AEB专题(一):以技术系统面介绍AEB侦测与作动原理

2020-06-06 V假生活
AEB专题(一):以技术系统面介绍AEB侦测与作动原理

随着汽车市场的成熟发展,安全科技成为汽车公司持续投入资本研发的重点项目,如何在繁杂的行车环境中,确保所有乘员,以至于其他用路人的安全,是汽车安全科技发展的方向。

主动式安全系统,ABS 是根本

在汽车安全科技发展中,所谓的主动式安全系统,便是提供驾驶对于车辆的操控能力,避免车辆出现失控的现象,主动趋避风险,确保安全。而大家所熟悉的 ABS 防锁死煞车系统就是主动安全系统的根本,透过电脑系统对于煞车系统绵密的控制,在物理的极限之内,调整车辆的动态。而后也衍生出了 BAS 煞车辅助系统、ESP 电子稳定系统等安全系统。

ADAS 先进驾驶辅助系统,透过感测器辨识、追蹤并警示

随着汽车主动安全科技的快速进步,近年也发展出包含盲点侦测、车道偏离等系统的先进驾驶辅助系统。先进驾驶辅助系统(ADAS,Advanced Driver Assistance Systems)是指利用安装于车上各式各样的感测器,蒐集车内外环境资料,进行静、动态物体的辨识、侦测与追蹤等处理,并第一时间提醒驾驶可能发生的情况。

AEB 自动紧急煞车系统属 ADAS 的其中一环

而本文的主题:AEB 自动紧急煞车系统,则同属 ADAS 的其中一环。简单来说,AEB 就是在关键时刻协助驾驶进行紧急煞车的主动安全配备。AEB 可在撞击前警示驾驶,若驾驶未对可能的撞击作反应、或煞车力道不足,系统将介入以减轻、甚至避免撞击。

广  告毫米波雷达、影像辨识孰优孰劣?

目前,AEB 的技术以 2 种类为主流,分别是利用毫米波雷达和影像辨识模组。

而毫米波雷达和影像辨识模组的作用原理不同。毫米波雷达主要是通过对目标物传送电磁波并接收回波来获得目标物体的距离、速度和角度。

在目前车用市场中,比较常见的汽车毫米波雷达工作频率在 24GHz、77GH、79GHz 等频率。由于 24GHz 雷达比 77GHz 雷达具有绕射能力更强、信号损失衰小等优点,因此,24GHz 毫米波雷达常用于短距离的侦测系统,如车侧盲点侦测(BSD)、车道偏移警示(LDW)等;而 77GHz、79GHz 雷达则由于频率较高具有较佳的信号穿透性、距离检测精度较高等优点,因此常用于长距离的侦测系统。

不过 79GHz 不仅较 24GHz 车载雷达具有频宽更大、解析度更高、抗干扰能力更强、设备体积更小更易于安装。且以分辨能力来说,24GHz 毫米波雷达较无法辨识出行人的样子,而 79GHz 毫米波雷达不仅可侦测距离更远、速度更快、角度更大,且能分辨出车、行人、脚踏车的型态。因此目前具备 AEB 功能的量产车款,多採用一颗长距搭配两颗短距的毫米波雷达方案。

而影像辨识模组则是多透过摄影镜头,利用所得画面的「像差」经过电脑判断来準确辨别行人、脚踏车、车辆等障碍物,与毫米波雷达相比,影像辨识在车道、行人识别準确度等方面有基本的优势,但作用距离和测距精準度不如毫米波雷达,并且容易受光照、天气等因素的影响。因此,车厂也透过推出彩色摄影、双镜头等方式突破限制。

多数车厂 AEB 系统结合双重技术

也因此,目前多数车厂的 AEB 系统原理为透过远距雷达侦测前方障碍物的相对距离与相对速度,并以影像模组进行资讯融合,结合两种感测器资料,辨识前方目标物种类(车或人),接着透过后端的 ECU,分析出与前方车辆之间的碰撞时间与安全距离,用以判断是否有发生碰撞的危险,若有则视情形提供警示甚至自动启动煞车。

由于影像模组和雷达会获取到不同的感测资讯,这些资讯之间可互补充,但也可能会自相矛盾。假设在某一场景下,来自镜头的资讯是车辆前方 50 公尺左右有车,需要进行煞车,而雷达却没有反馈同样的资讯,这样的矛盾资讯可能会让系统不知所措。所以,为了让 ECU 接收到一致且明确的行动指令,就需要将感测器的资讯进行融合。

影像资讯融合,系统资讯处理能力为重点

资讯融合的基本原理跟人脑综合处理来自眼、鼻、耳等多器官的资讯类似,主要综合多个感测器获取的资料和资讯,无论重複;矛盾或互补的资讯依据演算法来进行组合,让系统了解目标物的状态。

镜头和毫米波雷达将先分别针对观测目标收集资料,然后对各感测器所获得的资讯进行特徵与模式识别处理,并将资讯分门别类串起关联,最后利用演算法将同一目标的所有感测器资讯整合,得知一致的结论。

而影像资讯融合技术是一门较具专业的学问,在此便不赘述;但简单来说,资讯量越多,系统可靠性即越高,不过所需之处理程序、系统需求也越高。这也是各个迈进自动驾驶领域之车厂,力求技术突破的领域。

多元情境下,AEB 能否正常作动考验各车厂技术

一般而言,AEB 系统分成 3 种种类:「City Safety(市区)」、「Inter-Urban(高速道路)/「Pedestrian(行人)」,Euro NCAP 也针对此 3 种情境提出系统验证标準。而各品牌车款之 AEB 系统能否在以上情境下,让系统正确作动,以减缓甚至避免碰撞,则考验各车厂系统的技术。

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