1、什么是AEB自動(dòng)緊急制動(dòng)

自動(dòng)緊急制動(dòng)

Advanced/Automatic Emergency Braking; AEB

AEB是一種汽車主動(dòng)安全技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)檢測車輛前方行駛環(huán)境，并在可能發(fā)生碰撞危險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)車輛制動(dòng)系統(tǒng)，使車輛減速，輔助駕駛員避免碰撞或減輕碰撞后果。

當(dāng)系統(tǒng)計(jì)算出會(huì)有碰撞可能時(shí)，首先會(huì)通過聲音、圖標(biāo)等警示駕駛員，若駕駛員沒能對(duì)預(yù)警起到正確反應(yīng)，再輕微震動(dòng)制動(dòng)踏板或方向盤來二次預(yù)警，過程中提前填充制動(dòng)油路油壓，以便全力制動(dòng)能快速準(zhǔn)確的完成。

簡單點(diǎn)說AEB，就像你副駕駛的教練，能在危險(xiǎn)的時(shí)候幫你踩剎車。

AEB常見變化：

自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）： 當(dāng)車輛感知到即將發(fā)生碰撞時(shí)，車輛會(huì)獨(dú)立停車，以避免發(fā)生碰撞，或者降低無法避免的嚴(yán)重程度。

向前自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）：  在汽車向前行駛時(shí)，會(huì)自動(dòng)應(yīng)用制動(dòng)，以防止碰撞或減小沖擊力。

后方自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB后部）：  當(dāng)汽車在倒車方向行駛時(shí)，會(huì)自動(dòng)施加制動(dòng)以防止碰撞或減小沖擊力。

具有行人檢測功能的自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB踏板）：  在汽車前進(jìn)時(shí)，會(huì)自動(dòng)施加制動(dòng)，以防止與行人或騎自行車的人發(fā)生碰撞或減少?zèng)_擊力。

城市速度AEB（AEB-city）： 在城市速度（通常為80公里或以下）下，會(huì)自動(dòng)應(yīng)用制動(dòng)器以防止碰撞或減小沖擊力。

高速公路速度AEB（高速公路AEB）： 在高速公路速度（每小時(shí)80公里以上）時(shí)，會(huì)自動(dòng)應(yīng)用制動(dòng)器以防止碰撞或減小沖擊力。

2、AEB是如何工作的

AEB系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)一樣，由感知、決策、執(zhí)行三大部分組成，具體來說就是由雷達(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)或獨(dú)立的高壓蓄能器控制器對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)。

【感知】

常見的感知方案有三種。

視覺攝像頭：

攝像頭就像人眼一樣，可跟蹤識(shí)別行人障礙物等，感知距離大概在120米左右，但是不能精確計(jì)算與物體的相對(duì)距離，而且受不良天氣的影響，因此單獨(dú)采用攝像頭方案的AEB系統(tǒng)非常少

障礙物識(shí)別，主流的主機(jī)廠一般使用Mobileye的成熟算法，測距主要是利用被識(shí)別障礙物在圖像中的像素大小以及短時(shí)間差內(nèi)的圖像障礙物視差來實(shí)現(xiàn)。

毫米波雷達(dá)：

毫米波雷達(dá)的感知距離大概在150米以上，但是因?yàn)樘炀€和尺寸的特性，雷達(dá)的角度分辨率也有限，但是較難識(shí)別行人等障礙物，而且雷達(dá)存在二次反射問題，容易出現(xiàn)誤識(shí)別，因此單獨(dú)采用雷達(dá)的AEB方案，也非常少。通過多普勒效應(yīng)計(jì)算距離/差速。

視覺攝像頭與毫米波雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)比

視覺攝像頭融合雷達(dá)

為了能做出更可靠的AEB方案，大部分車廠將毫米波雷達(dá)與視覺攝像頭結(jié)合起來，兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，視覺攝像頭識(shí)別目標(biāo)類型，用雷達(dá)較好的角度分辨率感知距離，判斷與障礙物距離信息，然后相互確認(rèn)，大幅度降低誤判斷

視覺與毫米波雷達(dá)融合方案優(yōu)勢

【決策】

決策就是用汽車的大腦（ECU）做判斷，ECU能夠根據(jù)傳感器信息，然后按照設(shè)定的邏輯計(jì)算，得出執(zhí)行命令，最后將執(zhí)行命令發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

這里我們要提到一個(gè)詞——碰撞時(shí)間TTC(Time-To-Collision)。

TTC是Time-To-Collision的縮寫，直譯為碰撞時(shí)間。海沃德（1972）將TTC定義為：“如果兩個(gè)車輛以現(xiàn)在的速度和相同的路徑繼續(xù)碰撞，則需要碰撞的時(shí)間”。在交通沖突技術(shù)的研究中，TTC已被證明是衡量交通沖突嚴(yán)重程度和區(qū)分關(guān)鍵行為與正常行為的有效手段。一些研究的結(jié)果指出直接使用TTC作為交通決策的線索。車輛之間未來相互作用的預(yù)測涉及為受試車輛以及所有可能發(fā)生相互作用的車輛創(chuàng)建預(yù)測軌跡，以查看是否可能發(fā)生碰撞。

在TTC算法中，車輛被視為二維平面。每一輛都由位于平面中特定位置的矩形表示。每輛車都有速度和加速度，速度與加速度都是矢量。

每輛“主體”車輛與附近的車輛會(huì)發(fā)生相互作用，不存在先導(dǎo)車輛或跟隨車輛。主體車輛的動(dòng)作遵循三條規(guī)則：

1. 跟隨前方的車輛

2. 避免碰撞

3. 基于TTC的數(shù)值來調(diào)整所采取的動(dòng)作的強(qiáng)度

TTC是針對(duì)每兩輛相互足夠接近車輛來計(jì)算相互時(shí)間長。根據(jù)其老位置、新速度矢量和新加速度矢量計(jì)算車輛的新坐標(biāo)。它的新速度矢量同樣是從它的舊速度和新加速度矢量計(jì)算出來的。通過對(duì)期望軌跡、道路幾何形狀、交通控制（例如，停止標(biāo)志、交通信號(hào)和速度限制）以及鄰近車輛的接近來確定加速度矢量。如果不引起任何碰撞，加速度被認(rèn)為是可接受的。

在車輛行駛時(shí)，實(shí)時(shí)地計(jì)算出本車與前車在當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到發(fā)生碰撞所需要的時(shí)間（即TTC），來與事先設(shè)定好的閥值進(jìn)行比較：當(dāng) TTC 值小于 FCW 閥值時(shí)，系統(tǒng)采用視覺、聽覺或觸覺向駕駛員報(bào)警；當(dāng) TTC 小于 AEB 閥值時(shí)，系統(tǒng)以一定的減速度采取緊急制動(dòng)。

【執(zhí)行】

執(zhí)行可以簡單的理解為駕駛員幫你踩剎車。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常是通過ESP或其它裝置，例如i—Booster或者獨(dú)立的高壓蓄能器控制器——對(duì)車輛剎車系統(tǒng)進(jìn)行控制制動(dòng)。

但是在執(zhí)行剎車之前，一般都會(huì)有碰撞預(yù)警系統(tǒng)做提示，讓你自己處理危險(xiǎn)，或者有個(gè)心理準(zhǔn)備。

提醒階段主要是通過聲學(xué)和光學(xué)的方式提醒駕駛者對(duì)車輛即將可能發(fā)生碰撞進(jìn)行接管，并對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行提前減壓。同時(shí)還會(huì)根據(jù)車輛實(shí)際的配置對(duì)一些功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如可變懸架。

到了預(yù)制動(dòng)階段，AEB系統(tǒng)首先會(huì)試圖通過短促的制動(dòng)來喚醒駕駛員，同時(shí)車輛也會(huì)對(duì)安全帶進(jìn)行預(yù)緊。此時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)開始對(duì)剎車盤施加制動(dòng)力，但通常只有全部制動(dòng)能力的30%。此階段仍然可以通過駕駛員的干涉來完全避免碰撞。

而部分制動(dòng)階段時(shí)AEB系統(tǒng)開始使用50%的制動(dòng)力來為車輛減速，同時(shí)配備自動(dòng)車窗和天窗的車輛會(huì)開始主動(dòng)關(guān)閉，避免駕駛員在接下來可能發(fā)生的碰撞中被拋出窗外，在進(jìn)入部分制動(dòng)時(shí)，AEB系統(tǒng)也會(huì)打開雙閃警示燈提醒后車。此時(shí)如果駕駛員進(jìn)行干預(yù)，仍然有可能避免發(fā)生碰撞。

最后是全力制動(dòng)階段，在這一階段AEB系統(tǒng)將會(huì)放棄依靠駕駛員的制動(dòng)行為，并通過執(zhí)行器進(jìn)行100%剎車力度的制動(dòng)。與此同時(shí)車輛也會(huì)收到信號(hào)開始著手為接下來可能存在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)做好準(zhǔn)備，比如將安全帶收緊等。

整個(gè)執(zhí)行過程的持續(xù)時(shí)間通常只有兩三秒鐘，我們甚至很難通過身體的感受來區(qū)分第二和第三階段的區(qū)別。通常來說AEB系統(tǒng)會(huì)根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)依次進(jìn)入四個(gè)階段，但也有一些情況會(huì)跳過其中某個(gè)或某幾個(gè)階段。比如面對(duì)突然出現(xiàn)的行人，或是前方障礙物與當(dāng)前車輛的距離迅速縮短。

3、AEB工作范圍

可以工作在不同的道路上。

目前大部分車廠采用視覺融合毫米波雷達(dá)的方案，具有車輛識(shí)別和行人識(shí)別的功能。

車輛識(shí)別：

在40km/h以內(nèi)，可以做到避免與靜止車輛碰撞

在與前方運(yùn)動(dòng)的速度差小于40km/h以內(nèi)，可以做到避免碰撞

如果運(yùn)動(dòng)時(shí)速與前車大于40km/h時(shí)，降低事故損傷程度

行人識(shí)別：（只能探測到身高80cm以上的人）

時(shí)速30km/h以內(nèi)，避免與行人發(fā)生碰撞

時(shí)速在30km/h-90km/h之間，有可能會(huì)撞上，但是可以降低損傷事故

時(shí)速超過90km/h，行人識(shí)別功能關(guān)閉

車速過低＜5km/h時(shí)，AEB不工作，速度太高＞150km/h時(shí)，也不工作，目前的AEB并不是任何車速下都能剎車

除了速度范圍，一般車型的AEB也只能識(shí)別車輛和行人兩種，雖然部分AEB帶有騎行識(shí)別功能，但識(shí)別率很低

4、AEB的技術(shù)重點(diǎn)是什么

傳感器融合方案

傳感器數(shù)據(jù)融合的基本原理主要是綜合多個(gè)傳感器獲取的數(shù)據(jù)和信息，把多傳感器在空間和時(shí)間上冗余或互補(bǔ)信息依據(jù)某種準(zhǔn)則來進(jìn)行組合，獲得對(duì)被測對(duì)象的一致性描述

傳感器融合的優(yōu)勢：

    1.增強(qiáng)系統(tǒng)生存能力

    2.擴(kuò)展空間覆蓋范圍

    3.擴(kuò)展時(shí)間覆蓋范圍

    4.提高可信度

    5.降低信息的模糊度

    6.改進(jìn)探測性能

    7.提高空間分辨率

    8.增加了測量空間維數(shù)

    9.成本低、質(zhì)量輕、占空小

首先攝像頭和毫米波雷達(dá)分別針對(duì)觀測目標(biāo)收集數(shù)據(jù)，然后對(duì)各傳感器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取與模式識(shí)別處理，并將目標(biāo)按類別進(jìn)行準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，最后利用融合算法將同一目標(biāo)的所有傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而得出關(guān)于目標(biāo)威脅性的一致性結(jié)論。

數(shù)據(jù)融合也有不同的策略，比如有的方案會(huì)選擇將不同傳感器各自處理生成的目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，有些會(huì)選擇將不同傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，避免一些原始數(shù)據(jù)的丟失。在智能駕駛場景下，傳感器的數(shù)據(jù)融合大致有3種策略：數(shù)據(jù)級(jí)、特征級(jí)和決策級(jí)。

數(shù)據(jù)級(jí)融合

數(shù)據(jù)級(jí)融合是最低層次的融合，直接對(duì)傳感器的感測數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，然后基于融合后的結(jié)果進(jìn)行特征提取和判斷決策。這種融合處理方法的主要優(yōu)點(diǎn)是：只有較少數(shù)據(jù)量的損失，并能提供其他融合層次所不能提供的其他細(xì)微信息，所以精度最高。他的局限性包括：

1.所要處理的傳感器數(shù)據(jù)量大，故障處理代價(jià)高，處理時(shí)間長，實(shí)時(shí)性差

2.這種融合是在信息的最底層進(jìn)行的，傳感器信息的不確定性、不完全性和不穩(wěn)定性要求在融合時(shí)有較高的糾錯(cuò)處理能力

3.它要求傳感器是同類的，即提供對(duì)同一觀測對(duì)象的同類觀測數(shù)據(jù)

4.數(shù)據(jù)通信量大，抗干擾能力差

此級(jí)別的數(shù)據(jù)融合用于多源圖像復(fù)合、圖像分析和理解以及同類雷達(dá)波形直接合成

特征級(jí)融合

特征級(jí)融合屬于中間層次的融合，先由每個(gè)傳感器抽象出自己的特征向量（可以是目標(biāo)的邊緣、方向和速度等信息），融合中心完成的是特征向量的融合處理。一般來說，提取的特征信息應(yīng)是數(shù)據(jù)信息的充分表示量或充分統(tǒng)計(jì)量。其優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了可觀的數(shù)據(jù)壓縮，降低對(duì)通信的要求，有利于實(shí)時(shí)處理，但由于損失了一部分有用信息，使得融合性能有所下降。

特征級(jí)融合可以劃分目標(biāo)狀態(tài)信息融合和目標(biāo)特征信息融合兩大類。

目標(biāo)狀態(tài)信息融合主要應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤，融合處理首先對(duì)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)的狀態(tài)估計(jì)。具體數(shù)學(xué)方法包括卡爾曼濾波理論、聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、多假設(shè)法、交互式多模型法和序貫處理理論。

目標(biāo)特征信息融合實(shí)際屬于模式識(shí)別問題，常見的數(shù)學(xué)方法有參量模板法、特征壓縮和聚類方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、K階最近鄰法等。

決策級(jí)融合

決策及融合是一種高層次的融合，先由每個(gè)傳感器基于自己的數(shù)據(jù)做出決策，然后融合中心完成的是局部決策的融合處理。決策融合是三級(jí)融合的最終結(jié)果，是直接針對(duì)具體決策目標(biāo)的，融合結(jié)果直接影響決策水平。這種處理方法數(shù)據(jù)損失量大，相對(duì)來說精度最低，但通信量小，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)傳感器依賴小，不要求是同質(zhì)傳感器，融合中心處理代價(jià)低。常見的算法由Bayes推斷、專家系統(tǒng)、D-S證據(jù)推理、模糊集理論等。

特征級(jí)和決策級(jí)的融合不要求多傳感器是同類的。另外由于不同融合級(jí)別的融合算法各有利弊，所以為了提高信息融合技術(shù)的速度和精準(zhǔn)，需要開發(fā)高效的局部傳感器處理策略以及優(yōu)化融合中心的融合規(guī)則。

【信息融合的主要技術(shù)和方法】

?信號(hào)處理與估計(jì)理論方法

信號(hào)處理與估計(jì)理論方法包括用于圖像增強(qiáng)與處理的小波變換技術(shù)、加權(quán)平衡、最小二乘、Kalman濾波等線性估計(jì)技術(shù)，以及擴(kuò)展Kalman濾波（EKF）,Gauss和濾波（GPS）等非線性估計(jì)技術(shù)等

?統(tǒng)計(jì)推斷方法

統(tǒng)計(jì)推斷方法包括經(jīng)典推理、Bayes理論、證據(jù)推理、隨機(jī)集理論以及支持向量機(jī)理論等

?信息論方法

信息論方法運(yùn)用優(yōu)化信息度量的手段融合多源數(shù)據(jù)，從而獲得問題的有效解決。經(jīng)典算法有熵方法、最小描述長度方法（MDL）等。

?人工智能方法

人工智能方法包括模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、基于規(guī)則的推理以及專家系統(tǒng)、邏輯模板法、品質(zhì)因數(shù)法（FOM）等。

阿爾法羅密歐：Autonomous Emergency Braking

奧迪：Automatic Brake Assist

寶馬：Driving Assistant Plus

福特：Active City Stop

霍爾頓：Automatic Emergency Braking City Stop

本田：Collision Mitigation Braking System

現(xiàn)代：Autonomous Emergency Braking

起亞：Autonomous Emergency Braking

路虎：Autonomous Emergency Braking

雷克薩斯：Pre-collision Safety System with Brake Assist

馬自達(dá)：Smart City Brake Support

梅賽德斯·奔馳：PRE-SAFE Brake

迷你版：City Collision Mitigation

三菱：Forward Collision Mitigation

日產(chǎn)：Intelligent Emergency Braking with Forward-Collision Warning

標(biāo)致：Active City Brake

斯柯達(dá)：Multi-Collision Braking

斯巴魯：Pre-Collision Braking System (Eyesight)

豐田：Pre-Crash Safety System

大眾：City Emergency Braking

沃爾沃：City Safety

6、AEB使用注意事項(xiàng)

關(guān)于AEB大家有一個(gè)普遍的誤解——好的AEB系統(tǒng)應(yīng)該避免一切碰撞。

在目前的技術(shù)條件下，工程師并不能完全排除AEB系統(tǒng)發(fā)生各種故障或錯(cuò)誤，卻依然能發(fā)出減速度請(qǐng)求的情況，例如由于識(shí)別到錯(cuò)誤的目標(biāo)而導(dǎo)致AEB觸發(fā)，車輛突然減速。特別地，在高速公路上行駛的時(shí)，如果過度減速，很容易導(dǎo)致追尾事故。出于功能安全（Functional Safety）的考慮，目前市場上的多數(shù)AEB系統(tǒng)最多允許車速降低60kph。當(dāng)車輛減速達(dá)到這一限制的時(shí)候，制動(dòng)干預(yù)應(yīng)該逐漸退出（僅制動(dòng)退出，并非AEB系統(tǒng)退出），由駕駛者接管。