雷鋒網(wǎng)按：本文作者鄭菲，汽車主動(dòng)安全測(cè)試工程師。本文由雷鋒網(wǎng)獨(dú)家發(fā)布。

在ADAS的眾多功能中，AEB（自動(dòng)緊急制動(dòng)）聽起來(lái)安全感十足，引起了很多車主的興趣。但實(shí)際使用過(guò)程中，有的朋友可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多裝了AEB的車依然避免不了撞車事故。那么AEB功能真的沒(méi)用嗎？本文作者將從汽車主動(dòng)安全測(cè)試工程師的角度來(lái)進(jìn)行專業(yè)的剖析。

一、AEB系統(tǒng)的含義

AEB系統(tǒng)是一個(gè)一般語(yǔ)境下使用的縮寫，Autonomous Emergency Braking，自動(dòng)緊急制動(dòng)。還有一個(gè)bigger than bigger的名字，前向車輛碰撞緩解系統(tǒng)（FVCM）。

這個(gè)系統(tǒng)的用途看名字就能理解：一個(gè)在緊急情況下自動(dòng)對(duì)車輛制動(dòng)的系統(tǒng)。千言萬(wàn)語(yǔ)不如一張圖：

圖1 AEB工作過(guò)程示意圖

AEB從傳感器探測(cè)到前方車輛（目標(biāo)車）開始，持續(xù)監(jiān)測(cè)與前車之間的距離以及前車的車速，同時(shí)從總線獲取本車的車速信息，通過(guò)簡(jiǎn)單的（中學(xué)物理）運(yùn)算，結(jié)合對(duì)普通駕駛者反應(yīng)能力的研究，判斷當(dāng)前形勢(shì)并作出合適的應(yīng)對(duì)：

• 有點(diǎn)不對(duì)勁，早做準(zhǔn)備；

• 先喊一嗓子：哎哎，哥們兒，注意點(diǎn)兒；

• 沒(méi)反應(yīng)？推你一把吧！

• 還沒(méi)搭理我？我先幫你帶著點(diǎn)剎車吧！

• 再踩深點(diǎn)吧！

• 剎不住了，踩死！

更進(jìn)一步，可以結(jié)合下面這張示意圖來(lái)了解一下駕駛者能力和AEB開始報(bào)警/制動(dòng)的時(shí)間的關(guān)系。稍后我們還會(huì)進(jìn)一步地解釋這張圖。

圖2 AEB觸發(fā)時(shí)間示意圖

(其中：TTC，time-to-collision，預(yù)期碰撞發(fā)生時(shí)間)

二、AEB系統(tǒng)的構(gòu)成

AEB系統(tǒng)和其他駕駛員輔助系統(tǒng)一樣，都由感知、決策、執(zhí)行三大部分組成，具體來(lái)說(shuō)（主流解決方案）就是由雷達(dá)、攝像頭作為傳感器構(gòu)成感知部分，傳感器內(nèi)置ECU或獨(dú)立的外置ECU完成決策，并將制動(dòng)請(qǐng)求通過(guò)總線發(fā)送至執(zhí)行器——通常是ESP，也可以是其他裝置，例如線控制動(dòng)系統(tǒng)（比如博世的iBooster）或者獨(dú)立的高壓蓄能器控制器——對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)。 

三、AEB系統(tǒng)的能力和局限

首先要明確的一點(diǎn)是：在目前技術(shù)條件下， AEB系統(tǒng)不能保證駕駛者從此不發(fā)生追尾事故。目前量產(chǎn)車裝配的AEB系統(tǒng)能夠做到的事情相當(dāng)有限，用數(shù)據(jù)說(shuō)話：

• 面對(duì)靜止目標(biāo)（比如前方停止的車輛，別和我提墻和樹之類的，多數(shù)系統(tǒng)并不會(huì)對(duì)墻作出反應(yīng)），平均水平是只能完全避免35km/h左右的碰撞，還得保證周圍環(huán)境良好，比如攝像頭沒(méi)有被陽(yáng)光直射之類的；

• 面對(duì)勻速移動(dòng)目標(biāo)（比如前方低速行駛的車輛，別和我提自行車，那個(gè)經(jīng)常不靈的），平均水平是車速能夠降低40至50km/h，還得保證雙方基本正對(duì)，不能前車開在車道最右邊，自車開在車道最左邊這種，不然就不好說(shuō)了；

• 面對(duì)正在制動(dòng)的移動(dòng)目標(biāo)（比如前方一直正常行駛的突然來(lái)了一腳剎車，別和我提大馬路上一腳踩死的前車司機(jī)，特別是卡車作為前車的時(shí)候），平均水平是前車僅僅輕微制動(dòng)的話（大概就是制動(dòng)踏板踩下20%的水平，比正常駕駛者在紅綠燈前的制動(dòng)稍重一些）還能避免碰撞，如果前車緊急制動(dòng)（普通駕駛者的急剎車，不是踩死，大概就是正常駕駛者覺(jué)得心都要跳出來(lái)了的那種制動(dòng)，但ABS還沒(méi)觸發(fā)），基本都得撞上。

AEB看起來(lái)是不是弱爆了？

但是，和我們的直覺(jué)相反，AEB系統(tǒng)所能做的雖然不是盡善盡美，卻能改寫生或死的結(jié)果。我們知道，碰撞的慘烈程度主要取決于碰撞時(shí)車輛的動(dòng)能。當(dāng)車輛速度降低40km/h后，車輛動(dòng)能的變化如下圖所示：

圖3 制動(dòng)對(duì)碰撞能量的影響

圖3中紅線是一輛重量為1200kg的汽車時(shí)速?gòu)?到100km/h時(shí)的動(dòng)能，藍(lán)線是當(dāng)速度下降40km/h后車輛的動(dòng)能。從這張圖我們可以直觀地看出碰撞瞬間的速度對(duì)碰撞能量的巨大影響：當(dāng)時(shí)速達(dá)到了120km/h，40km/h的速度降低仍能減少超過(guò)50%的碰撞能量。所以你問(wèn)我支持不支持AEB？我當(dāng)然是支持的。

但是為什么工程師不把AEB的性能做得更加強(qiáng)大從而完全避免碰撞呢？這要從兩方面來(lái)講：

• AEB的設(shè)計(jì)用途；

• 當(dāng)前技術(shù)的局限性。

1. AEB的設(shè)計(jì)用途

就像本文一開始提到的，AEB的學(xué)名其實(shí)是“前向車輛碰撞緩解系統(tǒng)”，這個(gè)名字當(dāng)然不是隨便起的。讓我們?cè)倏匆幌聢D2，駕駛者通過(guò)控制方向盤閃避障礙物的極限是TTC 1.0s，而此時(shí)如果相對(duì)車速低于約60km/h，仍能通過(guò)制動(dòng)而避免碰撞。簡(jiǎn)單講，當(dāng)你打方向已經(jīng)躲不過(guò)去的時(shí)候，制動(dòng)仍然能幫你避免碰撞。

而速度超過(guò)60km/h以后，如果試圖通過(guò)制動(dòng)避免碰撞的話，就要提前很多進(jìn)行制動(dòng)了，例如當(dāng)速度為110km/h的時(shí)候，需要提前TTC 1.6s進(jìn)行制動(dòng)，而報(bào)警時(shí)刻更是需要提前到TTC 2.6s，此時(shí)距離駕駛者能夠通過(guò)閃避而避免碰撞的極限TTC 1.0s仍有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。 

接下來(lái)我們要看一下駕駛者的感受，如下圖所示：

圖4 對(duì)危險(xiǎn)性的主觀感受

從圖中可以看到，駕駛者對(duì)危險(xiǎn)的判斷是和TTC直接相關(guān)的，當(dāng)TTC 3.0s以上時(shí)，駕駛者并不會(huì)感覺(jué)到風(fēng)險(xiǎn)存在，但是在TTC 1.6s以下時(shí)，駕駛者會(huì)覺(jué)得很危險(xiǎn)。 

綜合以上兩點(diǎn)來(lái)看，如果試圖通過(guò)制動(dòng)來(lái)避免所有相對(duì)車速下的碰撞可能帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題：駕駛者會(huì)抱怨這個(gè)系統(tǒng)太過(guò)于敏感，明明情況盡在掌握，系統(tǒng)為什么要報(bào)警？為什么要制動(dòng)呢？ 

所以很多AEB系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是：

• 一方面，在駕駛者無(wú)法通過(guò)自身能力避免碰撞時(shí)通過(guò)系統(tǒng)干預(yù)降低事故的嚴(yán)重程度；

• 另一方面，通過(guò)降低車速為駕駛者贏得更多時(shí)間，從而采用變道等措施避免碰撞。

當(dāng)然，在環(huán)境較為簡(jiǎn)單的低速情況下，AEB系統(tǒng)通常還是能夠?qū)④囕v剎停來(lái)避免碰撞的。

2.目前技術(shù)的局限性

主流AEB系統(tǒng)由雷達(dá)和攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)融合來(lái)感知環(huán)境，其中雷達(dá)的作用距離大概在200m左右，而攝像頭大概在100m。因?yàn)樘炀€的尺寸和特性，雷達(dá)的角度分辨率有限，例如，距離非常遠(yuǎn)的時(shí)候雷達(dá)沒(méi)有辦法準(zhǔn)確地測(cè)量前車是否在自車的軌跡上。此外，雷達(dá)無(wú)法分辨一塊金屬板和一輛車的區(qū)別，也經(jīng)常由于二次反射等原因出現(xiàn)誤識(shí)別，例如把上方的限高桿或隧道口的金屬柱當(dāng)成車輛。

而攝像頭相比雷達(dá)雖然具有較好的角度分辨率，并且能夠識(shí)別目標(biāo)類型，但是由于感光器件的尺寸和分辨率有限，只能識(shí)別較近的物體，而且不能精確計(jì)算與物體的相對(duì)距離，還會(huì)受到能見度的影響。通常來(lái)說(shuō)，人眼無(wú)法識(shí)別的目標(biāo)，攝像頭也無(wú)法識(shí)別。

基于上述特性，工程師想到了將雷達(dá)和攝像頭結(jié)合起來(lái)使用，通過(guò)兩者的互相確認(rèn)來(lái)提高識(shí)別的準(zhǔn)確性。盡管如此，AEB系統(tǒng)仍舊會(huì)存在誤識(shí)別的問(wèn)題。由于駕駛輔助系統(tǒng)仍舊強(qiáng)調(diào)駕駛者對(duì)車輛負(fù)責(zé)，所以從法律角度來(lái)說(shuō)，誤識(shí)別目標(biāo)造成事故，例如因?yàn)檎`制動(dòng)而被后車追尾，這是車企的責(zé)任；而沒(méi)有識(shí)別目標(biāo)造成追尾前車，這是駕駛者自己的責(zé)任。所以如何選擇也就很清楚了。另外由于識(shí)別算法的復(fù)雜性，當(dāng)前的AEB都是針對(duì)追尾工況設(shè)計(jì)的，也就是說(shuō)，只識(shí)別車尾，當(dāng)然，如果前車角度不是太大的情況也能識(shí)別，但是如果前車是橫穿的情況，就無(wú)能為力了，例如美國(guó)的特斯拉Autopilot致死事故。

此外要提一句，并不是所有AEB系統(tǒng)都具有行人識(shí)別功能，特別是僅采用雷達(dá)作為感知元件的系統(tǒng)，因?yàn)檎鎸?shí)環(huán)境中的行人檢測(cè)是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，例如站在車尾的人，站在陰影中的人，人群以及樹木等等都會(huì)造成錯(cuò)誤識(shí)別或者不識(shí)別的情況，所以不要隨意進(jìn)行人體試驗(yàn)。

感興趣的可以看下面Volve銷售人員的演示事故視頻。

參考文獻(xiàn)：Handbuch Fahrerassistenzsysteme

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