今天給大家介紹自動駕駛涉及的主要技術中的——自動刹車輔助系統。

一、概述

自動刹車輔助系統（AEB，Autonomous Emergency Braking）是一種汽車主動安全技術，主要檢測前方障礙物，并判斷進入危險阈值，會對駕駛員進行提醒，當駕駛員在某一時間内并未解除危險，則會主動控制汽車的制動系統進行減速與刹車。目前絕大多數AEB都是隻針對車輛的，也有少數針對對行人和騎車人。主要由3大模塊構成，包括控制模塊（ECU），測距模塊，和制動模塊。其中測距模塊的核心包括微波雷達、人臉識别技術和視頻系統等，它可以提供前方道路安全、準确、實時的圖像和路況信息。

圖1 自動刹車輔助系統示意圖

二、AEB系統的局限性

首先AEB系統有明顯的速度上限和下限，一般來說單純以毫米波雷達為傳感器的AEB系統最高工作上限為時速30公裡，以單目攝像頭為核心傳感器的AEB系統最高工作上限為時速40公裡，單目與毫米波雷達融合的AEB最高工作上限為時速70公裡，以雙目為核心傳感器的AEB系統最高工作上限為時速90公裡。同時還有一個最低下限。以單目為核心傳感器的工作下限為時速8-10公裡，毫米波雷達為時速5公裡，攝像頭與毫米波雷達融合為時速3公裡，雙目為3公裡。

其次，目前絕大多數AEB都是隻針對車輛的，也有少數針對對行人和騎車人。或者說探測行人需要比較長的時間，碰撞時速度仍然較高。

第三，AEB對突然出現的靜止物體無效。車輛、大型動物、行人和騎車人，在被前車或側車遮蓋住視線，前車不再遮擋後突然出現，AEB系統無法及時識别，特斯拉幾次事故都是如此。

第四，盲區明顯，車輛轉彎時，AEB基本是無效的。迎面而來的交叉車流或轉彎車流，對面來車突然變道等等，AEB也是無效的。

第五，天氣和光線的局限。對于攝像頭為核心的AEB系統，低照度情況下基本無效，高亮度如正對陽光也會無效。

三、AEB的技術實現方法

這些局限與其實現方法有很大關系。目前，實現AEB的技術主要有三類，分别是基于視覺傳感器、毫米波雷達和激光雷達。由于成本限制因素，國内主要使用前兩種方式。視覺傳感器和毫米波雷達實現對車輛的AEB功能的原理不同：毫米波雷達主要是通過對目标物發送電磁波并接收回波來獲得目标物體的距離、速度和角度。視覺方案稍複雜，以單目視覺方案為例，它需要先進行目标識别，然後根據目标在圖像中的像素大小來估算目标的距離。

圖2 典型的AEB系統構成

四、關鍵術語及定義

下面是我從國家發布的AEBS行業準則中總結的關鍵術語與定義

（1）自動緊急制動系統Autonomous Emergency Braking

自動探測目标車輛或障礙物，檢測潛在的前向碰撞危險，發出預警信息提示駕駛員，并激活本車制動系統，通過降速來避免碰撞或減輕碰撞的系統。

（2）能見度—— visibility

色溫為2700k的白熾燈發出的非擴散光束的照度減少到初始值5%時所通過的路徑長度。

（3）車間距離

從目标車輛車尾到自車車頭的距離。

（4）緊急制動階段（emergency braking phase）

AEBS 向自車發出制動指令要求，自車以至少4m/s2的減速度開始減速的階段。

（5）碰撞預警階段 collision warning phase

在緊急制動階段前，AEBS向駕駛員發出前方可能發生碰撞的預警的階段。

（6）強化距離碰撞時間 enhanced time to collision

圖3 強化距離碰撞時間公式

五、一般要求

下面是我從國家發布的AEBS行業準則中總結出的要求。

（1）AEBS構成

環境感知模塊、控制決策模塊、底層執行模塊、人機交互模塊、數據通信接口（或者可包括數據存儲模塊、無線通信模塊）。

（2）AEBS适配的車輛

AEBS應該安裝在配置防抱制動系統、電子穩定系統以及所有車輪安裝盤式制動器的營運車輛上。

（3）檢測的目标障礙物類型

公共道路上行駛的機動車及行人。

（4）自檢及自我診斷

30s内完成自檢。

（5）是否需要駕駛員介入

緊急制動狀态下，系統工作狀态不受駕駛員操作的影響。

（6）數據備份

遠程要超過60天，本地需要超過2天。

六、功能要求

（1）運行車速

大于15km/h至最大設計速度範圍。

（2）目标檢測區域

最小檢測區域不大于2m,對車輛最大檢測距離應大于150m。對新人最大檢測距離不小于60m。對目标車輛在最大檢測距離位置的最小檢測水平橫向寬度應不小于3.75m。能夠在曲率半徑不大于250m的彎道上檢測到目标車輛。

（3）預警方式

預警級别有兩個級别，預警的方式主要有三種——視覺預警、聽覺預警以及觸覺預警，目前使用最多的是聽覺預警，觸覺預警成本較高，且關聯性較大，視覺預警效果也很不錯。

圖4 預警方式

最後給大家推薦一個視頻，大體講述了自動刹車系統的一些知識和效果。

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