所謂“道路萬千條,安全第一條”,汽車安全一直是消費(fèi)者在選車時(shí)的關(guān)鍵考慮因素之一。為了滿足用戶對安全的需求,汽車的主動安全功能也在不斷地進(jìn)化。
AEB (Autonomous Emergency Braking) 近一年來受到行業(yè)廣泛關(guān)注,它能通過實(shí)時(shí)感知道路風(fēng)險(xiǎn),使車輛「主動執(zhí)行剎車/減速」,從而避免或減輕事故。
相較于被動安全,主動安全更能有效減少交通事故的發(fā)生。根據(jù)歐盟委員會的估計(jì),AEB 每年可以在歐盟境內(nèi)拯救 1000 多條生命1。另有媒體調(diào)查顯示,92%的消費(fèi)者在購車時(shí)會優(yōu)先考慮帶有 AEB 功能的車輛2。
盡管如此,當(dāng)前的 AEB 功能并非完美,仍然有很大的提升空間。
第一,當(dāng)前AEB夜晚效果遠(yuǎn)差于白天。
美國交通部調(diào)查指出,77% 的行人死亡和約一半的行人受傷是在黑暗的照明條件下發(fā)生的,而美國保險(xiǎn)協(xié)會統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),汽車對于行人的 AEB 在白天能減少 32%-33% 的風(fēng)險(xiǎn),但是夜晚,當(dāng)前的 AEB 功能并不能減少風(fēng)險(xiǎn)3。
基于純視覺的AEB在黑夜表現(xiàn)不佳4
今年 4 月 29 號,美國交通部發(fā)布新規(guī) FMVSS No. 127,強(qiáng)調(diào)將 AEB 的適用范圍拓展到夜間,尤其是對于行人,要求無論是白天還是黑夜都能夠無差別的達(dá)到 72 km/h 的 AEB 工作速度5。
激光雷達(dá)由于通過主動發(fā)射激光來實(shí)現(xiàn)直接探測,不依賴環(huán)境光,把激光雷達(dá)數(shù)據(jù)用于 AEB 功能開發(fā),能大大增強(qiáng)夜間的 AEB 安全性。有國際論文指出,在夜間,融合了激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的平均感知精度是純視覺的 3 倍6。
第二,攝像頭異形障礙物的識別能力有限。
純視覺算法需要事先對目標(biāo)物進(jìn)行分類,對于白名單之外的非典型物體不能夠有效識別,比如載著大樹的車,載著一堆貨物的二輪電動車,這些車輛被遮住了典型的特征,視覺算法難以分類識別出來。
基于純視覺的AEB在遇到異形物時(shí)識別困難
同樣,激光雷達(dá)具有直接測量的特點(diǎn),無論目標(biāo)物是什么種類,只要能感知到數(shù)據(jù),就能判斷障礙物位置。融合激光雷達(dá)的 AEB 將更容易識別異形障礙物,實(shí)現(xiàn)安全剎車。
國內(nèi)多個(gè)智能汽車品牌的主動安全一項(xiàng)中,只有帶激光雷達(dá)的車型才有異形障礙物 AEB 功能。
第三,當(dāng)前 AEB 工作速度的上限有待進(jìn)一步提升。
比如美國交通部新規(guī)還對 AEB 的速度提出了更高要求,相比之前的法規(guī),對車輛 AEB 的工作速度上限提高近一倍,對前方行駛車輛場景下的達(dá)到了 145 km/h。這無疑需要汽車具備更高的感知距離和置信度5。
對國內(nèi)領(lǐng)先的智能汽車品牌的調(diào)查發(fā)現(xiàn),相比無激光雷達(dá)車型,裝有激光雷達(dá)的車型,其 AEB 速度上限有了約 50% 的明顯提升。
第四,當(dāng)前 AEB 誤觸發(fā)率高,影響乘車體驗(yàn)。
測距精度不足或復(fù)雜的光影會導(dǎo)致純視覺對于物體的誤識別,進(jìn)而引發(fā)危險(xiǎn)的 AEB 誤觸發(fā)。目前消費(fèi)者抱怨的誤觸發(fā)已有諸多案例,包括大坡道誤觸發(fā)、汽車尾氣誤觸發(fā)、對地面金屬板誤觸發(fā)等等,中國 2024 版 C-NCAP 也是緊跟市場需求,增加了 AEB 誤作用場景的測試。
基于視覺的AEB在進(jìn)隧道、光影復(fù)雜等場景下很容易誤觸發(fā)7
什么樣的激光雷達(dá)
才能讓AEB更安全?
激光雷達(dá)看得越遠(yuǎn),AEB安全速度上限越高
AEB 的工作速度極大取決于感知距離,我們以發(fā)布時(shí)間相近的兩個(gè)同類型激光雷達(dá)為例進(jìn)行分析:
*兩者角分辨率接近
從圖可以看出,在其他參數(shù)相當(dāng)?shù)那闆r下,測距能力更遠(yuǎn)的激光雷達(dá),所能支持的 AEB 安全車速上限也更高。200 米標(biāo)準(zhǔn)測距與 150 米標(biāo)準(zhǔn)測距的激光雷達(dá),其支持的 AEB 安全剎停車速分別是148 km/h 和 135 km/h,差異還是很明顯的。汽車更早看清前方路況,就能保障在更高車速下進(jìn)行安全制動,從而在遇到突發(fā)狀況時(shí)保障生命安全。
激光雷達(dá)看得越清晰,AEB安全速度上限越高
有人會問,是不是激光雷達(dá)只要不停“卷”探測距離,AEB 就能響應(yīng)更及時(shí)更安全了?
當(dāng)然不是,由于激光雷達(dá)發(fā)出的光束存在一定夾角,隨著距離越遠(yuǎn),光束之間的距離也逐漸拉大。可以這樣理解,角分辨率數(shù)字越小,線越密,清晰度越好。
面對小目標(biāo),激光雷達(dá)角分辨率越小,有效探測距離越遠(yuǎn)
如果遇到小型障礙物,比如行人、輪胎、錐桶、三角牌、小動物等,只有分辨率更高、看得更清晰的激光雷達(dá),才能在遠(yuǎn)距離下探測到。上一期提到,代表分辨率的重要參數(shù),其中之一就是「角分辨率」(文章回顧)。
同樣以兩款激光雷達(dá)為例,兩者測距能力相當(dāng),只有角分辨率不同時(shí):
ATX 相比另一款激光雷達(dá),具有更小的最佳角分辨率,是另一款的 3 倍高清。在面對一個(gè)黑衣行人時(shí),ATX 的目標(biāo)檢出距離遠(yuǎn)了 50% 以上,其支持的對行人 AEB 車速上限也從 96 km/h 提升到了 123 km/h。
因此,要想實(shí)現(xiàn)更高的 AEB 速度,激光雷達(dá)探測距離和分辨率都很重要。
具備光學(xué)變焦的激光雷達(dá),同時(shí)滿足看遠(yuǎn)和看清
為了滿足智能汽車不同場景需求,禾賽在 ATX 上開發(fā)了7 倍光學(xué)變焦的功能,可實(shí)時(shí)進(jìn)行多模式切換,同時(shí)滿足「看的遠(yuǎn)」和「看的清」。
在城區(qū)行駛時(shí),ATX 能夠?qū)崿F(xiàn) 140° 超廣視野,相比市場同類產(chǎn)品 120° 的水平視場角,刷新了高性能遠(yuǎn)距激光雷達(dá)的水平視野的上限,能及時(shí)探測車身兩側(cè)道路情況,隨時(shí)避開危險(xiǎn)。
在高速行駛時(shí),開啟 7 倍光學(xué)變焦即可實(shí)現(xiàn)500 米超級測遠(yuǎn)能力和 7 倍高清分辨率,從而對遠(yuǎn)處路況的精準(zhǔn)感知,保障車輛在超高速行駛下的安全。
能降噪的激光雷達(dá),進(jìn)一步降低AEB誤觸發(fā)
激光雷達(dá)憑借高精度能很大程度降低一些場景下視覺誤識別導(dǎo)致的誤觸發(fā),但雨天、霧天、飛塵等惡劣天氣對于汽車感知仍然面臨很大的挑戰(zhàn)。如果激光雷達(dá)能夠從數(shù)據(jù)層面濾除掉這些空氣中的噪點(diǎn),就能夠在實(shí)現(xiàn)安全駕駛的同時(shí),進(jìn)一步降低系統(tǒng)的誤觸發(fā)。
因此禾賽在 ATX 中嵌入了智能點(diǎn)云解析引擎,自研的全波形智能識別技術(shù),能智能識別雨霧、前車尾氣、灰塵等,并實(shí)時(shí)標(biāo)記,濾除 99.9% 以上的環(huán)境噪點(diǎn)。
ATX 的智能濾噪功能能夠大幅降低雨霧天氣的干擾,為智能汽車提供全天候的安全感知力,有效減少系統(tǒng)誤識別、誤觸發(fā)。
持續(xù)成長的激光雷達(dá)
只為更安全的AEB
禾賽作為全球領(lǐng)先的激光雷達(dá)公司,一直致力于為汽車提供更高性能、高質(zhì)量、高可靠性的激光雷達(dá)產(chǎn)品。
與此同時(shí),禾賽也在密切關(guān)注激光雷達(dá)的終端使用場景,尤其是 AEB 這樣可以避免事故、拯救生命的關(guān)鍵“安全件”,以汽車安全為目標(biāo)不斷迭代產(chǎn)品功能。
今年重磅發(fā)布的 ATX,通過全面升級到第四代自研芯片平臺,不僅在測遠(yuǎn)、分辨率等指標(biāo)上有了極大提升,還新增了光學(xué)變焦、降噪等多個(gè)功能。ATX 將于 2025 年 Q1 量產(chǎn),屆時(shí)將陸續(xù)有搭載車型與消費(fèi)者見面,以滿滿【安全力】守護(hù)每一位乘客。
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原文標(biāo)題:讓汽車AEB更安全,激光雷達(dá)能起到哪些關(guān)鍵作用?
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