在剛剛過去的2019廣州國際車展上，你會發(fā)現(xiàn)幾乎所有的品牌都在強調(diào)智能與主動安全，小鵬最新推出的P7甚至表示能實現(xiàn)L3級自動輔助駕駛，其實不只是小鵬，從奔馳、奧迪、寶馬到長城、傳祺、蔚來這些品牌全都有具備L2或更高級別的自動駕駛輔助功能的產(chǎn)品，這些在過去看似高端新奇的功能正悄然普及開來，而促成這一切的幕后“大佬”便是博世（BOSCH）。

作為全球最大的汽車技術(shù)供應(yīng)商，博世為客戶提供了自己先進的技術(shù)以及產(chǎn)品，其中自然就包括新生代汽車不可或缺的自動（智能）駕駛輔助系統(tǒng)解決方案。做了如此龐大的幕后工作，想必各位和我一樣，對這個行業(yè)巨頭產(chǎn)生了強烈的好奇心。帶著這份好奇，我深入博世（東海）汽車測試技術(shù)中心，來看看現(xiàn)階段和下一代博世的這套駕駛輔助系統(tǒng)工作原理，以及真正意義上標準化駕駛輔助測試。

對于駕駛員輔助系統(tǒng)的功能，會有非常多的分類方法：比如有按其目的，分為安全性功能和舒適性功能的；也有按其控制時間，分為單次控制和持續(xù)控制功能的；還有按使用工工況分類的，如信息類功能、緊急制動類、車道類以及燈光類等等。

此次分享會是《2019探秘博世》系列活動其中的一個環(huán)節(jié)，圍繞的主題是“自動緊急制動系統(tǒng)AEB”和“預(yù)測性緊急制動（輔助）系統(tǒng)PEBS”，屬于安全性功能范疇。

其實我們常說的主動剎車指的就是AEB，那么這個功能到底有多重要呢？歐洲新車評價規(guī)程Euro NCAP自2014年起就將AEB作為強制評分項引入到評分體系中，到了2016年，更是將AEB所針對的作用范圍從車輛擴大到弱勢道路使用者（VRU）即行人。到了2018年，Euro NCAP再次引入更為嚴苛的測試，即針對騎自行車人的保護（AEB-Cyclist）。更厲害的是，歐盟已經(jīng)率先立法，將于2021年將AEB功能作為所有新車的強制出廠項，繼車身穩(wěn)定系統(tǒng)ESC之后，他們又在主動安全的道路上邁出的一大步。

我國的新車評價規(guī)程C-NCAP從2018年7月1日起也會開始針對AEB功能進行評測。2016年，博世基于中國道路交通事故深入研究（CIDAS）所采集的在中國真實發(fā)生的追尾事故研究表明，配備AEB功能，65%以上的車與車發(fā)生的追尾事故都可以完全避免，而配備行人保護AEB功能后，每4起車與行人發(fā)生的碰撞事故中有1起就可以完全避免。博世所做的主被動安全技術(shù)，不僅是為了應(yīng)對更新的測試標準，更是是為了實現(xiàn)零傷亡、零事故的愿景。

雷達
實現(xiàn)主動安全功能，需要不同的傳感器協(xié)同工作，首先是毫米波雷達，這里所說的毫米波雷達不是我們常說的倒車雷達，而是通過發(fā)射電磁波來實現(xiàn)目標探測的一種車用雷達，它的工作頻段在30GHz-300GHz，電波波長在1mm-10mm之間。處于該波長范圍的好處就是電磁波的穿透力受環(huán)境，尤其是雨、雪、霧等極端天氣條件環(huán)境的影響非常小。

根據(jù)工作頻段的不同，雷達的探測距離、范圍和精度均有區(qū)別，因此又分為了前向雷達和后/角雷達，當前已經(jīng)在量產(chǎn)車上裝配的雷達是第四代，在明年新推出的量產(chǎn)車上我們就可以見到最新的第五代超聲波雷達了，新產(chǎn)品的點云密集度是第四代雷達的10倍左右，并且具有更寬的視場角以及更高的分辨率。

而基于雷達即可實現(xiàn)的功能就包括了ACC自適應(yīng)巡航、前碰撞預(yù)警FCW、緊急制動輔助EBA和自動緊急制動AEB等，當然，僅靠雷達探測來實現(xiàn)這些功能已經(jīng)是過去式，攝像頭的參與，則能夠幫助車輛實現(xiàn)更全面更安全的駕駛輔助功能。

攝像頭
通過車輛擋風玻璃上方的攝像頭數(shù)量，我們就可以判斷出它采用的是單目、雙目或三目攝像頭，單目攝像頭的解決方案。通過攝像頭，車輛就可以以此實現(xiàn)物體的探測，例如對車輛、行人的檢測，對車道線的檢測，對于交通標示的檢測，對對向燈光的檢測等。

如果將攝像頭比作我們的眼睛，單目攝像頭收集到的只是二維畫面，缺少對距離判斷。但在博世下一代也就是第三代單目攝像頭上，全新的算法能夠通過對比前后兩幀畫面在同一個像素點上接收光量的強度變化，將這個信息還原成深度信息，從而能推算出前方探測的物體與本車的距離和相對速度，達到和雷達同樣的效果。

不過由于是推算，其在復(fù)雜天氣條件下的準確性不能做到完全可靠。要解決單目攝像頭的“先天不足”，就是增加另一個光學鏡頭，這便是雙目攝像頭。它的工作原理和人眼一樣，通過對比同一時刻兩個鏡頭所拍到的畫面，通過3D視差來判斷距離。利用雙目攝像頭，在無需雷達的情況下，即可實現(xiàn)除ACC以外絕大多數(shù)的駕駛輔助功能。它的另外一個用處，是通過3D視差進一步計算出車輛前方行進的可通行空間，我們把這個可通行空間稱為“自由空間（free space）”，自由空間是應(yīng)用在自動駕駛算法中必不可少的一項信息。

另外，博世的后視/環(huán)視攝像頭也是量產(chǎn)車上常見的裝備，這類攝像頭一般用于泊車輔助相關(guān)功能，360°環(huán)視影像就是靠它來提供。

數(shù)據(jù)融合
通過上面的信息大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：不同類型的傳感器各有優(yōu)勢與缺陷。例如，毫米波雷達的優(yōu)點在于對前方物體探測時，對于其在縱向方向上的相對速度、距離等屬性非常精準；攝像頭在判斷物體的特征有著先天優(yōu)勢，同時基于視覺的算法對于物體在橫向方向上的位移判斷又相對雷達來說更加精準。為了適用于復(fù)雜場景的高級駕駛輔助功能如自動泊車，以及應(yīng)對未來越來越嚴苛的NCAP的場景要求（如Euro NCAP 2020-2022場景），可靠的、基于不同類型的傳感器數(shù)據(jù)融合就顯得尤為必要了。


簡單來說，通過數(shù)據(jù)融合，我們的量產(chǎn)車才能實現(xiàn)L2級自動駕駛輔助功能，甚至通過引入更多的傳感器后，還可實現(xiàn)在駕駛員監(jiān)控下的自動變道功能。而這些都是目前已經(jīng)能夠在目前量產(chǎn)車上體驗到的，而數(shù)據(jù)融合的未來，則是需要滿足L3級以上高度和完全自動駕駛對于環(huán)境感知互補、冗余及可靠的要求。駕駛員輔助系統(tǒng)是針對某一事故或駕駛場景而設(shè)計研發(fā)，而L3級自動駕駛則是針對在更為復(fù)雜場景下的系統(tǒng)負責的駕駛。這也就對環(huán)境感知在任何時間、任何場景、任何氣候條件下的可靠及準確性提出了更高的要求。大量的計算與多傳感器的數(shù)據(jù)融合對于中央計算單元的算力要求也隨之成幾何數(shù)增長，一顆具備強大算力的大腦因此也是必不可少。而這些更強大更新鮮的功能，我們在明年新推出的量產(chǎn)車上應(yīng)該能體驗到了。

實測體驗
隨著技術(shù)的不斷進步以及應(yīng)用成本的不斷降低，駕駛員輔助系統(tǒng)早已不再像幾年前那般僅僅只在豪華品牌的高配車型上才能見到，這項功能帶來的安全與便利正在觸及越來越多的普通消費者。下面的環(huán)節(jié)我們就將到封閉測試場內(nèi)，體驗一下標準的自動緊急制動系統(tǒng)AEB測試。

測試的地點在博世（東海）汽車測試技術(shù)中心，這里的測試道總面積達到4000,000平方米，我們用到的區(qū)域是在動態(tài)測試區(qū)，項目就是模擬車輛對于靜態(tài)/動態(tài)車輛的追尾，模擬車輛對行人/騎自行車的碰撞，所用到的測試車輛一臺是奇瑞瑞虎8和哈弗VV6，這兩臺車均為4S店買回來的量產(chǎn)車。這兩臺用于測試的車上搭載的均為現(xiàn)款解決方案，即第4代雷達與2.5代前攝像頭。

首先需要說明的是，這幾組碰撞道具都是完全符合測試標準的道具，別看表面像個充氣公仔似的，其實內(nèi)有乾坤，它們都來自專業(yè)的汽車測試廠商AB Dynamics。被追尾“汽車”內(nèi)有可被雷達探測到的鋁箔條和復(fù)雜的金屬框架，為的就是完全模擬出一臺真實汽車車尾能夠被雷達探測到的場景，該設(shè)備價格不菲，一個造價就高達20萬；被撞的“行人”也不是普通的娃娃或是簡單的紙板，內(nèi)部使用保證能被雷達監(jiān)測到，并且雙腿可以模擬行走的動態(tài)，包括手臂角度，鞋不離地這些細節(jié)都有要求，一個造價10萬元；被撞的“騎行者”除了一樣的假人以外，“自行車”材料也必須模擬出真實自行車的反射條件，車輪能夠轉(zhuǎn)動，這個造價也高達15萬元。

在模擬追尾實驗時，車輛將以30km/h的時速巡航，駕駛員不采取任何措施，在被撞車輛前，測試車輛能非常及時地采取緊急制動并且安全剎停。該功能可以支持4-40km/h時內(nèi)的自動剎停，超過40km/h車輛遇到同樣情況時也會采取緊急制動，但由于速度過高，只能說減緩碰撞時速，降低損傷。

模擬行進中追尾時同樣能非常好地判斷到前車，并采取緊急制動，當時速降低到與前車同步時，能夠繼續(xù)跟隨前車行進。

模擬行人碰撞試驗時，車速條件也是如此，而此時會更多地用到攝像頭的判斷，測試車輛依舊能清晰地識別到行人，并采取緊急制動。

模擬騎行者碰撞，騎行者模擬以時速15km/h橫穿馬路，車輛依舊以40km/h行駛，在即將發(fā)生碰撞前，通過ABS緊急剎停。

通過這幾組實驗，在每組都經(jīng)過數(shù)輪的測試后，我們可以看到此次試驗的成功率為100%，可以說博世的這套解決方案是極為可靠的，并且這還只是現(xiàn)款解決方案。在明年新推出的量產(chǎn)車上，我們還會見到新一代系統(tǒng)，其中包括第5代雷達與第3代攝像頭，屆時探測能力與計算能力包括集成度都還會大幅升級。

這就是科技的力量，當汽車的屬性不再只是簡單的交通工具，而成為我們生活中的一部分時，更加智能更加安全必將成為關(guān)注的重點，日趨嚴苛的測試標準也在改變著汽車技術(shù)的發(fā)展。未來零傷亡，零事故是博世底盤控制系統(tǒng)事業(yè)部的一大愿景，我們當然更期待那一天能早日到來。