面對(duì)應(yīng)的零配件廠一定是作為一級(jí)供應(yīng)商存在于產(chǎn)業(yè)鏈之中，并且將會(huì)是向上下游并購(gòu)延伸的最佳環(huán)節(jié)。

當(dāng)數(shù)據(jù)從兩個(gè)不同的傳感器融合時(shí)，ADAS ECU用于收集和處理原始傳感器數(shù)據(jù)，然后決定是否激活制動(dòng)系統(tǒng)。ECU也是自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)的源頭，其中需要更多的傳感器甚至更高水平的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此AEB的增強(qiáng)甚至要用到像自動(dòng)駕駛的那種高帶寬車載網(wǎng)絡(luò)。

在AEB中，有兩種不同形式的傳感器融合：不同位置的傳感器連接到單獨(dú)的ECU；或者傳感器和ECU都安裝在特定位置的單個(gè)模塊中。最常用的方法是前者，不同的傳感器連接到單獨(dú)的ECU，傳感器通常是前風(fēng)擋攝像頭和前格柵或保險(xiǎn)杠上的LRR。單獨(dú)ECU的優(yōu)點(diǎn)是可將它布置在兩種類型傳感器之間降低延遲，缺點(diǎn)是前風(fēng)擋攝像頭需額外作散熱處理會(huì)比較缺乏空間，后者方法集成在一起也是為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

后一種方法其實(shí)更有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榍帮L(fēng)擋攝像頭可能影響到雷達(dá)的性能。一些供應(yīng)商已嘗試開(kāi)發(fā)此類集成傳感器和ECU的模塊，但性能都不太讓人滿意。Aptiv為沃爾沃提供RaCAM模塊，Nidec最近也推出了攝像頭和雷達(dá)一體的模塊ISF（集成了傳感器融合）。

此外，恩智浦正在支持客戶將攝像頭數(shù)據(jù)融合到雷達(dá)模塊ECU中。Xilinx提供基于FPGA的器件用作傳感器融合中的硬件加速器，還支持客戶用來(lái)將數(shù)據(jù)融合到雷達(dá)模塊ECU中。

不同車型主動(dòng)剎車系統(tǒng)采用的監(jiān)測(cè)方式不一樣，最后能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也有很大差別。如果車輛僅僅采用了單個(gè)雷達(dá)或者單目攝像頭，能夠探測(cè)的范圍和距離就十分的有限；現(xiàn)在帶有主動(dòng)剎車系統(tǒng)的車輛一般采用的都是雷達(dá)+單目攝像頭，基本能夠很好的識(shí)別車輛和行人；而一些高端車型像捷豹、路虎采用的就是雙目攝像頭，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量與障礙物之間的距離，預(yù)防碰撞效果更好。

3.執(zhí)行單元接收電子控制單元發(fā)出的指令，并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。預(yù)警和剎車功能通過(guò)多個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)，如聲光報(bào)警模塊、LED 顯示模塊、自動(dòng)減速和自動(dòng)制動(dòng)模塊等。

AEB的執(zhí)行機(jī)構(gòu)就是傳統(tǒng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)，是AEB系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，AEB功能實(shí)現(xiàn)最終的輔助制動(dòng)效果需要制動(dòng)系統(tǒng)配合。

4.AEB系統(tǒng)儀表指示燈和組合儀表顯示

利用數(shù)據(jù)分析模塊將測(cè)出的距離與警報(bào)距離、安全距離進(jìn)行比較，小于警報(bào)距離時(shí)就進(jìn)行警報(bào)提示；小于安全距離時(shí)即使在駕駛員沒(méi)來(lái)得及踩制動(dòng)踏板的情況下，AEB系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)，使汽車自動(dòng)制動(dòng)。在車輛即將與前方物體碰撞的情況下，AEB系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)施加制動(dòng)壓力，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板的那一刻會(huì)立即提供最大的制動(dòng)助力。如果駕駛員進(jìn)行的轉(zhuǎn)向或制動(dòng)干預(yù)不足以避免碰撞，自動(dòng)緊急制動(dòng)功能會(huì)施加最大的制動(dòng)壓力，以幫助減輕碰撞所造成的影響。最后一步為防抱死制動(dòng)（ABS），確保最大程度的減速。自動(dòng)緊急制動(dòng)是車輛安全系統(tǒng)應(yīng)對(duì)緊急情況的最終解決方案。

2.傳感器融合

通過(guò)不斷尋求改進(jìn)對(duì)AEB的要求，NCAP旨在進(jìn)一步降低碰撞發(fā)生率，從而減少傷害和死亡，因此傳感器融合一定是AEB持續(xù)改進(jìn)的合理方向。自動(dòng)駕駛感知技術(shù)所采用的傳感器主要包括攝像頭、激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)等。這些傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)，也互為補(bǔ)充，將這些傳感器組合在一起，相互克服各自的缺點(diǎn)也許是一種最穩(wěn)妥的方案。

AEB系統(tǒng)將激光與毫米波雷達(dá)復(fù)合應(yīng)用在一起，充分發(fā)揮了不同雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，規(guī)避了各自的不足：激光雷達(dá)可以解決毫米波雷達(dá)易受目標(biāo)漫反射及復(fù)雜環(huán)境下的干擾問(wèn)題，毫米波雷達(dá)則解決了激光雷達(dá)易受惡劣天氣（雨、雪、霧及揚(yáng)塵）影響問(wèn)題。通過(guò)激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)的復(fù)合應(yīng)用，以及科學(xué)合理的算法，不僅可以滿足防撞系統(tǒng)全天時(shí)、全天候、全車速工作不受影響，也解決了單一雷達(dá)易產(chǎn)生誤判，從而導(dǎo)致防撞系統(tǒng)易出現(xiàn)虛警及誤剎車問(wèn)題。隨著AEB應(yīng)對(duì)的駕駛場(chǎng)景更復(fù)雜，需要在更多駕駛場(chǎng)景中可靠性地檢測(cè)物體，能夠在更具挑戰(zhàn)的場(chǎng)景下識(shí)別不同的物體，例如在前方切入其它車輛，以及由于前方車輛駛出車道突然要面對(duì)一輛靜止的車輛，必須增加傳感器確保系統(tǒng)可以跟蹤更多目標(biāo)，使得傳感器融合的情況增加。通常是雷達(dá)或LiDAR與前向攝像頭融合，這兩大類傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)，毫米波雷達(dá)和LiDAR組合在各種天氣條件下在測(cè)距方面性能卓越，但在物體分類上表現(xiàn)不佳，例如有報(bào)道稱基于雷達(dá)的AEB和ACC錯(cuò)誤地檢測(cè)到前方有其它車輛，但事實(shí)上這些只是金屬防撞欄、金屬龍門標(biāo)志和隧道墻的雷達(dá)反射。

通過(guò)增加前風(fēng)擋攝像頭，它可以使車輛以更高的速度在車道線或道路曲率內(nèi)行駛而不會(huì)轉(zhuǎn)向其它車輛，這符合AEB Interurban的要求。2017年初特斯拉Model S和卡車相撞的那起致命碰撞事故，可能是LRR無(wú)法正確檢測(cè)和分類卡車的側(cè)面輪廓，并且由于卡車車身顏色是白色的，

又是個(gè)大晴天，前風(fēng)擋攝像頭也未能進(jìn)行識(shí)別，是漏判的結(jié)果。

AEB中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)許多對(duì)與不存在的物體發(fā)生可能碰撞誤報(bào)的傳感器讀數(shù)，誤差讀數(shù)的水平可以在嵌入AEB功能的后裝行車記錄儀中看到，但缺少雷達(dá)或LiDAR的更精確的距離測(cè)量，通過(guò)傳感器融合，新的AEB系統(tǒng)可以更準(zhǔn)確地檢測(cè)物體并減少誤報(bào)讀數(shù)。

上述事件使一些主機(jī)廠意識(shí)到需要傳感器融合來(lái)實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的AEB，但AEB不斷提高的性能要求，將大大提高處理要求。不過(guò)，成本依然是廠家們關(guān)注的重點(diǎn)，要想快速推廣應(yīng)用，只能夠大幅降低成本（雷達(dá)成本短時(shí)降低非常困難）。

目前AEB技術(shù)以雷達(dá)和影像辨識(shí)模塊為主流，在家用車領(lǐng)域一般是兩者相結(jié)合。多數(shù)車廠會(huì)選擇用雷達(dá)來(lái)偵測(cè)前方障礙物的相對(duì)距離和速度，并和影像模塊拍攝到的信息進(jìn)行融合，再傳輸?shù)胶蠓降腅CU，分析出與前方障礙物之間的預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間和安全距離，分析之后做出警示甚至于剎車。這一套信息和人非常相似——眼睛鼻子耳朵采集信息，大腦負(fù)責(zé)綜合處理。AEB系統(tǒng)通過(guò)結(jié)合前視雷達(dá)和攝像系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)，提供一個(gè)完整、精確、實(shí)時(shí)的前方道路影像。系統(tǒng)的工作需要前視77GHz（長(zhǎng)距離）或24GHz（中距離）雷達(dá)和一個(gè)可伸縮攝像系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。

針對(duì)一般在城市場(chǎng)景中相對(duì)低速行駛的緊湊車型的成本問(wèn)題，大陸有一款安裝在前風(fēng)擋攝像頭MFL（多功能攝像頭和LiDAR）集成傳感器模塊，給豐田緊湊車型供應(yīng)MFL，作為其Safety Sense C安全包的一部分。MFL模塊中使用的SRL探距為30m，能以80km/h的速度行駛，并可以更可靠地防止在30km/h下的碰撞。

AEB傳感器融合帶來(lái)的性能增強(qiáng)也涉及到了其它ADAS應(yīng)用，這給主機(jī)廠一些可操作的空間。AEB和與之共用前風(fēng)擋攝像頭的一些其它ADAS功能逐漸成為標(biāo)配。主機(jī)廠想到AEB與ACC共用一個(gè)雷達(dá)，在標(biāo)配AEB前提下，提供ACC的選配，ACC與AEB共用傳感器與處理器，作為提高銷售利潤(rùn)的方式之一。由于MRR的能力有限，一些平價(jià)車型的ACC功能可能會(huì)僅限于低速狀態(tài)下的交通擁堵協(xié)助。

雷達(dá)+前風(fēng)擋攝像頭組合增強(qiáng)版的AEB系統(tǒng)得以快速普及，這主要?dú)w功于MRR的成本迅速降到了約$50，降低成本的另一個(gè)原因是與LRR共用76-79GHz頻道。本田此前為其CMBS（碰撞緩解制動(dòng)系統(tǒng)）安裝了單一LRR，為了在2015款A(yù)cura RLX中實(shí)現(xiàn)行人識(shí)別，又加裝了前風(fēng)擋攝像頭。

E-NCAP五星安全標(biāo)準(zhǔn)要求滿足AEB Crossing、AEB Junction和AEB Head-On的標(biāo)準(zhǔn)，這些要求需要在通過(guò)交叉路口時(shí)檢測(cè)相鄰道路上的VRU，因此必須配備額外的傳感器來(lái)擴(kuò)大FoV。在城市的交通路口行駛時(shí)，車輛通常以低速行駛，兩個(gè)前向雙側(cè)的SRR足以在前向預(yù)警中提供夠用的FoV了，MRR現(xiàn)在已有很大優(yōu)勢(shì)，同樣也適用于前向預(yù)警。大眾途銳Front Cross Assist和Intersection Assist系統(tǒng)在前保險(xiǎn)杠上使用了兩個(gè)廣角安裝的雷達(dá)，可自動(dòng)施加制動(dòng)，并可以在時(shí)速低于10km/h時(shí)防止與前方穿過(guò)的車輛發(fā)生碰撞。

前向預(yù)警功能需要甄別不同的物體（例如車輛和行人），它們以不同的速度移動(dòng)，挑戰(zhàn)在于選擇具有不同探測(cè)距離的的傳感器，可以使用最大探測(cè)距離30m的側(cè)向或廣角攝像頭來(lái)檢測(cè)穿過(guò)相鄰道路的行人。三目前風(fēng)擋攝像頭模塊還可以加寬FoV，并為AEB Crossing提供物體識(shí)別功能。目前許多車型的前格柵上都安裝了前向攝像頭，駕駛員可以在顯示屏查看交通狀況。但作為環(huán)視系統(tǒng)的一部分，前向攝像頭并不具備物體識(shí)別功能。環(huán)視系統(tǒng)需要ECU從四個(gè)或更多個(gè)攝像頭接收數(shù)據(jù)，然后可以將圖像數(shù)輸送到顯示器并提供物體識(shí)別能力，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到制動(dòng)系統(tǒng)。但Clarion的環(huán)視系統(tǒng)可以進(jìn)行一些移動(dòng)物體檢測(cè)，但僅限于預(yù)警功能上。因攝像頭比雷達(dá)受到天氣和光照條件的影響較大，前向預(yù)警中可能也會(huì)進(jìn)行傳感器融合。但雷達(dá)可能需要新的天線設(shè)計(jì)并且變得更加復(fù)雜，因此在前向預(yù)警這塊融合雷達(dá)可能會(huì)先從高端車型開(kāi)始。

隨著AEB應(yīng)對(duì)的場(chǎng)景復(fù)雜性提高，已越來(lái)越多地采用前風(fēng)擋攝像頭與雷達(dá)的融合方式，但傳感器融合目前僅限于兩組獨(dú)立供應(yīng)商傳感器的處理數(shù)據(jù)的高級(jí)融合，盡管原始像素級(jí)數(shù)據(jù)的融合是未來(lái)可能的方向。因此如何高效的融合多傳感器數(shù)據(jù)，也就自然的成為了感知算法研究的熱點(diǎn)之一。

激光雷達(dá)和攝像頭如何在感知任務(wù)中融合，重點(diǎn)是目前主流的基于深度學(xué)習(xí)的融合算法。

攝像頭產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是2D圖像，對(duì)于物體的形狀和類別的感知精度較高。深度學(xué)習(xí)技術(shù)的成功起源于計(jì)算機(jī)視覺(jué)任務(wù)，很多成功的算法也是基于對(duì)圖像數(shù)據(jù)的處理，因此目前基于圖像的感知技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。圖像數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)在于受外界光照條件的影響較大，很難適用于所有的天氣條件。對(duì)于單目系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，獲取場(chǎng)景和物體的深度（距離）信息也比較困難。雙目系統(tǒng)可以解決深度信息獲取的問(wèn)題，但是計(jì)算量很大。激光雷達(dá)在一定程度上彌補(bǔ)了攝像頭的缺點(diǎn)，可以精確的感知物體的距離，但是限制在于成本較高，車規(guī)要求難以滿足，因此在量產(chǎn)方面比較困難。同時(shí)，激光雷達(dá)生成的3D點(diǎn)云比較稀疏（比如垂直掃描線只有64或128）。對(duì)于遠(yuǎn)距離物體或者小物體來(lái)說(shuō)，反射點(diǎn)的數(shù)量會(huì)非常少。

如下圖所示，圖像數(shù)據(jù)和點(diǎn)云存在著巨大的差別。首先是視角不同，圖像數(shù)據(jù)是真實(shí)世界通過(guò)透視投影得到的二維表示，而三維點(diǎn)云則包含了真實(shí)世界歐式坐標(biāo)系中的三維信息，可以投影到多種視圖。其次是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，圖像數(shù)據(jù)是規(guī)則的，有序的，稠密的，而點(diǎn)云數(shù)據(jù)是不規(guī)則的，無(wú)序的，稀疏的。在空間分辨率方面，圖像數(shù)據(jù)也比點(diǎn)云數(shù)據(jù)高很多。

自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)中有兩個(gè)典型的任務(wù)：物體檢測(cè)和語(yǔ)義分割。深度學(xué)習(xí)技術(shù)的興起首先來(lái)自視覺(jué)領(lǐng)域，基于圖像數(shù)據(jù)的物體檢測(cè)和語(yǔ)義分割已經(jīng)被廣泛和充分的研究。隨著車載激光雷達(dá)的不斷普及以及一些大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)布，點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的研究這幾年來(lái)發(fā)展也非常迅速。以物體檢測(cè)任務(wù)為主來(lái)介紹不同的融合方法。語(yǔ)義分割的融合方法可以由物體檢測(cè)擴(kuò)展得到。

物體檢測(cè)的策略分為：決策層融合，決策+特征層融合，以及特征層融合。在決策層融合中，圖像和點(diǎn)云分別得到物體檢測(cè)結(jié)果（BoundingBox），轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系后再進(jìn)行合并，用到的大都是一些傳統(tǒng)的方法，比如IoU計(jì)算，卡爾曼濾波等，與深度學(xué)習(xí)關(guān)系不大文就不做介紹了，簡(jiǎn)略講后兩種融合策略。

決策+特征層融合策略的主要思路是將先通過(guò)一種數(shù)據(jù)生成物體的候選框（Proposal）。如果采用圖像數(shù)據(jù)，那么生成的就是2D候選框，如果采用點(diǎn)云數(shù)據(jù)，那么生成的就是3D候選框。然后將候選框與另外一種數(shù)據(jù)相結(jié)合來(lái)生成最終的物體檢測(cè)結(jié)果（也可以再重復(fù)利用生成候選框的數(shù)據(jù)）。這個(gè)結(jié)合的過(guò)程就是將候選框和數(shù)據(jù)統(tǒng)一到相同的坐標(biāo)系下，可以是3D點(diǎn)云坐標(biāo)（比如F-PointNet），也可以是2D圖像坐標(biāo)（比如IPOD）。決策+特征層融合的特點(diǎn)是以物體候選框?yàn)橹行膩?lái)融合不同的特征，融合的過(guò)程中一般會(huì)用到ROI pooling（比如雙線性插值），而這個(gè)操作會(huì)導(dǎo)致空間細(xì)節(jié)特征的丟失。

特征層融合，也就是直接融合多種特征。比如說(shuō)將點(diǎn)云映射到圖像空間，作為帶有深度信息的額外通道與圖像的RGB通道進(jìn)行合并。這種思路簡(jiǎn)單直接，對(duì)于2D物體檢測(cè)來(lái)說(shuō)效果不錯(cuò)。但是融合的過(guò)程丟失了很多3D空間信息，因此對(duì)于3D物體檢測(cè)來(lái)說(shuō)效果并不好。由于3D物體檢測(cè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，特征層融合也更傾向于在3D坐標(biāo)下完成，這樣可以為3D物體檢測(cè)提供更多信息。

3.為什么AEB的行人檢測(cè)經(jīng)常會(huì)失效？

最好的“行人保護(hù)”就是機(jī)動(dòng)車不撞人，主動(dòng)剎車輔助系統(tǒng)在幾年前剛配備在新車上時(shí)，一度被叫停，因?yàn)楦骷褹EB采用的攝像頭的技術(shù)不一，導(dǎo)致并不是所有的AEB都具備行人探測(cè)功能，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有使用獨(dú)立的感知系統(tǒng)。如今最新的主動(dòng)剎車輔助系統(tǒng)中，已經(jīng)可以利用攝像頭提早“嗅”到與行人發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)，隨后將接收到的信號(hào)傳至ECU，ECU判斷后下達(dá)指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這時(shí)車輛會(huì)利用車內(nèi)的聲光提醒來(lái)警示駕駛?cè)?，如果駕駛?cè)擞捎谄隈{駛等因素沒(méi)有做出任何應(yīng)對(duì)措施，即將發(fā)生碰撞時(shí)主動(dòng)剎車輔助系統(tǒng)會(huì)及時(shí)介入。但主動(dòng)剎車輔助系統(tǒng)并不是立即剎停車輛，因?yàn)镋CU會(huì)根據(jù)當(dāng)前的車速和前后方的行駛狀況綜合考慮，下達(dá)減速行駛或緊急剎停的指令。

AAA對(duì)ADAS車輛進(jìn)行了測(cè)試，重點(diǎn)放在了行人檢測(cè)上，用行人檢測(cè)（AEB-P）對(duì)AEB進(jìn)行了測(cè)試，AAA的測(cè)試結(jié)果幾乎是毀滅性的。

AEB是ADAS的基礎(chǔ)，但針對(duì)行人的AEB-P“比AEB難一個(gè)數(shù)量級(jí)”。為什么在閉環(huán)測(cè)試中，據(jù)稱配備了行人檢測(cè)的AEB的車輛會(huì)一個(gè)接一個(gè)地撞到測(cè)試假人？

ADAS的目的是協(xié)助駕駛員提高道路安全，安全第一，然后是自動(dòng)駕駛，行人安全應(yīng)該是ADAS的主要關(guān)注點(diǎn)。AEB對(duì)于ADAS是至關(guān)重要的，沒(méi)有它，甚至無(wú)法想象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，而且它是所有ADAS功能中最重要的，并且可能是挽救最多生命的應(yīng)用程序。

調(diào)查結(jié)果促使提出了以下建議：“不要依賴行人檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)避免碰撞。這些系統(tǒng)是備用的，而不是避免碰撞的主要手段?！?/section>

經(jīng)過(guò)測(cè)試的所有四款車型都采用了“攝像機(jī)+雷達(dá)”組合。而在這種組合下，是什么因素導(dǎo)致了AEB-P功能如此不一致呢？

• 問(wèn)題是否來(lái)自成像傳感器或雷達(dá)的分辨率不足？

• 還是與傳感器融合算法有關(guān)？

• 使用熱成像傳感器可以幫助車輛在夜間看到行人。但是否可以簡(jiǎn)單地通過(guò)添加另一個(gè)（具有不同模式）傳感器來(lái)解決這些問(wèn)題呢？

將雷達(dá)和攝像頭組合在一起，融合的數(shù)據(jù)仍只能顯示出對(duì)車輛周圍環(huán)境有限的了解，也許是成本問(wèn)題，OEM傾向于為ADAS使用成本更低的傳感器，鑒于ADAS功能有望在大眾市場(chǎng)普及，因此OEM不太可能會(huì)花更多的資金購(gòu)買專用傳感器（激光雷達(dá)或熱成像儀），來(lái)降低AEB-P失效的可能。

在AEB的前提下，誤報(bào)本身會(huì)導(dǎo)致致命危險(xiǎn)。雷達(dá)是AEB系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，因?yàn)樗梢詼y(cè)量碰撞時(shí)間，但雷達(dá)也容易出現(xiàn)誤報(bào)（false positives），例如將靜止的車輛誤認(rèn)為危險(xiǎn)物。因此為了限制誤報(bào)，最終不得不過(guò)濾掉大量數(shù)據(jù)。雷達(dá)也有很多噪聲，這也可能導(dǎo)致誤報(bào)，這就是為什么具有碰撞預(yù)警功能的車輛，會(huì)不時(shí)收到異常的碰撞預(yù)警。

在AEB的一般背景下，AEB-P大大地提高了性能要求，因?yàn)楸仨氉R(shí)別并跟蹤道路上的行人。雷達(dá)正變得越來(lái)越好，但對(duì)它與人類打交道時(shí)仍然缺乏信心，因此通常需要將其與攝像頭配合使用。雖然將攝像頭與AEB-P的雷達(dá)耦合起來(lái)是好的，但可能還不夠好，有太多環(huán)境條件限制了攝像頭的性能，這導(dǎo)致當(dāng)前AEB-P系統(tǒng)的性能不佳。

基于攝像頭、雷達(dá)、攝像頭+雷達(dá)或攝像頭+激光雷達(dá)的AEB系統(tǒng)的成功在安全性方面得到了充分的證明。全球的追尾事故和死亡人數(shù)大約減少了50％，總體事故/死亡人數(shù)減少了10-15％。

但是，當(dāng)同樣的AEB技術(shù)應(yīng)用于行人檢測(cè)時(shí)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)事故/死亡人數(shù)減少了10-15％就不那么令人滿意了。

AEB-P很難做到這一點(diǎn)問(wèn)題出在第一代AEB系統(tǒng)的車輛前方相對(duì)狹窄的視場(chǎng)FoV，這是AEB系統(tǒng)無(wú)法了解車輛前方情況的主要原因。新一代AEB系統(tǒng)基于Intel-Mobileye EyeQ4或Visconti 4，它們通常會(huì)通過(guò)采用更多具有更寬FoV的攝像頭來(lái)改善參數(shù)。現(xiàn)在還不知道三目攝像頭相對(duì)于單目攝像頭的安全優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)該會(huì)更好。接下來(lái)是第三代AEB系統(tǒng)。這些系統(tǒng)將使用全環(huán)繞的攝像頭。這就是特斯拉將用其FSD計(jì)算機(jī)做的事情。通過(guò)了解整個(gè)環(huán)境，AEB應(yīng)該隨著時(shí)間的推移而改善。

為了使AEB保護(hù)行人免受車輛的碰撞，必須做什么？要使AEB系統(tǒng)在行人檢測(cè)功能始終如一地發(fā)揮作用，需要做什么？認(rèn)為有三種方法可以突破AEB-P的障礙：

首先，OEM可以使用更多相同數(shù)據(jù)、更多相同計(jì)算，這是與Mobileye推出的EyeQ4、EyeQ5和東芝推出的Visconti 4、Visconti 5保持同步的一種方法。價(jià)格大約在150美元左右，等待著在摩爾定律下繼續(xù)改善。

其次，OEM可能會(huì)尋求更好的數(shù)據(jù)，或多或少地使用相同的計(jì)算。這種方法是由Flir、Prophesee和固態(tài)激光雷達(dá)公司提倡的。缺點(diǎn)是一開(kāi)始可能要多花一些錢，但從營(yíng)銷的角度來(lái)看，這些公司必須以當(dāng)前的市場(chǎng)價(jià)格提供更好的系統(tǒng)。

第三種方法是創(chuàng)建更好的數(shù)據(jù)和更好的計(jì)算。稱其為“新范式”，是將新傳感器與新的計(jì)算方式相結(jié)合。這是神經(jīng)形態(tài)感知和計(jì)算的前景。一些公司已經(jīng)在傳感器和計(jì)算方面進(jìn)行了創(chuàng)新，將創(chuàng)新的高光譜激光雷達(dá)+感知算法推向了市場(chǎng)。

為什么高速行駛時(shí)AEB會(huì)失靈？

目前在大多數(shù)車型的ADAS系統(tǒng)中，對(duì)靜態(tài)物體的處理都有些問(wèn)題，由于雷達(dá)本身FOV的局限，一般它更擅長(zhǎng)探測(cè)移動(dòng)中的物體，對(duì)于雷達(dá)來(lái)說(shuō)靜態(tài)物體多數(shù)就是那些道路兩側(cè)的樹(shù)木之類。

AEB一般在低速情況下（例如20mph）系統(tǒng)會(huì)表現(xiàn)的比較正常，但在高速狀態(tài)下（例如70mph）就要另當(dāng)別論了。根本原因是ADAS是遵循“不傷害為先（first do no harm）”的開(kāi)發(fā)哲學(xué)，車輛在低速下突然剎車不會(huì)有什么大問(wèn)題，但在高速狀態(tài)下因制動(dòng)距離發(fā)生極大變化，系統(tǒng)在車輛距離目標(biāo)物的遠(yuǎn)處就要開(kāi)始剎車，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生對(duì)周邊狀況的一系列誤判，如會(huì)把鄰車道的物體識(shí)別在本車道上等，還要考慮到在高速下急剎車對(duì)駕駛員本身的傷害與追尾安全隱患之間的矛盾。

同樣地，AEB和ACC的問(wèn)題類似，與LKA之間是彼此獨(dú)立的系統(tǒng)，無(wú)法和攝像頭的數(shù)據(jù)很好地融合。因此現(xiàn)在多數(shù)AEB系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)處物體所在的車道、車輛與行人無(wú)法進(jìn)行很好的區(qū)分與識(shí)別。所以，目前大多數(shù)AEB系統(tǒng)在高速行駛狀態(tài)下不會(huì)啟動(dòng)。

總結(jié)下來(lái)大致有以下四點(diǎn)：

1、受路況、天氣等外界因素影響較大

2、受工作速度區(qū)間的限制（大致在5km/h-80km/h之間）

3、受光線影響較大，例如在黑暗或隧道中不起作用

4、自行車或輪廓模糊的行人不能有效識(shí)別

線控制動(dòng)系統(tǒng)的AEB功能開(kāi)發(fā)

1 AEB系統(tǒng)方案

確定了以下AEB系統(tǒng)架構(gòu)：傳感器選用77G毫米波雷達(dá)，主要用于目標(biāo)檢測(cè)，具備探測(cè)距離遠(yuǎn)、距離精度高、中遠(yuǎn)程自動(dòng)切換的優(yōu)勢(shì)， 可追蹤多達(dá) 64 個(gè)目標(biāo)；制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為線控電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)EHB，并集成AEB功能算法；量產(chǎn)方案中ESC作為EHB的壓力備份冗余以及車輛信息交互。系統(tǒng)架構(gòu)原理如下圖所示。

2 環(huán)境感知及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 毫米波雷達(dá)測(cè)試及數(shù)據(jù)處理 

對(duì)毫米波目標(biāo)CAN數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，獲取幀 ID、檢測(cè)到的目標(biāo)個(gè)數(shù)、目標(biāo)的序號(hào)及其置信度、 橫向位置、橫向速度、縱向位置、縱向速度等數(shù)據(jù)。對(duì)解析出來(lái)的檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行篩選，去除無(wú)效目標(biāo)、高度目標(biāo)、篩選出本車道的候選目標(biāo)。

雷達(dá)在掃描期間偶爾會(huì)出現(xiàn)的非空信號(hào)目標(biāo)，這種信號(hào)出現(xiàn)時(shí)間極短，連續(xù)性差，偶爾出現(xiàn)的連續(xù)數(shù)據(jù)在數(shù)值上跳動(dòng)性較大，沒(méi)有實(shí)際意義，對(duì)目標(biāo)車輛和防撞預(yù)警也會(huì)產(chǎn)生影響，因此需要去除。前方具備通過(guò)性的障礙物目標(biāo)信息，比如高架橋、減速帶、限高桿、 指示牌等，這些目標(biāo)出現(xiàn)在毫米波視場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)可能會(huì)造成車輛誤動(dòng)作。下圖為毫米波雷達(dá)主要篩選算法。

2.2 毫米波雷達(dá)實(shí)車輸出測(cè)試 

毫米波雷達(dá)目標(biāo)篩選和處理后，完成毫米波雷達(dá)裝車并進(jìn)行各路況測(cè)試，同時(shí)編寫上位機(jī)程序用以顯示目標(biāo)檢測(cè)效果。

該雷達(dá)具備較好的目標(biāo)識(shí)別能力，通過(guò)實(shí)際路況測(cè)試，對(duì)具備高度信息的障礙物（如廣告牌、減 速帶）能識(shí)別并過(guò)濾，對(duì)成人目標(biāo)可做到有效識(shí)別。

在完成毫米波雷達(dá)輸出信號(hào)準(zhǔn)確度確認(rèn)后， 在毫米波雷達(dá)輸出CAN信息中增加一路CAN ID信息，其中涵蓋危險(xiǎn)目標(biāo)的碰撞時(shí)間（Time to Collision，TTC）計(jì)算等相關(guān)信息，可作為AEB功能算法輸入。

3 AEB 系統(tǒng)功能實(shí)車驗(yàn)證

3.1 AEB 系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)

AEB主要功能邏輯如下圖所示，主要包含：

（1）TTC及制動(dòng)壓力算法；

（2）激活及抑制條件。首先判斷是否滿足AEB激活條件，如：車速＞0， 擋位處于 D 擋，EPS方向盤轉(zhuǎn)角是否回位等，如 全部滿足則輸出TTC給AEB系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)壓力的 計(jì)算，如不滿足則AEB功能被抑制或退出。設(shè)定TTC觸發(fā)值，如果實(shí)際TTC值＜觸發(fā)值，則認(rèn)為AEB/FCW功能被觸發(fā)，由線控制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行制動(dòng)壓力計(jì)算值，完成緊急制動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作。

在緊急制動(dòng)執(zhí)行過(guò)程中，如果滿足AEB抑制條件，如：駕駛員主動(dòng)轉(zhuǎn)向避險(xiǎn)、加速踏板明顯被踩踏等，都認(rèn)為駕駛員主動(dòng)干預(yù)，AEB功能將被抑制。

以 ESC 為執(zhí)行器的AEB系統(tǒng)因其壓力控制精 度較低、響應(yīng)慢，TTC 觸發(fā)多采用最大制動(dòng)減速度 保證制動(dòng)安全，但這會(huì)造成制動(dòng)舒適性及駕駛員安全感降低。

所設(shè)計(jì)的以線控制動(dòng)為執(zhí)行器的AEB系統(tǒng)采用制動(dòng)安全距離為控制目標(biāo)，可根據(jù)實(shí)際工況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)制動(dòng)減速度，可明顯改善制動(dòng)效果及舒適性。設(shè)TTC觸發(fā)時(shí)，兩車相對(duì)速度為V0，兩車相對(duì)距離為S0，相對(duì)安全距離目標(biāo)為Ssafe，前車減速度為afro（目標(biāo)信息可由毫米波雷達(dá)提供），本車減速度為a，根據(jù)動(dòng)力學(xué)公式：

本車減速度控制目標(biāo)：

進(jìn)一步考慮整車模型、道路、制動(dòng)系統(tǒng)模型等， 得到輪缸制動(dòng)壓力P與本車制動(dòng)減速度目標(biāo)a的解析關(guān)系：

式中：dw為輪缸直徑；BF為制動(dòng)效能因數(shù)；n為單輪輪缸數(shù)量；r 為制動(dòng)有效半徑。根據(jù)所匹配的實(shí)際車型參數(shù)，換算關(guān)系為 P a = × 70.628 8 P a = × 70.628 8 。

Vector公司的CANoe具有強(qiáng)大的CAN總線設(shè)計(jì)及仿真功能，借助CANoe_Simulink軟件接口， 可使Simulink控制模型與整車CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通訊， 搭建快速控制原型，驗(yàn)證算法的實(shí)時(shí)性和可靠性， 聯(lián)合模型如下圖所示。

3.2 AEB 系統(tǒng)功能測(cè)試 

在封閉場(chǎng)地對(duì) AEB 樣車進(jìn)行功能測(cè)試驗(yàn)證， 試驗(yàn)設(shè)備構(gòu)成如下圖所示。

在10～40 km/h本車車速范圍內(nèi)，對(duì)前靜止目標(biāo)進(jìn)行AEB功能隨機(jī)測(cè)試， 相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行記錄和分析。 

如下圖所示，AEB功能執(zhí)行過(guò)程中，為控制制動(dòng)距離，由TTC直接計(jì)算得到的制動(dòng)力計(jì)算值可能會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)或減小，通過(guò)AEB功能算法保證制 動(dòng)力不減，并根據(jù)危險(xiǎn)程度降低做實(shí)時(shí)制動(dòng)力值更新，AEB 制動(dòng)結(jié)束時(shí)刻之后，適當(dāng)延時(shí)制動(dòng)力輸出， 維持制動(dòng)效果。

如下圖所示，試驗(yàn)結(jié)果基本體現(xiàn)AEB預(yù)期功能策略。制動(dòng)力目標(biāo)值與TTC值有函數(shù)關(guān)系， TTC檢測(cè)精度對(duì)制動(dòng)力目標(biāo)有較大影響，這會(huì)影響實(shí)際制動(dòng)精度及制動(dòng)舒適性，從根源上應(yīng)優(yōu)化毫米波雷達(dá)的濾波算法，并且在AEB策略輸入端也做好TTC真值的校驗(yàn)。 

前文中式（3）計(jì)算了制動(dòng)力和整車制動(dòng)減速度的關(guān)系，但實(shí)際測(cè)試中發(fā)現(xiàn)：僅穩(wěn)態(tài)滿足式（3）的結(jié)果，實(shí)際上由于線控制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、風(fēng)阻、 載荷等因素的影響，呈現(xiàn)下圖所示的制動(dòng)力與減速度對(duì)應(yīng)關(guān)系，這對(duì)AEB制動(dòng)效果的影響至關(guān)重要， 需要據(jù)此進(jìn)行標(biāo)定。

對(duì)本車車速10～ 40km/h范圍內(nèi)的AEB功能觸發(fā)效果進(jìn)行了測(cè)試統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)能根據(jù)不同本車車速實(shí)時(shí)調(diào)整制動(dòng)力值，實(shí)測(cè)制動(dòng)距離誤差在 ±0.5 m 內(nèi)，制動(dòng)距離穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，如下圖所示。

4 結(jié)論

所選用的毫米波雷達(dá)具備較好的目標(biāo)距離識(shí)別精度，可有效地輸出AEB系統(tǒng)所需的危險(xiǎn)目標(biāo)信息。設(shè)計(jì)了AEB核心算法中的抑制/激活條件、 TTC 觸發(fā)邏輯、制動(dòng)力-減速度計(jì)算、載荷估計(jì)等模塊，通過(guò)快速控制原型進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證，基本達(dá)到開(kāi)發(fā)目標(biāo)，為后續(xù)量產(chǎn)開(kāi)發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。

六 分類

廣義上，AEB不僅包含緊急制動(dòng)功能，還包含前向碰撞預(yù)警（Front Collision Warning）以及緊急制動(dòng)輔助（Emergency Braking Assist或者Dynamic Brake Support）。目前，市場(chǎng)上的AEB功能無(wú)論從名稱還是技術(shù)實(shí)現(xiàn)形式上都分許多類型，簡(jiǎn)單梳理如下：

1.功能名稱劃分

各大主機(jī)廠與零部件一級(jí)供應(yīng)商對(duì)AEB的命名各有不同。如博世的預(yù)測(cè)性緊急制動(dòng)系統(tǒng)（Predictive Emergency Braking System）就包含了FCW、EBA以及AEB 3個(gè)子功能，分別對(duì)應(yīng)駕駛員注意力不集中、駕駛員制動(dòng)力不足以及駕駛員無(wú)制動(dòng)反應(yīng)等3種不同工況。戴姆勒的Attention Assist、沃爾沃與吉利的City Safety，雖然名稱相異，但也包含上述3個(gè)子功能。

（1）沃爾沃汽車在全系車型標(biāo)配的City Safety城市安全系統(tǒng)，就包含了AEB及對(duì)行人的監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)車輛的速度達(dá)到30km/h時(shí)，前風(fēng)擋上的光學(xué)雷達(dá)系統(tǒng)能監(jiān)視交通狀況，當(dāng)前車剎車、停止或者有其它障礙物的時(shí)候，系統(tǒng)首先會(huì)自動(dòng)在剎車系統(tǒng)上加力，以幫助駕駛員在做出動(dòng)作前縮短剎車距離；如果距離障礙物已經(jīng)很近，系統(tǒng)會(huì)緊急剎車。而且，系統(tǒng)采用雷達(dá)測(cè)出與前車或者障礙物的距離，利用數(shù)據(jù)分析模塊將測(cè)出的距離與警報(bào)距離、安全距離進(jìn)行比較，小于警報(bào)距離時(shí)就進(jìn)行警報(bào)提示，小于安全距離時(shí)即使在駕駛員沒(méi)有來(lái)得及踩制動(dòng)踏板的情況下，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)提供輔助制動(dòng)，剎停車輛。對(duì)于剎車和系統(tǒng)反應(yīng)的靈敏度，有三擋可供車主調(diào)節(jié)。

（沃爾沃City Safety系統(tǒng)）

（2）奧迪將類似的安全輔助系統(tǒng)稱為預(yù)防式整體安全系統(tǒng)（Pre Sense系統(tǒng)），分為Pre Sense basic、前部Pre Sense、后部Pre Sense和Pre Sense Plus四個(gè)版本，可根據(jù)需要進(jìn)行選裝。前部Pre Sense主要監(jiān)視車輛前方發(fā)生潛在碰撞事故的可能性。當(dāng)駕駛員開(kāi)始制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)輔助系統(tǒng)根據(jù)與前車的距離提供最精確的制動(dòng)力，采用3階制動(dòng)時(shí)最大可以提供3m/s2的制動(dòng)加速度。在碰撞事故不可避免時(shí)，Pre Sense系統(tǒng)可將碰撞車速降到40km/h以下，從而將事故造成的傷害降到最小。而且，如新奧迪 A6L 配備了進(jìn)一步升級(jí)的夜視輔助系統(tǒng)，升級(jí)配備了夜間識(shí)別行人和野生動(dòng)物的功能， 探測(cè)距離提高到15-130米，行人或移動(dòng)物體的熱信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后會(huì)以黃色標(biāo)識(shí)顯示。當(dāng)行人橫穿車輛行駛方向時(shí)，系統(tǒng)會(huì)迅速做出判斷并以紅色突出顯示，同時(shí)發(fā)出聲音警告。系統(tǒng)還可通過(guò)制動(dòng)準(zhǔn)備以及制動(dòng)輔助來(lái)縮短制動(dòng)距離，讓駕駛員在夜間駕駛提供更多安全保障。

（奧迪預(yù)防式整體安全系統(tǒng)演示）

（3）寶馬自增強(qiáng)型駕駛輔助上線后，就有了較強(qiáng)的預(yù)碰撞安全輔助系統(tǒng)，如駕駛輔助系統(tǒng)的城市制動(dòng)功能的碰撞警告系統(tǒng)包括有：帶城市制動(dòng)功能的碰撞警告系統(tǒng)、帶制動(dòng)功能的碰撞警告系統(tǒng)和帶城市制動(dòng)功能的行人警告系統(tǒng)等。其中帶城市制動(dòng)功能的行人警告系統(tǒng)，在大約10km/h至最高60km/h車速范圍內(nèi)，通過(guò)攝像頭監(jiān)測(cè)前方行人，系統(tǒng)根據(jù)緊急情況不同發(fā)出可能與行人碰撞的警告，當(dāng)發(fā)出嚴(yán)重警告時(shí)會(huì)以大約4m/s的減速度自動(dòng)剎車使車輛減速，在碰撞發(fā)生前1.2秒提示駕駛者，并提前0.9秒制動(dòng)，制動(dòng)干預(yù)時(shí)間約為1.5秒，當(dāng)自動(dòng)剎車作用后最多可將時(shí)速降低20公里，但系統(tǒng)僅在白天工作。

（寶馬帶城市制動(dòng)功能的行人警告安全系統(tǒng)）

2.按識(shí)別的交通參與者類型劃分

目前市面上的AEB功能，除了支持避免追尾工況的AEB車對(duì)車之外，還有支持識(shí)別行人的AEB-Pedestrian，和支持識(shí)別兩輪車騎行人的AEB-Cyclist。

3.按支持的行駛速度段劃分

歐盟新車安全評(píng)價(jià)協(xié)會(huì)（Euro-NCAP）為緊急自動(dòng)剎車（AEB）訂下了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

在Euro-NCAP 的評(píng)價(jià)項(xiàng)目里，與主動(dòng)安全系統(tǒng)相關(guān)的有6項(xiàng)，其中自動(dòng)緊急剎車系統(tǒng)（AEB）就占了3 項(xiàng)，分別為以下：

• 低速防撞系統(tǒng)

• 高速防撞系統(tǒng)

• 行人防撞系統(tǒng)

（1）低速防撞系統(tǒng)主要應(yīng)用于市區(qū)中的情境，檢驗(yàn)車輛的AEB在低速狀態(tài)下是否能主動(dòng)偵測(cè)前方碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并協(xié)助駕駛者進(jìn)行剎車，或者是直接介入進(jìn)行緊急剎車。

低速防撞系統(tǒng)的應(yīng)用情境主要在市區(qū)。

（2）高速防撞系統(tǒng)則主要應(yīng)用于中、高行車速度的郊區(qū)場(chǎng)景，由于駕駛員可能因?yàn)榉中?，而?dǎo)致嚴(yán)重意外事故發(fā)生，AEB必須要在與前車距離更遠(yuǎn)的位置，預(yù)先發(fā)出提醒，讓駕駛得以減慢車速避免碰撞；如果駕駛員還是沒(méi)有主動(dòng)減慢車速的動(dòng)作，AEB 同樣可以自動(dòng)介入，進(jìn)行緊急剎車。

高速防撞系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景主要在郊區(qū)。

（3）相對(duì)于車輛與車輛間的防撞系統(tǒng)，行人防撞系統(tǒng)則是針對(duì)突然沖出的行人而設(shè)計(jì)。當(dāng)AEB偵測(cè)到車輛與行人間的相對(duì)速度和距離，達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的警示值時(shí)，將提醒駕駛員減慢車速，如果即將發(fā)生碰撞，AEB則會(huì)啟動(dòng)緊急剎車，保障行人安全。

行人自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)能夠避免或減輕與行人發(fā)生碰撞。主要應(yīng)用場(chǎng)景：行人橫穿馬路。行人預(yù)報(bào)警功能在探測(cè)到有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)會(huì)通過(guò)聲音及圖片提醒駕駛員及時(shí)做出反應(yīng)，降低碰撞風(fēng)險(xiǎn)。該功能工作車速為4-70 公里/小時(shí)。

4.按技術(shù)實(shí)現(xiàn)形式劃分

目前市面上所搭載AEB技術(shù)方案主要分為以下四種。第一種是僅依靠77GHz毫米波雷達(dá)，這是最基礎(chǔ)的一種技術(shù)方案；第二種是僅依靠視覺(jué)方案，這種方案大部分只能有效識(shí)別行人或者車輛；第三種是視覺(jué)（包括單雙目和多目）+毫米波雷達(dá)，這種方案在有效識(shí)別行人和車輛的同時(shí)，也可以識(shí)別一些障礙物，但極易觸發(fā)導(dǎo)致頻繁急停；還有一種最復(fù)雜的是多傳感器融合方案，包括近距離24GHz毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)以及環(huán)視攝像頭等等。雖然有一些車型搭載的AEB非常先進(jìn)，但仍然缺乏綜合判斷的能力，所以AEB存在這些問(wèn)題也是難以避免的。

沃爾沃早期車型上配備的City Safety主要依靠大陸的激光傳感器實(shí)現(xiàn)，除此之外，大多數(shù)AEB功能的實(shí)現(xiàn)形式是以毫米波雷達(dá)（以博世、大陸等為主的陣營(yíng)）、單目視覺(jué)攝像頭（以Mobileye等為主的陣營(yíng)）、雙目視覺(jué)攝像頭（以博世、大陸和日立等為主的陣營(yíng)）以及多傳感器數(shù)據(jù)融合（以博世、大陸、安波福和維寧爾等為主的陣營(yíng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

5.根據(jù)不同的路況，自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)AEB系統(tǒng)可分為三類：

（1）用于城市路況的AEB系統(tǒng)：

對(duì)于城市路況來(lái)說(shuō)，一般的交通事故都發(fā)生在交通擁堵時(shí)，特別是在路口等待通行時(shí)。這時(shí)駕駛者可能過(guò)于注意交通指示燈，而忽視了與前車的距離；他也可能過(guò)于期待前方車輛前行甚至加速，而事實(shí)上前方車輛并未前進(jìn)或者速度過(guò)慢。城市駕駛的特點(diǎn)就是低速，但是容易發(fā)生不嚴(yán)重的碰撞，這些小事故大約占全部碰撞事故的26%左右。低速AEB系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)前方路況與車輛移動(dòng)情況，一般有效距離為6~8米。

這類AEB系統(tǒng)的核心裝備是激光雷達(dá)。一般安裝在前風(fēng)擋位置。如果探測(cè)到潛在的風(fēng)險(xiǎn)，它將采取預(yù)制動(dòng)措施從而車輛將有更迅捷的響應(yīng)。如果在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)未接到駕駛者的指令，該系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)制動(dòng)或采取其它方式避免事故。而在任何時(shí)間點(diǎn)內(nèi)，如果駕駛者采取了緊急制動(dòng)或猛打轉(zhuǎn)向等措施，該系統(tǒng)將中斷。 

歐洲NCAP定義都市型AEB系統(tǒng)能在車速不超過(guò)20公里/小時(shí)情況下起作用。這個(gè)速度段也集中的了都市事故的80%左右。而且這套系統(tǒng)在天氣情況惡劣時(shí)效果更好。

（2）用于高速公路路況的AEB系統(tǒng)：

在高速公路上發(fā)生的事故，與城市內(nèi)事故相比，呈現(xiàn)明顯的不同特點(diǎn)。城市快速路上的駕駛者可能由于長(zhǎng)時(shí)間駕駛而分心，而當(dāng)他意識(shí)到危險(xiǎn)時(shí)可能又由于車速過(guò)快而為時(shí)已晚。為了能適應(yīng)這種行駛情況，用于高速公路路況的AEB系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生了。

這套裝備以遠(yuǎn)距離雷達(dá)為核心設(shè)備，采用預(yù)警信號(hào)來(lái)提醒駕駛者潛在的危險(xiǎn)。如果在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，駕駛者沒(méi)有任何反應(yīng)，第二次警示系統(tǒng)將啟動(dòng)（比如突然的制動(dòng)或安全帶突然收緊），此時(shí)制動(dòng)器將調(diào)至預(yù)制動(dòng)狀態(tài)。如果駕駛者依然沒(méi)有反應(yīng)，那么該系統(tǒng)將將自動(dòng)實(shí)施猛制動(dòng)。這套系統(tǒng)還包括安全帶預(yù)緊的功能。

這種類型的AEB系統(tǒng)，主要在車速介于50~80公里/小時(shí)間起作用。這類系統(tǒng)主要針對(duì)城市間行駛的情況，在低速情況下可能只是會(huì)提醒駕駛者。同樣的，這種雷達(dá)系統(tǒng)在惡劣天氣情況下表現(xiàn)效果更好。

（3）用于保護(hù)行人的AEB系統(tǒng)：

作為行人保護(hù)系統(tǒng)，這類AEB系統(tǒng)除檢測(cè)道路上車輛之外，還能探測(cè)行人等障礙物。

這套系統(tǒng)的核心裝備是攝像頭包括紅外裝置等，它可以辨別出行人的圖形和特征。如果探測(cè)到潛在的危險(xiǎn)，該系統(tǒng)將會(huì)警告駕駛者。

相比之下，預(yù)測(cè)行人行為是比較困難的，從算法角度來(lái)說(shuō)是非常復(fù)雜的。這套系統(tǒng)需要更有效的響應(yīng)，但是如果僅是車邊有行人平行通過(guò)就不能應(yīng)用至制動(dòng)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)也集成了雷達(dá)或者叫做探測(cè)器，隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)還將進(jìn)一步優(yōu)化。

6.根據(jù)不同的輔助方式可分為

自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)是安全系統(tǒng)，每個(gè)點(diǎn)火周期，功能默認(rèn)開(kāi)啟。系統(tǒng)在判斷有危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)將會(huì)采取以下方式輔助駕駛員：

（1）預(yù)測(cè)性碰撞報(bào)警

當(dāng)車速達(dá)到 30 公里 / 小時(shí)及以上時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為有潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，將通過(guò)報(bào)警聲音，儀表界面報(bào)警圖片等方式提示駕駛員有潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

（2）緊急制動(dòng)輔助

當(dāng)車速達(dá)到 4 公里 / 小時(shí)及以上時(shí)，如危險(xiǎn)情況發(fā)生，但是駕駛員當(dāng)前制動(dòng)力太小，系統(tǒng)會(huì)輔助駕駛員增大制動(dòng)力來(lái)避免或減輕碰撞。

（3）自動(dòng)緊急制動(dòng)

當(dāng)危險(xiǎn)情況發(fā)生，而駕駛員沒(méi)有做出有效反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)適時(shí)介入，進(jìn)行自動(dòng)緊急制動(dòng)，來(lái)避免或減輕碰撞。自動(dòng)緊急制動(dòng)最多可減少 50 公里 / 小時(shí)的速度。

七 作用

1、檢測(cè)障礙物距離的功能

通過(guò)毫米波或激光探測(cè)雷達(dá)反饋的信息，系統(tǒng)能及時(shí)的檢測(cè)自車與障礙物之間的距離。

車距監(jiān)測(cè)及預(yù)警：系統(tǒng)不間斷地監(jiān)測(cè)與前方車輛的距離，并根據(jù)與前方車輛的接近程度提供三種級(jí)別的車距監(jiān)測(cè)警報(bào)。

2、前車碰撞預(yù)警功能

（1）前向碰撞預(yù)警：系統(tǒng)警示駕駛者與前方車輛即將發(fā)生碰撞。當(dāng)車輛按當(dāng)前行駛速度與前方車輛的可能碰撞時(shí)間在2.7秒內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)將產(chǎn)生聲、光警告，車輛圖標(biāo)將變?yōu)榧t色并發(fā)出警示音，提示駕駛員危險(xiǎn)。

• 前方碰撞預(yù)警
• 近距離報(bào)警
• 前方行人碰撞警告

（2）預(yù)碰撞安全系統(tǒng)（PCS，Pre-Crash Safety）

AEB使用的傳感器還可用于啟動(dòng)安全氣囊、安全帶預(yù)緊器和其它被動(dòng)安全系統(tǒng)相關(guān)的功能，這些系統(tǒng)在碰撞不可避免的情況下可以減輕碰撞傷害甚至挽救乘客的性命。

PCS可以通過(guò)與ABS和ESC系統(tǒng)共用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)配置傳感器的安裝方式來(lái)降低成本，而ABS和ESC已經(jīng)在許多地區(qū)是強(qiáng)制要求搭載的功能了。前置攝像頭、激光雷達(dá)和雷達(dá)需要一些額外的時(shí)間來(lái)啟動(dòng)被動(dòng)安全系統(tǒng)，約需100ms。

E-NCAP和J-NCAP獲獎(jiǎng)車型還需提供行人碰撞保護(hù)，例如需要部署能量吸收結(jié)構(gòu)、外部安全氣囊和防止頭部受傷的主動(dòng)安全防護(hù)罩。

3、自動(dòng)減速功能

4、自動(dòng)制動(dòng)功能

當(dāng)自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)采取報(bào)警、減速措施之后，駕駛員仍沒(méi)有及時(shí)對(duì)當(dāng)前情況作出及時(shí)反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)制動(dòng)，避免發(fā)生碰撞，減免交通事故的發(fā)生。

• 初級(jí)自動(dòng)緊急制動(dòng)

自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)正常工作，距離碰撞時(shí)間小于1.4s時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入緊急制動(dòng)階段，控制自車的車速。

5、屏蔽功能

自車加速超車時(shí)，開(kāi)啟轉(zhuǎn)向燈，自動(dòng)制動(dòng)功能暫時(shí)屏蔽不影響駕駛員正常駕駛。

6、道路防偏離功能

汽車越線預(yù)警：在轉(zhuǎn)向燈沒(méi)有打開(kāi)的情況下，車輛穿過(guò)各種車道線前約0.5秒系統(tǒng)產(chǎn)生越線警報(bào);

• 前車道偏移預(yù)警   

行車過(guò)程中，當(dāng)車輛行速度超過(guò)30公里，車道偏離預(yù)警系統(tǒng)將啟動(dòng)并實(shí)時(shí)掃描前方車道線，在未打轉(zhuǎn)向燈的情況下，如果車輪超出車線，報(bào)警器將發(fā)出警示音。

7、預(yù)警制動(dòng)數(shù)據(jù)分析提醒及制動(dòng)記錄功能

• 行車記錄儀

每當(dāng)駕駛?cè)宋ｋU(xiǎn)駕駛，系統(tǒng)預(yù)警或制動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)記錄碰撞預(yù)警時(shí)間、啟動(dòng)緊急制動(dòng)時(shí)間、終止碰撞預(yù)警時(shí)間以及終止緊急制動(dòng)時(shí)間。

8、溜車碰撞預(yù)警

在城市擁堵行車環(huán)境中，當(dāng)可能與前車發(fā)生低速碰撞時(shí)，自車圖標(biāo)將變?yōu)榧t色并發(fā)出警示音。

9、前車啟動(dòng)提醒

• 前車啟動(dòng)報(bào)警

當(dāng)結(jié)束排隊(duì)等候，前車已駛離時(shí)，自車駕駛員因走神未察覺(jué)到，報(bào)警器會(huì)發(fā)出警示音。

10、移動(dòng)端控制功能

駕駛員可通過(guò)手機(jī)移動(dòng)端自行調(diào)節(jié)此系統(tǒng)的制動(dòng)力度，制動(dòng)距離等，完美切合駕駛員的駕駛習(xí)慣。

11、系統(tǒng)自檢功能

系統(tǒng)會(huì)在自車啟動(dòng)時(shí)，完成對(duì)所有主要的系統(tǒng)傳感器和組件的自檢，通過(guò)信號(hào)燈或顯示屏明確表示系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)。

12、倒車防碰撞預(yù)警功能

車輛掛上倒檔后，當(dāng)自車與障礙物處于危險(xiǎn)距離小于1.5m時(shí)，該裝置能通過(guò)報(bào)警器發(fā)出警示音，提示駕駛員危險(xiǎn)。

13、倒車限速功能

車輛在掛上倒檔后，倒車最大速度將控制于10km/h，從而更有效的保護(hù)人車安全。

14、倒車主動(dòng)剎車功能

車輛掛上倒檔后，當(dāng)自車與障礙物處于危險(xiǎn)距離小于1m時(shí)，該系統(tǒng)能主動(dòng)的使車輛自動(dòng)制動(dòng)，從而減免倒車事故的發(fā)生。

倒車輔助剎車系統(tǒng)AEB

倒車自動(dòng)緊急制動(dòng)防撞系統(tǒng)（R-AEBS）由主控制器、副控制器、感應(yīng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和顯示器五個(gè)部分組成，在車輛掛倒擋時(shí)本系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，并將車輛后面的情況實(shí)時(shí)通過(guò)測(cè)距信號(hào)輸出，可通過(guò)車載顯示器顯示并伴有聲音提示，當(dāng)車輛進(jìn)入到預(yù)先設(shè)定的危險(xiǎn)距離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)緊急制動(dòng)剎車，以避免倒車過(guò)程的碰撞。

1）倒車AEB系統(tǒng)采用超聲波雷達(dá)測(cè)出與車尾障礙物的距離，然后利用數(shù)據(jù)分析模塊將測(cè)出的距離與警報(bào)距離、安全距離進(jìn)行比較，小于警報(bào)距離時(shí)就進(jìn)行警報(bào)提示，而小于安全距離時(shí)即使在駕駛員沒(méi)有來(lái)得及踩制動(dòng)踏板的情況下，倒車AEB系統(tǒng)也會(huì)啟動(dòng)，使汽車主動(dòng)剎車。

2）功能：

① 自檢功能：?jiǎn)?dòng)車輛掛上倒擋后，系統(tǒng)在1秒內(nèi)自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢，如有故障系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音提示。 

② 實(shí)時(shí)距離提示：當(dāng)掛上倒擋后，該系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，并播報(bào)車尾距障礙物的實(shí)時(shí)距離（1.5~0.3米），距離檢測(cè)誤差在0.05米。

?車輛倒車時(shí)有數(shù)字或光柵顯示器予以提示距離

?車輛倒車時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出“Bi,Bi”聲提示或真人語(yǔ)音報(bào)警

③自動(dòng)剎車：倒車過(guò)程，車輛即將碰撞到障礙物前，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行剎車。剎車后車尾距障礙物在25-60公分的距離（標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）

?車輛進(jìn)入到預(yù)先設(shè)定的危險(xiǎn)距離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)緊急制動(dòng)剎車

?倒車自動(dòng)緊急制動(dòng)防撞系統(tǒng)（R-AEBS）可以實(shí)現(xiàn)智能化、人性化制動(dòng)控制

④自動(dòng)恢復(fù)：該系統(tǒng)剎車后，系統(tǒng)在3秒內(nèi)會(huì)釋放剎車并恢復(fù)系統(tǒng)至初始狀態(tài)。

?車輛掛倒擋時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，摘除倒擋時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉

⑤自動(dòng)關(guān)閉：當(dāng)司機(jī)完成倒車過(guò)程后（摘掉倒擋），該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

?一鍵緊急關(guān)閉系統(tǒng)

15.后十字路口交通警示（RCTA，Rear Cross Traffic Alert）

RCTA是盲點(diǎn)檢測(cè)的擴(kuò)展功能，其中共用的后向SRR和MRR還可以檢測(cè)車輛將要穿過(guò)的后方路徑中的其它車輛。若有危險(xiǎn)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)制動(dòng)器并切斷加速器防止碰撞。

RCTA是一項(xiàng)非常實(shí)用的功能，因?yàn)樵S多司機(jī)都是正向開(kāi)進(jìn)停車位而不是倒進(jìn)去的，而RCTA可以算是AEB的擴(kuò)展，與AEB功能正好是反向的。

從2012年開(kāi)始RCTA增加了自動(dòng)制動(dòng)功能，而且搭載的車型正在增加，主要還是集中于成熟市場(chǎng)中的高端車型。目前，大約有200個(gè)車型中的三分之一提供RCTA搭配自動(dòng)制動(dòng)功能。OEM們也都在尋求更強(qiáng)大的功能，例如能夠涉及更遠(yuǎn)的距離以及能夠追蹤更多目標(biāo)的功能。

16.其他功能：黑匣子功能、智能導(dǎo)航、休閑娛樂(lè)、雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)(可選)、胎壓監(jiān)測(cè)(可選)、數(shù)字電視(可選)、倒車后視(可選)。

八 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)

安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)正在不斷提出新的要求，以便提高AEB性能并可以在更多駕駛情況下適用。新要求里面包括，比如測(cè)試AEB時(shí)行駛速度提高（AEB Interurban）、防止和減輕與弱勢(shì)道路使用者（VRU）的碰撞（AEB Pedestrian和AEB Cyclist）以及交叉路口場(chǎng)景（AEB Crossing，AEB Junction， AEB Head-On）。

自動(dòng)緊急剎車雖然可以大幅提升行車安全性，Euro-NCAP嚴(yán)苛的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也為AEB 的性能品質(zhì)提供了保障，但并不是車輛配備了AEB就能夠完全避免車禍發(fā)生，況且Euro-NCAP對(duì)于AEB的性能優(yōu)劣是透過(guò)是否有碰撞產(chǎn)生與碰撞前減速量來(lái)評(píng)分，即便車輛的AEB評(píng)價(jià)較高，也不代表完全沒(méi)有碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

Euro-NCAP AEB 評(píng)價(jià)的詳細(xì)規(guī)范

各家車廠對(duì)于AEB的調(diào)校與設(shè)定都不相同，消費(fèi)者實(shí)際操駕時(shí)，應(yīng)該把AEB視為備而不用的功能，不要刻意去測(cè)試緊急自動(dòng)剎車系統(tǒng)的能耐；至于剎車的方式和系統(tǒng)介入的時(shí)機(jī)，由于Euro-NCAP沒(méi)有對(duì)此訂出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，所以AEB作動(dòng)時(shí)能否讓乘客感到舒適，就得考驗(yàn)車廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功力。

為了對(duì)AEB系統(tǒng)的性能進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試及評(píng)價(jià)，歐美等國(guó)家和地區(qū)相繼頒布了針對(duì)AEB系統(tǒng)的測(cè)試章程或標(biāo)準(zhǔn)。歐、 美、 日等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)已分別在研究本國(guó)或本地區(qū)道路交通情況的基礎(chǔ)上建立了測(cè)試評(píng)價(jià)方法，制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)，或?qū)EB納入其本國(guó)的新車評(píng)價(jià)規(guī)程（ NCAP） ，以推動(dòng)AEB的廣泛應(yīng)用和普及。因AEB對(duì)汽車安全性的重要影響， AEB產(chǎn)品的應(yīng)用日趨普及， 亟須相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)進(jìn)行引導(dǎo)和規(guī)范。在大力推進(jìn)發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車的背景下， 中國(guó)汽車及相關(guān)行業(yè)也已在車輛的智能化和網(wǎng)聯(lián)化領(lǐng)域加大投入力度，AEB等先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS） 技術(shù)已開(kāi)始大范圍研發(fā)并陸續(xù)投入量產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)處于加速階段。

1.Euro NCAP 規(guī)程

（1）概述 

歐洲新車評(píng)價(jià)規(guī)程（Euro NCAP）在2014年將AEB納入新車主動(dòng)安全的評(píng)價(jià)規(guī)程，首次將針對(duì)城市內(nèi)低速工況的城市內(nèi)駕駛環(huán)境AEB-City以及高速城市間道路工況的城市間駕駛環(huán)境AEB-Interurban進(jìn)行了區(qū)分，并針對(duì)不同工況設(shè)置了不同的測(cè)試項(xiàng)，但兩類試驗(yàn)用于測(cè)試評(píng)價(jià)的基本測(cè)試場(chǎng)景相同。Euro-NCAP 所評(píng)價(jià)的三種防撞系統(tǒng)為了應(yīng)對(duì)不斷發(fā)展的汽車安全科技，各國(guó)都開(kāi)始制訂有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)法規(guī)；而目前各國(guó)的新車評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，以歐洲的Euro-NCAP所涵蓋的范圍最為廣泛，一共有4大領(lǐng)域共17個(gè)項(xiàng)目。

自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試是有一套嚴(yán)苛的測(cè)試流程和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的，博世內(nèi)部的測(cè)試規(guī)程是完全按照目前各國(guó)相應(yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的規(guī)定來(lái)進(jìn)行的，比如說(shuō)有歐洲新車評(píng)價(jià)規(guī)程（E-NCAP），也有中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程C-NCAP）。

（2）定義 

自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEB）：車輛在探測(cè)到極有可能發(fā)生碰撞時(shí)所自動(dòng)施加的制動(dòng)， 用以降低車輛的速度并盡可能地避免碰撞。

（3）試驗(yàn)場(chǎng)景及方法 

Euro NCAP 將AEB-City和AEB-Interurban的測(cè)試場(chǎng)景分為三大類，

1）即車追尾靜止車（Car-to-Car Rear Stationary，CCRs）。 CCRs的場(chǎng)景如圖１所示， Euro NCAP目標(biāo)車輛（ Euro NCAP Vehicle Target，EVT） 靜止， 驗(yàn)車輛（ Vehicle Under Test，VUT） 以10～50km/h（AEB-City）或30～80km/h（AEB-Interurban）的速度勻速靠近EVT。低速防撞部分，裝備AEB 的測(cè)試車會(huì)分別在10～50 公里/小時(shí)范圍的各個(gè)速度，接近前方的靜止車輛（CCRs），模擬類似于市區(qū)中等紅燈的情境，借此檢測(cè)AEB 是否成功啟動(dòng)，有沒(méi)有主動(dòng)發(fā)出碰撞警告或自動(dòng)煞停車輛。高速防撞部分，AEB測(cè)試車除了用30~80公里/小時(shí)的中高速，進(jìn)行多次測(cè)試接近前方靜止車輛外。

2）車追尾運(yùn)動(dòng)車 （ Car-to-Car Rear Moving，CCRm） 。CCRm的場(chǎng)景， 如圖２所示， EVT以20km/h的速度勻速前進(jìn)，VUT以30~80km/h的速度勻速靠近EVT。AEB測(cè)試車用30~80公里/小時(shí)的中高速追加前方低速車（20公里/小時(shí)，CCRm）。

3）車追尾制動(dòng)車（Car-to-Car Rear Breaking，CCRb）。CCRb的場(chǎng)景如圖３所示， 兩車以相同的速度５０km/h行駛， 相距１２ｍ和４０ｍ時(shí)ＥＶＴ以 － ２ｍ/ｓ２和 －６ｍ/ｓ２的加速度制動(dòng)。其中， 在CCRs 和CCRm中，VUT的速度以１０km/h的增量直行， 如果發(fā)生碰撞， 則ＶＵＴ的速度以５km/h的增量執(zhí)行。前方減速車（從時(shí)速50公里緊急剎車，CCRb）的測(cè)試，借此讓評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)更貼近郊區(qū)的行車情境。

當(dāng)車廠開(kāi)發(fā)出一套可用的AEB系統(tǒng)后，緊接著就是要面對(duì) Euro-NCAP的嚴(yán)格評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

AEB 的運(yùn)作邏輯

Euro-NCAP主要透過(guò)車輛的速度來(lái)驗(yàn)證AEB的作動(dòng)情境，在車與車之間的防撞部分，主要分成 CCRs、CCRm 與 CCRb 三種，

E-NCAP對(duì)AEB Pedestrian的測(cè)試是在接近垂直交叉口，有時(shí)假兒童會(huì)隱藏在靜止車輛后面，或者假人與主車輛并排行走。

遠(yuǎn)處接近設(shè)定成人走路時(shí)速為8公里，AEB 車輛則以20～60 公里／小時(shí)的速度接近，并將撞擊點(diǎn)設(shè)定在前保桿的正中央，借此檢測(cè)在車輛即將碰撞時(shí)，AEB 是否成功啟動(dòng)。

近處接近則追加兒童進(jìn)行測(cè)試，并將行人速度放慢到5公里/小時(shí)，車輛速度不變，成人撞擊點(diǎn)為前保桿偏置25% 及75%，兒童為前保桿正中心，模擬行人突然沖出的情況，檢驗(yàn)車輛中的AEB 系統(tǒng)是否可靠。

Euro-NCAP 評(píng)價(jià) AEB 系統(tǒng)時(shí)的車對(duì)人情境設(shè)定

Euro-NCAP評(píng)價(jià)對(duì)于AEB的檢測(cè)是循序漸進(jìn)的；如果車輛在時(shí)速40 公里的情境下，AEB就已經(jīng)無(wú)法發(fā)揮作用，或者降低車輛速度的效果沒(méi)有達(dá)到要求，后續(xù)50、60、70、80公里的測(cè)試，就不會(huì)再繼續(xù)下去。

由于Euro-NCAP對(duì)于AEB測(cè)試所要求的精準(zhǔn)度極為嚴(yán)苛，不只測(cè)試車與目標(biāo)車的車速偏差必須小于1公里/小時(shí)，直線路徑偏差更必須小于10公分，跟車距離偏差也不能大于50公分。

自動(dòng)駕駛機(jī)器人可以精準(zhǔn)操作方向盤，完成人類駕駛難以達(dá)成的精準(zhǔn)操作

首先為了讓車輛的操駕擁有超高精準(zhǔn)度，滿足 Euro-NCAP評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的要求， 導(dǎo)入自動(dòng)駕駛機(jī)器人，分別配置于AEB測(cè)試車與目標(biāo)車上。不過(guò)跟大眾想像中有些不同的是，自動(dòng)駕駛機(jī)器人其實(shí)是通過(guò)安裝在駕駛座上的轉(zhuǎn)向、加速、煞車和DGPS四個(gè)部件所組成。

裝載于測(cè)試車上的 DGPS 可以讓機(jī)器人精準(zhǔn)掌握路徑，完成一模一樣的行車過(guò)程

通過(guò)自動(dòng)控制演算法，機(jī)器人可以依據(jù)程序設(shè)定，自動(dòng)操控踏板進(jìn)行加減速，并按照規(guī)劃好的路線直行、轉(zhuǎn)向，而且每一次的動(dòng)作幾乎都沒(méi)有誤差，借此符合Euro-NCAP測(cè)試場(chǎng)景的嚴(yán)格要求。

為了示范自動(dòng)駕駛機(jī)器人的精準(zhǔn)度，特地在車前裝置了桿子，并在場(chǎng)地上設(shè)計(jì)銅鑼，只要車輛準(zhǔn)確沿著預(yù)設(shè)路線行動(dòng)，銅鑼就會(huì)被敲響。

在行人防撞方面，除了需要讓AEB測(cè)試車輛裝載自動(dòng)駕駛機(jī)器人外，另外還需要一套「行人人偶控制設(shè)備」，模擬馬路旁突然沖出的成人或兒童。

測(cè)試行人情境的AEB系統(tǒng)時(shí)，車載儀器會(huì)與控制設(shè)備聯(lián)系，精準(zhǔn)計(jì)算輛撞擊點(diǎn)，接著拉動(dòng)平板上的交通錐或人偶，驗(yàn)證AEB是否有發(fā)揮功能。

整套符合Euro-NCAP評(píng)鑒標(biāo)準(zhǔn)的AEB測(cè)試設(shè)備，光是硬件部分就投入超過(guò)4000 萬(wàn)，軟件和人員訓(xùn)練也花費(fèi)了上百萬(wàn)，如果車廠進(jìn)行車輛送檢，最快兩周的時(shí)間可以獲得完整的測(cè)試報(bào)告。

行人防撞測(cè)試使用的假人，由于用泡棉所制成，所以風(fēng)太大時(shí)無(wú)法使用

為了滿足AEB行人系統(tǒng)的測(cè)試要求，一些機(jī)構(gòu)已開(kāi)發(fā)了多款A(yù)EB行人檢測(cè)裝置。如英國(guó)的ABD(Anthony Best Dynamics)公司和奧地利的4active System公司等相繼推出了AEB行人檢測(cè)系統(tǒng)，并已在諸多汽車制造商及汽車檢測(cè)機(jī)構(gòu)等得以應(yīng)用。ABD公司開(kāi)發(fā)的AEB行人檢測(cè)裝置采用了盤式電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)亦可作為轉(zhuǎn)向機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；然而，其軟體假人目標(biāo)仍是由4active System公司提供。

2.US NCAP 規(guī)程

NHTSA的2010年交通安全事實(shí)報(bào)告中顯示大約共有9.6百萬(wàn)起事故。其中，交通岔路口發(fā)生了約450萬(wàn)起（46.7％），非岔路口事故約為380萬(wàn)起（40.2％）。2016年3月，大多數(shù)美國(guó)OEM承諾到2022年在所有車輛中安裝AEB。

對(duì)于AEB， 美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）較為普遍的稱呼為CIB（ Crash Imminent Braking），其發(fā)布的文件Crash Imminent Brake System Performance Evaluation For The New Car Assesment Programm， 對(duì)CIB系統(tǒng)評(píng)價(jià)做了詳細(xì)說(shuō)明。

美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)(IIHS)宣布將在其新車安全評(píng)估名冊(cè)中增加對(duì)車輛自動(dòng)剎車系統(tǒng)的測(cè)試。內(nèi)容包括一系列碰撞測(cè)試、以及頭部保護(hù)裝置和前燈有效性評(píng)級(jí)。

IIHS的測(cè)試分為三項(xiàng)，每項(xiàng)進(jìn)行兩次，兩次中測(cè)試車輛的速度分別為19.3公里/小時(shí)和40.2公里/小時(shí)。

第一項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容是，當(dāng)被測(cè)試車輛接近時(shí)，一成年人身高的模擬行人從右側(cè)進(jìn)入道路，到位于道路右側(cè)與車輛正前方之間的中心位置。

第二項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容是，一兒童身高的模擬行人從路側(cè)兩輛停放的汽車中間進(jìn)入道路，停在車輛的正前方。

第三項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容是，一成年人身高的模擬行人位于行駛的被測(cè)試車輛正前方與車道右側(cè)之間的中心位置。該項(xiàng)測(cè)試要求在日光下進(jìn)行，且路面必須是干燥的，根據(jù)車輛避免和減輕碰撞的能力，IIHS將區(qū)分并評(píng)定，級(jí)別分為“基本、良好、卓越”。

3.C-NCAP

2018年7月1日實(shí)施的《中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程(China New Car Assessment Program, C-NCAP)管理規(guī)則(2018年版)》引入了AEB車對(duì)車及AEB車對(duì)行人兩項(xiàng)評(píng)價(jià)，并在相應(yīng)的測(cè)試場(chǎng)景、速度及權(quán)重上，基于中國(guó)道路事故深入研究數(shù)據(jù)庫(kù)（CIDAS）中的中國(guó)道路上發(fā)生的車與車追尾以及車與行人碰撞的事故場(chǎng)景，進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化及調(diào)整，以更契合中國(guó)特殊的道路情況；也系統(tǒng)的提出了對(duì)AEB行人系統(tǒng)的測(cè)試方案與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這些測(cè)試規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，對(duì)于規(guī)范AEB行人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高行車安全性具有重要的推動(dòng)作用。為了普及AEB功能的裝配率，當(dāng)測(cè)試車型未將AEB作為標(biāo)準(zhǔn)配置時(shí)，C-NCAP會(huì)對(duì)裝配率進(jìn)行考核——裝配率必須達(dá)到25%才能得到所有AEB測(cè)試的分?jǐn)?shù)。而對(duì)于全系標(biāo)配AEB的車型，C-NCAP也給予了系統(tǒng)加乘1.2的鼓勵(lì)。

—END—