AEBS的發展歷程
說起AEBS,首先就得從車輛制動的歷史說起。在汽車工業的發展初期,制動系統是沒有助力的,制動能量完全由駕駛者的作用力來提供,我們可以將這種制動系統稱之為“人力制動系統”。由于沒有助力,駕駛者需要費很大的力氣才能讓車輛停止。基于這樣的現狀,工程師們設計了助力系統。他們在“人力制動系統”的基礎上加設了一套動力伺服系統,采用氣壓能、真空能以及液壓能等作為伺服能量,形成了各種形式的助力器。
再后來,由于很多新手在制動時,掌握不好制動車的時機和力度,不習慣“點剎”,于是工程師們又加入了被看做是行車安全歷史上最重要的三大發明之一的“ABS”(防抱死系統)。最后大家發現,即便是車輛配備了眾多先進的制動技術,但前提是駕駛者得有制動的動作。而現實的情況是,在遇到突發情況時,很多駕駛者有些措手不及,還來不及制動,就已經與前車發生“親密接觸”。于是,便有了AEB(自動緊急制動系統)的誕生。
進化后的AEBS
AEBS,即“Advanced Emergency Braking System”的縮寫,意為自動緊急制動系統,可以在檢測到危險時通過 系 統 協 助 駕 駛 者 進 行 制動,從而避免或減少事故的發生。AEB也就是我們常聽到的預碰撞安全系統,不同廠商對這套系統的稱呼有所不同。簡單來說, AEB就像是你在學車時,守護在您身邊的那個“高度警覺的教練”。教 練 控 制 著 獨 立 的 制 動 踏板,在提醒無效且追尾事故即將發生之前出手干預,危急情況下及時踩停,避免發生事故。所謂“不怕一萬,就怕萬一”,車輛能在緊急情況下自動制動,其重要性不言而喻。
AEBS系統通過攝像頭或雷達檢測和識別前方車輛,在有碰撞可能的情況下先用聲音和警示燈提醒駕駛者進行制動操作回避碰撞。若駕駛者仍無制動操作,系統判斷已無法避免追尾碰撞,就會采取自動制動措施來減輕或避免碰撞。同時, AEB系統還包括動態制動支持,當駕駛者踩下制動踏板的力量不足以避免即將到來的碰撞時,就會為其補充制動力。AEB的作用究竟有多大呢?此前Euro NCAP通過對交通事故的分析發現, 90%的交通事故是由于駕駛者的注意力不集中而引起的,而AEB系統則有效避免或減少事故的發生。Euro NCAP和ANCAP于2015年5月共同在《Accident Analysis & Prevention》期刊發表題為“現實世界追尾碰撞中AEB的有效性”的研究報告,結果顯示:AEB技術能在現實世界中減少38%的追尾碰撞,且無論是在城市道路(限速60km/h)或郊區道路行駛的情況下,效果并無顯著差別。
AEBS系統工作原理
AEBS系統其工作原理很簡單,主要分為三個部分:環境感知、智能決策、執行機構。目前環境感知傳感器部分主要由三種探測技術,分別是:毫米波雷達、激光雷達、視覺識別。AEBS系統采用雷達測出與前車或者障礙物的距離,然后利用數據分析模塊將測出的距離與報警距離、安全距離進行比較。小于報警距離時就進行報警提示,而小于安全距離時即使在駕駛員沒來得及踩制動踏板的情況下,通過車載電腦AEBS系統也會啟動,使汽車在安全距離內自動制動,從而為安全出行保駕護航。
1.毫米波雷達
其本質為電磁波,其探測距離遠,波束角較大,探測范圍寬,用于AEBS時探測時,在本車道前方50米左右位置,其探測寬度已達3.5米,超出本車道,相鄰車道的車輛容易形成干擾,其抗干擾問題無法解決。另外毫米波對金屬物體非常敏感,車道前方的任何金屬物體,如易拉罐、窨井蓋等都容易被識別為障礙物,形成誤報警、誤剎車;另外對人體、墻體、樹木等不敏感,所以像類似8.10事故這樣的情況,根本不起作用,無法避免事故的發生。所以,單純依靠毫米波雷達,干擾大,誤報、誤剎率高,基本不能使用。
2.攝像頭(視覺識別)
其本質類似于攝像機,通過這個手段可以直觀識別前方障礙物情況,但是其探測距離非常有限,只能短距離探測;探測距離近,意味著留給駕駛員的反映時間大大縮短,只能低速防碰撞,無法解決高速情況下發生重特大交通事故的根本問題。更為關鍵的是,無法全天候使用,白天對于太陽光直射情況下,無法識別;夜晚,對向車道遠光燈直射時,引起誤報。所以,誤報、漏報率極高,基本無法使用。
3.毫米波雷達+攝像頭
兩種傳感器數據融合后對前方車輛或障礙物進行判斷,共同認為是障礙物后,方可進行預警或制動,這樣組合使用降低了毫米波的探測距離,同時視頻識別的短板也都全部存在。所以組合方式的缺點是:容易受光線干擾,目標識別不準,誤報、誤剎、漏剎情況嚴重;無法解決50km/h以上的高速防碰撞問題。無法實現遏制重特大交通事故的根本目的。
4.激光雷達
激光雷達,本質屬于光,是不可見光,具備光的所有特性,傳播速度快,探測距離遠;但缺點是波束角小,相對盲區比較大;容易受霧霾、煙霧、灰塵等干擾。若能解決盲區和抗干擾問題,激光探測是一種很好的傳感器。智能決策部分,傳感器探測到相關數據之后,需要處理器處理相關信息,分析判斷,發送相應指令,預警或剎車。
AEBS與EBS
那么AEBS和EBS又是什么關系?AEBS功能是否可以通過EBS系統實現呢?首先我們要知道,EBS即電子控制制動系統, 制動總泵裝有制動踏板傳感器,控制單元接收到踏板信號后,通過控制前橋模塊、后橋模塊的電磁閥實現制動輸出。與傳統的機械控制方式相比不僅制動響應時間更快,而且能夠實現更多的控制功能,如按著軸荷分配制動力等。
而AEBS系統通過計算確認有碰撞危險時,會向EBS系統發出制動指令,EBS系統負責執行。需要說明的是AEBS系統也可以和具有ESP功能的ABS系統搭配,并不一定要基于EBS系統進行工作,這取決于車輛的實際配置。通常情況下,如果跟車距離過小、有碰撞危險時,系統首先點亮黃燈,進行警報,如果駕駛員對警報做出反應、進行了減速制動,碰撞危險被解除,就不會促發制動。但當駕駛員對警報沒有做出反應、接管車輛時,才會觸發二級、三級報警(紅燈點亮)。紅燈點亮,首先實施部分制動,如果駕駛員對警報做出反應、進行了減速制動,碰撞危險被解除,就不會促發全制動,但駕駛員對警報沒有做出反應時,才會觸發全制動。
審核編輯:郭婷
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原文標題:汽車AEBS技術發展及工作原理介紹
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