从小鹏P7事故看智能驾驶的最后一道防线:自动紧急制动
小鹏P7在高速上的事故,又一次牵动了大家对于智能驾驶的安全注意力。这次大家对于事故的猜测也是众说纷纭,带节奏一点的标题就是“智能驾驶又闯祸了”,理性一点的关心AEB到底有没有问题?所以本文根据现场视频,对此次事故进行分析,同时分享一点关于AEB的知识,希望能给大家带来一些信息和启发。
根据我的观察:
大概在17秒的样子,前方白车变道避让,此时应该就是小鹏P7识别事故车辆的时候,但是可以看到到22秒的时候车辆也没有减速刹车(判断标准为刹车灯不亮)而直接撞上。通过另外一个视角的图可知:事故车辆颜色是灰色,车辆靠近路边的路障和一个蹲着的人,以及撞的时候此人是站在车尾位置,另外车尾貌似还有一个雪糕锥桶。
所以可知的是AEB并没有启动,驾驶员也没有刹车。那么车子是不是有问题?
根据车主自述,涉事P7为XPILOT 2.5版本—相当于低配版的辅助驾驶能力,采用的单目摄像头+前置毫米波雷达的方案,也就是和小鹏G3上面的类似。所以我查看了小鹏官方用户手册,对于其AEB使用条件有如下解释:
·对于静止或缓行的车辆、行人,前方碰撞预警(FCW)仅在本车速度介于30km/h至85km/h之间工作;对于运动的目标,前方碰撞预警(FCW)仅在本车速度介于30km/h至150km/h之间工作。
·对于静止或缓行的车辆、行人,自动紧急制动(AEB)仅在本车速度介于5km/h至50km/h之间工作;对于运动的目标,自动紧急制动(AEB)仅在本车速度介于5km/h至150km/h之间工作。根据上文可知,事故中的被撞车辆是为静止的车辆,旁边的人为缓行,所以根据撞车行驶情况速度判定,此时应该不在小鹏汽车AEB工作条件中(小鹏工作条件为本车速度5km/h至50km/h)。
所以按照说明书车辆应该是没有问题,那么问题在哪里呢?
首先,其实国内新势力不论广告和舆论如何吹嘘,当前都只是智能驾驶,不是自动驾驶。按照SAE的标准来讲都属于L2,人的责任范畴。所以作为使用智能驾驶的驾驶员,在使用之前请确保理解智能驾驶功能以及使用条件;在使用中请时刻关注驾驶,而不要有侥幸心理去依赖它。
另外在开发智能驾驶的时候,特别是没有到L4的时候,都需要考虑人机共驾,保证安全,当遇到无法执行的使用条件,需要人类接管的时候,请考虑人类此时是否能够接管,是否有不同的预警机制,而不是提示退出就立马退出,直接交与人类驾驶员处理。
最后请媒体舆论对智能驾驶宽容,不要夸大和错误解读。智能驾驶刚刚起步,正在蓬勃发展,人类驾驶依然有事故,何况正在起步的智能驾驶,基于人工智能的智能驾驶犹如不断练习的驾驶员,根据机器的理论,足够的训练其事故的系数肯定是比人类驾驶的平均值要高。
那么回到AEB的问题上来,为什么此次小鹏的AEB不在工作范围内?为什么AEB的使用范围这么苛刻?未来会有怎么样的发展?
请看下文。
AEB的说明和操作 - AEB 系统旨在帮助避免潜在的碰撞,在驾驶员操作不足、延迟或根本没有刹车以避免碰撞时减少其影响。他的工作步骤如下:
第 1 步:在检测到危险时发出视觉(显示)和声音警报。
第 2 步:降低驱动系统(发动机或者电机)扭矩并在碰撞机率很高时激活 AEB。
第 3 步:在即将发生碰撞时启动紧急制动。
他的工作原理是通过正面碰撞传感器检测道路上的危险因素,并警告驾驶员并激活紧急制动以防止碰撞或降低碰撞速度。以下是系统控制流程
1、使用分析数据确认 AEB 系统需要保护的对象(车辆和行人)。
2、根据前车的速度、距离、有无前车,计算减速比。
3、向电子稳定控制系统 (ESC) (CAN Comm.) 报告“所需减速”
4、ESC在计算出所需扭矩后进行自动控制,以实现“所需减速”(CAN Comm.)。
目前AEB市场的技术方案,总体的工作过程和交互,系统硬件和上文一致,可能的差别是感知硬件以及算法,AEB按照感知硬件的差异分以下四种:
1、仅仅靠摄像头(单目,双目)的AEB。
2、仅仅靠毫米波雷达的AEB。主要用于传统车与车之间的紧急制动
3、摄像头和毫米波雷达融合的AEB
4、摄像头和毫米波,红外线,激光雷达多种融合的AEB
当前市场比较常见的是第三种,在《浅谈高阶智能驾驶-领航辅助的技术与发展》中领航辅助1.0的车型基本用此种硬件和原理来实现,摄像头和毫米波雷达融合的AEB,因为摄像头和毫米波雷达在智能车上比较常用。它的主要原理为:
摄像头负责目标物识别,毫米波雷达实现距离和位置的探测,通过这两种数据的融合给车辆控制ESC输入该不该触发AEB,什么时候刹车。
第一种仅仅依靠摄像头的方案,其中视角更宽的双目在豪车上由Veoneer维尔宁供应的比较多,单目比较少见。仅仅依靠摄像头的方案其算法更加复杂,算法不单用于识别物体,还需要搜寻更广泛的兴趣点,来实现距离的估测。
不采用毫米波雷达的特斯拉《摄像头,雷达和特斯拉》也是采用此类方案,但其算法与传统仅仅依靠摄像头的方案AEB有差异,它主要基于BEV视觉算法来实现距离测算。
第二种仅仅依靠毫米波雷达的方案,应用非常稀少,可能AEB刚开始发展的时候应用,它仅仅用来在车流中车与车之间的紧急制动。目前由于摄像头《智能汽车要用多少个摄像头?分别干啥?什么原理?》以及AI算法在智能汽车上的崛起,所以此项方案更加稀少,但4D毫米波的崛起或许给此项技术一个新的更新。
第四种基于包括Lidar在内的多种传感器融合,在robotaxi以及各种L2++场景会越来愈多,原因主要是激光雷达的传感优势可以参照《智能驾驶要用多少个激光雷达?分别放在哪里?什么作用?》中的分享,各家应用趋势比较明显,但主流还是视觉目标物识别,采用激光雷达和毫米波雷达测距和补盲。所以总的来讲,判断AEB三个重要的性能指标为:
1、能识别目标物的多少
2、能识别目标物的最大距离
3、AEB系统可以避免碰撞的速度范围
能识别目标物的多少
目前AEB目标物识别仅仅为交通中常见的车辆,卡车,小轿车,SUV,巴士等,行人,自动车,摩托车等,至于其他识别物体需要人工智能的持续训练和标注。
AEB系统可以识别物体的距离
对于识别目标物,我在《揭开ADAS感知摄像头 - 分辨率和帧率的神秘面纱》中就介绍过影响视觉摄像头物体识别的两个重要因素,分辨率和帧率。他们决定了视觉摄像头能看多远,能看多快。
市面上多数AEB 系统的视觉摄像头都在200万像素左右,可以在80-120米距离识别车辆(主要是规则的卡车,乘用车,巴士),对于行人,自行车,摩托车,基本在40-60米距离才可以识别。对于儿童,多数无法识别,个别优秀的方案在40米以内才可以识别。未来800万像素的摄像头理论上支持最大识别距离250m,未来基于激光雷达的物体识别也会增大识别距离,蔚来汽车ET7宣称可以看到500m但显然要识别物体可不是看得到就行,需要反射的点云支持物体识别,所以蔚来汽车ET7宣称200 米处 1.8 米高的一个行人,他可以有54个点去描述这个物体,这可以极大增强物体识别。
AEB系统可以避免碰撞的速度范围
根据可识别的最大距离100m左右,再根据上文AEB的运行步骤可以推算市场上AEB 系统达到的速度减少量在30kph-60kph之间,鲜有超过65kph的.未来下一代的AEB系统障碍物感知(800万摄像头,激光雷达,4d毫米波雷达等)距离期望在200-300米之间。感知距离越大,可以满足高车速区间60Kph-120Kph 舒适性刹停的要求。
那么再回到小鹏此次事故中AEB没有触发,其实很明白了,速度过快已经超过了当前硬件条件的工作范围,其中静止车辆被毫米波雷达过滤掉,摄像头由于距离以及异形等问题导致难以识别都是当前AEB感知的难点。
参考文章以及图片
THE DEVELOPMENT OF A CONSUMER TEST PROCEDURE FOR PEDESTRIAN SENSITIVE AEB - Colin, GroverMatthew, Avery
AEB 07 – Industry Input - clepa
Design of a Robust System Architecture for Tracking Vehicle on Highway Based on Monocular Camera - zhihong wu等
Research on subjective evaluation method of automatic emergency braking (AEB) for passenger car - CATAR
CAnalysis of emergency braking of a vehicle - Nerijus Kudarauskas
Stereo vision— Facing the challenges and seeing the opportunities for ADAS application-ti
Operations andTechnology - veoneer
RODNet: A Real-Time Radar Object Detection Network Cross-Supervised by Camera-Radar Fused Object 3D Localization- yizhou wang 等
Vehicle Tracking withHeading Estimation using aMono Camera System -Fredrik Nilsson
A Systematic Review of Autonomous Emergency Braking System: Impact Factor, Technology, and Performance Evaluation - lan yang 等
PERFORMANCE COMPARISON BETWEEN A CAMERA ONLY AEB-FCW AND A CAMERARADAR FUSION AEB-FCW - Marie-Estelle Caspar Matthieu Dabek Richard Zeitouni
AUTONOMOUS EMERGENCY BRAKING TEST RESULTS - Wesley Hulshof
Kia Rio: Brake System / Assist Emergency Braking(AEB) System
Autonomous_Emergency_Braking_AEB_pedestrians_cyclists
Final report: Automated Emergency Braking Systems: Technical requirements, costs and benefits
SAE-J3087-2017
小鹏G3用户手册 - 小鹏
*未经准许严禁转载和摘录
原文标题 : 从小鹏P7事故看智能驾驶的最后一道防线AEB(自动紧急制动)
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