【有車以后 技術(shù)解析】AEB全稱為Automatic Emergency Braking,中文翻譯過來為自動緊急制動,大概意思就是通過毫米波雷達(dá)和攝像頭,實時監(jiān)測車輛前方的行駛環(huán)境。當(dāng)雷達(dá)或攝像頭判斷你會與前方障礙物發(fā)生碰撞時,便自動啟動制動系統(tǒng)使車輛減速,以避免碰撞或減輕碰撞后果。要注意的是這里說的是減輕碰撞后果,并不意味能萬無一失。這么個舉例你就明白了,它就像你在學(xué)車時坐在副駕的教練,當(dāng)教練感覺你要往樹上撞時,他會先提醒你,再者大聲呵斥你,如果你還是一股腦們要往上撞,那只能教練幫你踩剎車了。顯然教練只是充當(dāng)輔助作用,關(guān)鍵還是看你。
與其它駕駛輔助功能一樣,AEB系統(tǒng)的組成主要包括了:感知、決策和執(zhí)行。工作原理與人相似,將看到、觸摸到的事物傳遞給大腦,通過大腦一系列的運算分析,再將結(jié)果傳遞給肢體。
所以先從感知說起吧,常見的傳感器有毫米波雷達(dá)、視頻攝像頭、毫米波雷達(dá)融合視頻攝像頭。
毫米波雷達(dá)是通過發(fā)射電磁波來實現(xiàn)目標(biāo)探測的一種車用雷達(dá),博世的第四代毫米波雷達(dá)工作頻段在76-77GHz,是一種全天候傳感器,可以在雨、雪、霧等這些不利于攝像頭等視覺傳感器的情況下仍能穩(wěn)定工作。在160m的范圍內(nèi)可以同時追蹤多達(dá)32個目標(biāo),并且利用雷達(dá)本身的物理特性對目標(biāo)物的距離、速度等信息探測精度達(dá)到厘米級別。所以我們經(jīng)常用探測的距離和探測距離、相對速度、角度的精確度,來評判雷達(dá)的性能,其中影響因素包括精度、分辨力和分辨率。
精度很好理解,就是雷達(dá)探測到的測量值與真值的接近程度,越接近精度越高。分辨力則是對兩個信號強(qiáng)度相同的目標(biāo),進(jìn)行單次探測,測出其中的差異值,若差值較大,則分辨力較差。分辨率則是對同一個目標(biāo)進(jìn)行多次探測,看其中的差異值。這么看來,毫米波雷達(dá)存在一個弊端,就是當(dāng)兩個目標(biāo)物體同為靜止時,該怎么把它們區(qū)分開來?
而視頻攝像頭它好比我們的手機(jī),通過前方的光學(xué)組件,即由光學(xué)玻璃鏡片組成的鏡頭,將進(jìn)入鏡頭的光反映在成像傳感器上,產(chǎn)生一幀一幀的數(shù)字圖像,再通過內(nèi)置在攝像頭中圖像信息處理單元對圖像進(jìn)行分析,從而實現(xiàn)對畫面中的車輛及其燈光、行人、車道線等目標(biāo)進(jìn)行探測。而攝像頭的弊端就是受環(huán)境因素影響較大,例如雨天、霧霾、冰雪等。
所以工程師就將毫米波雷達(dá)和視頻攝像頭結(jié)合起來,互補(bǔ)各自的劣勢。例如用毫米波雷達(dá)較好的角分辨率和感知距離,判斷與障礙物的距離信息,用視頻攝像頭識別目標(biāo)類型,綜合兩者信息,取各自傳感器所探測到的精度最優(yōu)的屬性,做到取長補(bǔ)短。
當(dāng)然還需要對傳感器傳遞的信息作出判斷,其中決策的就是汽車的ECU,ECU能根據(jù)傳感器的信息,按照設(shè)定的邏輯進(jìn)行計算分析,得出執(zhí)行命令,最后將執(zhí)行命令傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常就是ESP或者其它裝置,最終結(jié)果都是對剎車盤施加不同的制動力。那么搞清楚大概的工作原理,就可以來到博世測試場上見證實際成效了。
此次我受邀來到位于連云港東海的博世汽車測試技術(shù)中心,其中測試區(qū)域分為兩個制動測試區(qū)、動態(tài)測試區(qū)和TCS坡道等,我們試乘的地方被安排在動態(tài)測試區(qū)。此次體驗的項目主要是車輛以勻速行駛時,如果遇到前方有靜止和行駛的車輛,或者行人和自行車橫穿馬路,在人不主動采取剎車的情況下,車輛采取緊急制動的情況。
事先要聲明一下的是,該實驗的道具例如氣球車和假人都不是隨隨便便做成模樣像就可以,而是在里面加入了一些特殊的物質(zhì),來保證雷達(dá)或者攝像頭能夠識別該物體。這對于攝像頭來說是比較簡單的,因為只需要識別驗證該車的外觀即可,但是對于雷達(dá)來說就不一定了,因為雷達(dá)發(fā)出的電磁波它是有一定的穿透性,像廣告布等一些材質(zhì)都是可以直接穿透過去的,所以對于雷達(dá)來說可能無法探測到該物體。
拿氣球車來說,在車內(nèi)的中下部會裝有三個三角反射錐,它利用直角反射的原理,能將射過來的電磁波按照原來方向反射回去,因此它能夠利用一個非常小的反射面積,達(dá)到非常強(qiáng)的回波的性能。然后通過三個反射錐,可以達(dá)到和真車的一個反射強(qiáng)度。除此之外,在氣球車的上下部有兩條鋁箔,用來保證雷達(dá)探測到的目標(biāo)的寬度。
當(dāng)車輛以50km/h左右的時速駛向氣球車時,毫米波雷達(dá)和多功能攝像頭會同時檢測前方障礙物,探測該物體是否為移動目標(biāo)、距離、形狀、大小等參數(shù),如果該目標(biāo)為移動的氣球車,那么當(dāng)后方車輛與氣球車的距離小于安全距離時,后車就會采取類似點剎的形式制動,最終保持與氣球車同樣的速度行駛。如果是靜止的氣球車或者是橫穿馬路的假人和自行車,那么車輛將直接剎停(限定速度范圍內(nèi))。
當(dāng)然,AEB的工作范圍還是非常有限的,它不能避免或者完全避免事故的發(fā)生。舉個例子,對于行人,當(dāng)該車的行駛速度在30km/h以內(nèi)時,能夠做到避免碰撞;而當(dāng)時速在30-80km/h時,就只能夠緩解碰撞;如果時速高達(dá)80km/h以上的時候,AEB可能不會起到作用了。除了速度限制之外,一般AEB只能夠識別行人、車輛,部分AEB也具有騎行識別功能,而如果是面對柱子、樹木等等,有可能也不起作用。
我們經(jīng)常在汽車上看到的一些配置如ACC自適應(yīng)巡航、車道偏離預(yù)警、交通標(biāo)識識別功能、自動泊車等等,這些配置都是基于開雷達(dá)和攝像頭來完成各種不同的任務(wù),只是執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同罷了。另外以目前的技術(shù),千萬不要完全依賴于車輛,或許猶如開頭我所說的那樣,它更像坐在你副駕駛的教練,只是在危急關(guān)頭幫你踩一腳剎車,但你能確保教練不是剛喝完酒嗎?
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