自动驾驶失误撞人》

作者: 开户送38体验金不限id汽车  发布:2019-08-15

高级辅助驾驶系统已然处在汽车新技术风口浪尖,颇具新闻性的ADAS测试此起彼伏,这不前几天日产奇骏就来了个自动刹车测试……

咳咳,不吹不黑,真实原因可详见车聚本期的第三篇文章《人工智能的反杀?自动驾驶失误撞人》。

如果你还觉得不过瘾,这篇希望能满足您的胃口。

一、为人类安全而生的技术

▎这一切还得和车辆制动的历史说起。

汽车工业发展初期,多采用纯机械刹车方式,比如经典老爷车1901年福特Sweepstakes赛车就是采用的2轮机械刹车。制动能量完全由驾驶者提供,好脚力在那个年代还是挺重要的一项技能。

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▲机械刹车主要靠施加再踏板上的力量的大小来取决于制动力的大小,制动效果相当的差。

随着技术发展,工程师在人力制动系统基础上又增加了一套动力伺服系统,虽然各种助力机构具体表现形式不同,但核心理念并没有太大差异。主要是通过气压能、真空能或液压能作为伺服能量,一定程度上替代人体生物能。

1920年,美国的豪华汽车品牌杜森博格首次在其A型汽车上装备了四轮液压助力制动系统,在当时也是引起了不小轰动。发展到现代,汽车上基本普及了刹车助力系统,这给了女性同胞们大胆开车,特别是开大车的信心。

道路条件越来越好,对刹车效果是有利的,但终究比不过汽车高速增长带来的负面影响。加上驾驶者能力参差不齐,汽车动力性能越来越好等因素,原有的刹车助力手段变得不够用了。

不得不说技术发展始终是“懒人”推动的,工程师此后在刹车助力系统基础上增加了ABS系统。好处在于车轮在即将达到抱死临界点时,制动系统会利用点刹的方式,可以避免制动时方向失控与车轮侧滑,提高制动效率。

有意思的是,世界上首次搭载了ABS系统的FF车型(老牌英国汽车公司Jensen在1966年推出),虽然技术上有着高度创新,但在商业上却挺失败,直到1971年停产时也只生产了320辆。

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▲Jensen旗下Interceptor车型很早就被《Top Gear》称为最伟大的汽车名称。

按理说,汽车制动系统发展到这里已经很理想了。

但机器不应该只是被动辅助驾驶,要知道很多事故都会使驾驶者措手不及,把安全做到前面的主动安全技术也不能落下。

▎什么是主动刹车技术呢?

这套在国外称被为AEB(Autonomous Emergency Braking)的系统,它就好像我们刚刚学车时,坐在副驾驶座上控制着制动踏板的教练一样。在我们手忙脚乱甚至都没意识到事故将要发生时,它能帮我们赶紧来上一脚,避免事故发生。

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▲不同厂家对AEB的称呼也有一定差异,比如沃尔沃城市安全系统、大众预碰撞安全系统等,但意思都差不离。

二、替代人眼和脚的AEB

▎AEB系统主要由感知装置、控制装置、执行系统组成。

感知系统就像人眼一样,它能帮助我们时刻关注车外的驾驶路况,根据探测距离和分辨方式不同,有毫米波雷达、激光雷达、单目摄像头、双目摄像头之分。

摄像头和激光雷达通常安装在挡风玻璃后视镜后面,用于探测并识别短距离的物体。毫米波雷达则多安装于前格栅后方,用于探测长距离物体。

以沃尔沃XC60搭载的城市安全系统为例,利用内置在风挡玻璃顶部,装于后视镜高度的一个激光传感器监测前方的交通状况。

它可以探测保险杠前方10米以内的汽车及其他物体,以与前方车辆的距离和车辆本身的车速为基础,城市安全系统每秒进行50次计算,从而确定避免碰撞所需要的制动力。

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毫米波雷达测距原理跟一般雷达一样,无线电波频率在毫米波频段。作为一种在航空航天领域发光发热的产品,有着较高的成熟度。作为自动驾驶汽车上最早开始关注并使用的技术之一,前不久据新闻称通用汽车还秘密申请了毫米波雷达测试,产品生命力可见一斑。

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▲毫米波雷达对于与车辆运动方向垂直的运动物体的识别率略低,当有物体在车辆前方横插进来的时候,毫米波雷达可能会无法识别,这是要万万小心的。

激光雷达发射的是激光,需要具备收发功能,因此保持发射单元和接收单元前方两个开口窗上的清洁度尤为重要。此外,受天气影响比较明显,遇到黄昏太阳直射、雾天、雨天、雪天等能见度不高情况,都会对传感器造成影响。

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▲激光雷达发射的激光存在损伤眼睛的风险,请勿在近处对视。

摄像头的图像识别技术在识别行人、骑行人员等复杂目标方面上,有着得天独厚的优势。但受环境影响十分明显。

就这三项技术的相关特点,车聚君做了以下对比:

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▲AEB并没有使用独立的感知系统,它与其他重要ADAS功能,如ACC、LDW、PCW等。

AEB目前有两种主流表现形式。

▎摄像头采集图像,识别障碍物并作出刹车指令。比如博世AEB。

▎毫米波雷达判定前方障碍物,测量与障碍物的相对运动趋势并作出刹车指令。比如特斯拉。

两种方式也各有优劣,实际效果也受使用地域的影响,这里就不详细对比了,大家可根据上文介绍,初步分析出两种技术的特点在哪里。

需要注意的是并不是所有的AEB都具备行人探测功能,一方面和这个摄像头的类型有关,另一方面和摄像头的技术水平有关。

比如激光摄像头就有8线、16线、32线和64线之分,而且像谷歌或百度使用的 64 线激光雷达产品,都还并不是激光雷达最终形态。

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现在来说他们在行人检测上也并不十分突出,宣传上也很少提及这项功能,先不论提高水平和垂直方向分辨率的难度如何,单是多个摄像头合作默契,并保持相当高的稳定性都是严峻的考验。

控制器用来信号处理和逻辑判断。电脑需要判定前方物体是否存在安全隐患,是否应该提醒驾驶者,车速控制力度如何等,都十分复杂。

比如上文提到的沃尔沃XC60城市安全系统,它是以与前方车辆距离和车辆本身的车速为基础,每秒进行50次计算,来确定避免碰撞所需要的制动力。

执行系统主要由电子节气门、制动系统和预警系统组成。博世的ibooster可实现不同控制下的快速建压,可以在驾驶员制动时助力,也能自动进行主动制动,也是目前主流技术之一。

此外,还有一类由ESC电子稳定系统升级而来的控制装置——ESC系统基础上增大柱塞泵电机和流量,并修改电磁阀回路来实现。

根据不同的控制思路获得的组合系统,会有独特的控制效果。比如奔驰Pre-Safe系统,在碰撞前2.6s开始提示,碰撞前1.6s开始辅助制动,碰撞前0.6s开始用最大力度刹车。

对应的制动效果上来看,速度50km/h以内可以完全避免追尾碰撞,但在50~72km/h范围内时只能降低碰撞程度,速度再高于此,这套系统带来的安全辅助效果就不明显了。而日产奇骏搭载的这套AEB系统,在目标为行人时,要在10km/h~60km/h时才能启动。

三、AEB测试看哪家

Euro-NCAP根据AEB技术的使用范围,被分为城市、城间和行人三种工况。AEBCity测试低速行驶时AEB的工作情况,测试的速度范围为10~50km/h,这部分仅评价自动制动的功能。

AEB Inter-Urban测试高速行驶时AEB的工作情况,测试的速度范围为30~80km/h,评价内容包括自动制动和前方碰撞预警两项。

相比之下,IIHS只在20km/h和40km/h对AEB系统进行评价,要知道Euro-NCAP可是覆盖了10-80km/h区间,而且还模拟了前车的各种状态(静止、缓慢行驶、短距离/长距离急停)。从这点看来,Euro-NCAP的测试方法显然更加全面、客观。

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▎Euro-NCAP一共模拟了4种情况进行测试:

接近一辆静止的车辆;

接近一辆慢速移动的车辆(前车以20km/h的速度行驶);

前车突然急停(两车时速均为50km/h,前后车距为12m);

前车突然急停(两车时速均为50km/h,前后车距为12m)。

但即便是Euro-NCAP,针对行人的紧急制动刹车试验直到去年四月才开始实施。

此外,Euro-NCAP也提出将会改变以往只对标配功能进行测试的方式,从2016年起,支持厂家测试带有安全辅助装备的车型,这样一款车也就会获得两种评价。

第一个吃番茄的丰田TSS(ToyotaSafety Sense)系统,展示了其辨识及避免行人影响的能力,获得了五星评价。

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Euro-NCAP在2017年第2批撞击测试结果可能更有代表性。

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▲C-HR之所以能获得高分,所搭载的TSS-P主动式安全防护系统功不可没,福特Ka 与菲亚特500都未配备主动式安全系统。说句题外话,预计2018年国产的C-HR是否会搭载TSS,还不得而知。

四、AEB技术将会在中国引发混战

根据中国汽车技术研究中心发布的2018版C-NCAP详细试验及评分方案,增加了AEB追尾和行人保护评分项目,主动安全评分权重将会占到15%。这意味着未来没有配装AEB等主动安全系统的车辆将得不到五星评价。

虽然C-NCAP不再是五星收割机是个好事,但也必会在中国引发相关配置的争战,AEB技术参差不齐的现象只怕会更加严重,加上部分不当宣传带来的错误引导,消费者是否真的能够理解并使用好这项技术还有着较长远的路要走。

比如此次日产奇骏事件,和商家对这项技术的错误解读脱不了关系。

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▲AEB相当长一段时间内还是会遵循驾驶员指令优先的策略,“AEB将是油门当刹车的终结者,女司机的福音”这样的话只能听听罢了。

就如去年特斯拉车祸致死事故,Mobileye公司首席通讯官Dan Galyes提出的观点:

我们已经了解了本次事故的相关情况,但是目前Mobileye的防碰撞技术或是紧急制动技术是专门为防止汽车追尾碰撞而设计的。

或是此后Mobileye公司发布的声明:

这次事故是由横向车辆穿越道路引发的,这一代的自动驾驶技术系统在设计上没有准确考虑到这一点。

可以看到,即使是在ADAS市场,占领了近90%市场份额的以色列Mobileye公司都对这项技术的解释相当谨慎,所以还请大家擦亮双眼。

车聚小结:

一项技术的进步除需要耐心外,还需要恰当的宣传,事实上AEB技术就发展速度来说,还是很值得称赞的。作为SAE自动驾驶评级L1级别中重要的技术手段,AEB在接下来的几年中会受到更大程度的重视与支持,加上各大碰撞测试机构的支持与推动作用,相信这项技很快会和ACC一样有名气。

只不过在这之前,我们还是有相当长一段路要走,这不仅是时间上,也在传播方式上。

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