从最近炒得火热的“幽灵刹车”AEB想到说...（scp幽灵小队）

ADAS- AEB ACC LKA等一揽子澄清（自动/辅助驾驶系列）

同系列文章：

特斯拉 AP （autopilot）和FSD（Full Self-Drive）

漂移、甩尾——不可不说的摩擦圆

AUTOSAR一百遍

当你发现你的同事们连ASPICE是什么都不知道就开始讲敏捷...

[全网唯一中文] 通用Volt混动架构解读笔记丰田THS混动架构解读笔记（Toyota THS/GM Volt/Honda Pruis系列之二）

丰田THS混动架构解读笔记（Toyota THS/GM Volt/Honda Pruis系列之一）

从最近炒得火热的“幽灵刹车”AEB想到说...

“职场霸凌，这样的成长我并不想经历”[全网唯一中文]万字长文反职场霸凌研究所WBI研究阅读笔记

1 自动驾驶级别定义

现在在售的都只是[辅助驾驶]，不是[自动驾驶]。自动驾驶是可以主导驾驶的。

J3016 Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles SAE自动驾驶分级标准是国际汽车工程师协会制定的一套自动驾驶分级标准。最新版本202104。

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

SAE将自动驾驶分为六个级别,分别为L0到L5。标准值越高,自动驾驶的质量指数越高。其中定义自动驾驶的各个级别如下，

SAE LEVEL 0级: 无驾驶自动化

SAE LEVEL 1级: 驾驶辅助

SAE LEVEL 2级: 部分驾驶自动化

----

SAE LEVEL 3级: 有条件驾驶自动化

SAE LEVEL 4级: 高度自动化驾驶

SAE LEVEL 5级: 全自动驾驶

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

SAE LEVEL 0

由人类驾驶者全权驾驶汽车，在行驶过程中可以看到必要的警示。

SAE LEVEL 1

通过驾驶环境对方向盘和加速减速中的一项操作提供支持，其余由人类驾驶者操作。

SAE LEVEL 2

通过驾驶环境对方向盘和加速减速中的多项操作提供支持，其余由人类驾驶者操作。

SAE LEVEL 3

由无人驾驶系统完成所有的驾驶操作，根据系统要求，人类提供适当的应答，车内仍需配备安全驾驶员。

SAE LEVEL 4

限定道路和环境条件下，由无人驾驶系统完成所有驾驶操作，人类不一定提供所有应答。车内可无需配备安全驾驶员。

SAE LEVEL 5

有无人驾驶系统完成所有的驾驶操作，可能的情况下，人类接管。车内无需配备安全驾驶员。不限定道路和环境条件。

辅助驾驶/自动驾驶功能与燃油或电动无关，功能的实现依赖与传感和执行。也就是说只要有相应的传感器（如各个位置的雷达），再加上软件分析和执行器执行就能实现。

1.1 什么是ADAS

ADAS是Advanced Driver Assistance System的缩写，中文的意思就是——高级驾驶辅助系统。

ADAS不是自动驾驶，而是辅助驾驶，核心是环境感知；而自动驾驶则是人工智能，体系有很大差别。

不过ADAS也可以视作自动驾驶汽车的前提（一个过渡阶段），判断一个系统是ADAS系统还是自动驾驶系统，关键看该系统是否有决策部分。

ADAS主要是通过在汽车上使用各种传感器来收集车内和车外的环境数据，以识别或跟踪静止或移动的人或物，从而使驾驶员可以采用主动安全技术来检测可能发生的情况。危险情况在短时间内引起关注并提高安全性。

1.2 ADAS十大主要系统

1. 车道偏离预警系统LDWS‍‍‍‍‍

行车中未打转向灯突然大幅度偏离车道，不正常偏移时，行车记录仪一旦判定行驶路线有异，便会以行车记录仪的显示屏幕提醒驾驶人，并发出声响警告对司机进行警示。

2. 车道保持系统LKS

车道保持辅助系统 (Lane Keeping System)属于智能驾驶辅助系统中的一种。

它可以在车道偏离预警系统（LDWS）的基础上对刹车的控制协调装置进行控制。

对车辆行驶时借助一个摄像头识别行驶车道的标识线将车辆保持在车道上提供支持。可检测本车在车道内的位置，并可自动调整转向，使本车保持在车道内行驶。

3. 自适应巡航系统ACC

自适应巡航系统ACC（Adaptive Cruise Control）是一项舒适性的辅助驾驶功能。如果车辆前方畅通，自适应巡航（ACC）将保持设定的最大巡航速度向前行驶。如果检测到前方有车辆，自适应巡航（ACC）将根据需要降低车速，与前车保持基于选定时间的距离，直到达到合适的巡航速度。

4. 前碰撞预防系统FCW

前碰撞预防系统FCW (Forward Collision Warning)是通过雷达系统来时刻监测前方车辆，判断本车与前车之间的距离、方位及相对速度，当存在潜在碰撞危险时对驾驶者进行警告。

FCW系统本身不会采取任何制动措施去避免碰撞或控制车辆。

通过分析传感器获取的前方道路信息对前方车辆进行识别和跟踪，如果有车辆被识别出来，则对前方车距进行测量。同时利用车速估计，根据安全车距预警模型判断追尾可能，一旦存在追尾危险，便根据预警规则及时给予驾驶人主动预警。

5. 自动紧急制动AEB

自动紧急制动AEB（Autonomous Emergency Braking）是一种汽车主动安全技术，主要由 3 大模块构成，其中测距模块的核心包括微波雷达、激光雷达和视频系统等，它可以提供前方道路安全、准确、实时的图像和路况信息。AEB 系统采用雷达测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较，小于警报距离时就进行警报提示，而小于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，AEB 系统也会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航。

6. 自动泊车系统APA

自动泊车系统APA（Automatic Parking Assist）是利用车载传感器（一般为超声波雷达或摄像头）**识别有效的泊车空间，并通过控制单元控制车辆进行泊车。相比于传统的倒车辅助功能，如倒车影像以及倒车雷达，自动泊车的功能智能化程度更高，有效的减轻了驾驶员的倒车困难。

全自动泊车辅助系统APA，通过控制车辆的加减速度和转向角度自动停放车辆。该系统通过AVM（环视）和USS（超声波雷达）感知泊车环境，使用IMU和车轮传感器估计车辆姿态（位置和行驶方向），并根据驾驶员的选择自动或手动设置目标泊车位。然后系统进行自动泊车轨迹计算，并通过精确的车辆定位与车辆控制系统使车辆沿定义的泊车轨迹进行全自动泊车，直至到达最终目标泊车位。

7. 盲点监测系统BSD

由于汽车后视镜存在视觉盲区，变道之前就看不到盲区的车辆，如果盲区内有超车车辆，此时变道就会发生碰撞事故。在大雨天气、大雾天气、夜间光线昏暗，更加难以看清后方车辆，此时变道就面临更大的危险，盲点监测系统就是为了解决后视镜的盲区而产生的。

盲点监测系统BSD（ Blind Spot Detection)，是汽车上的一款安全类的高科技配置，主要功能是扫除后视镜盲区，依赖于车辆尾部两个雷达时刻监测车辆的侧后面和侧面状态，如果车辆位于该区域内，驾驶员将通过后视镜上盲点警告指示灯和组合仪表获得相关警告提示，避免在车道变换过程中由于后视镜盲区而发生事故。

8. 驾驶员疲劳预警系统DFM

驾驶员疲劳预警系统DFM（Driver Fatigue Monitor System）主要是通过摄像头获取的图像，通过视觉跟踪、目标检测、动作识别等技术对驾驶员的驾驶行为及生理状态进行检测，当驾驶员发生疲劳、分心、打电话、抽烟等危险情况时在系统设定时间内报警以避免事故发生。DFM系统能有效规范驾驶员的驾驶行为、大大降低交通事故发生的几率。

通过分析驾驶员的疲劳特征（如打哈欠、闭眼等），对疲劳行为及时发出疲劳驾驶预警。高精准度的算法甚至能做到不受时间段、光照情况、是否戴墨镜等外界条件影响，始终对驾驶员的疲劳状态进行有效管理。当驾驶人员产生生理疲劳状态时，立即发出预警警告，及时唤醒驾驶员，避免严重事故发生。

9. 自适应灯光控制ALC

自适应灯光控制ALC（Adaptive Light Control）是一种智能灯光调节系统。通过感知驾驶员操作、车辆行驶状态、路面变化以及天气环境等信息，AFS 自动控制前照灯实时进行上下、左右照明角度的调整，为驾驶员提供最佳道路照明效果。

自适应前照灯系统共由四部分组成：传感器、ECU、车灯控制系统和前照灯。汽车车速传感器和方向盘转角传感器不断地把检测到的信号传递给ecu，ecu根据传感器检测到的信号进行处理，把处理完后的数据进行判断，输出前照灯转角指令，使前照灯转过相应的角度。

汽车在转弯时，重点是要提前看到所转方向的障碍物，根据现实驾驶的经验，车灯一般只需转过0～15°即可，只需要所转方向侧的那只前照灯实现智能转向就可，另一侧前照灯还是保持原来的方向。虽简化了控制，仍然能够达到预期的效果。它可以通过控制系统能够显著改善各种路况下的照明效果，提高行车安全。

10. 夜视系统NVD

夜视系统NVD（Night Vision Device）是一种源自军事用途的汽车驾驶辅助系统。在这个辅助系统的帮助下，驾驶者在夜间或弱光线的驾驶过程中将获得更高的预见能力，它能够针对潜在危险向驾驶者提供更加全面准确的信息或发出早期警告。

夜视系统NVD由安置于车前保险杠的（UFPA）侦测传感器和液晶抬头显示器（HUD）组成，主要是通过主动式红外照射、微光夜视技术以及红外热成像技术，来帮助驾驶者看见以汽车远光灯无法清楚辨识的物体，驾驶者可将虚拟影像当作前方视野的一部分，提升了视线不佳时的行车安全性。

2 什么是AEB

从第一部分可以看到最近讨论火出圈的AEB，Autonomous Emergency Braking，其实属于SAE LEVEL 0，为驾驶员提供强制辅助。

AEB在检测到潜在碰撞时，主动刹车；如果司机已经踩了刹车，但刹车力度还不足以防止碰撞，它也可以增加制动力。

AEB这个功能属于汽车主动安全的一部分，也是辅助驾驶功能中的一项。如果说L3以上的自动驾驶辅助的功能是帮助用户开车的话，AEB是在用户马上要碰撞的时候辅助刹车，这是救命用的。通过雷达、摄像头共同监测前方车辆以及行人情况，若探测到潜在碰撞风险，系统将采取相应预警及制动措施，从而避免发生碰撞或减轻碰撞损害程度。

2014年起欧盟新车安全评鉴协会（Euro NCAP）将AEB自动紧急刹车系统列为新车评鉴项目，搭配FCW前车防撞警示系统，经美国高速公路安全保险协会（IIHS）研究，能大幅降低50 ％以上追撞事故。透过车前雷达及辨识摄影机，当前方有突然冲出或大幅减速的车辆时，除预先警示驾驶外还能加压刹车避免或降低损伤

硬件主要由传感器、控制器与执行器三部分组成。

传感器

目前AEB主流方案采用的环境感知传感器为毫米波雷达和摄像头。

毫米波雷达通过对目标物发送电磁波并接收回波来获得目标物体的距离、速度和角度；

摄像头需要先进行目标识别，然后再根据目标在图像中的像素大小来估算目标距离。

摄像头和雷达是目前应用最多的ADAS传感器，通常用V（video）和R（Radar）来代指摄像头和毫米波雷达，用数字来表明配置的数量。

比如1R1V就是由一个雷达和一个摄像头组成的ADAS系统。通常的配置会有1V、1R、1R1V、3R1V、5R1V以及5R多V。

更多的传感器会带来更多的成本，但肯定对感知的准确率和漏报率指标上有所增益。所以可以初步认为更多传感器的ADAS系统表现会更好。

在摄像头方案里，Mobileye 的摄像头芯片＞其他摄像头芯片，Mobileye Q4 ＞ Mobileye Q3，多目摄像头＞单目摄像头。

纵向功能ACC、AEB功能的实现，有通过毫米波雷达完成，有通过前视摄像头雷达完成，也有摄像头和雷达融合的方案。

毫米波雷达对于非金属和静态物体识别并不好，单毫米波雷达方案的AEB功能可能对行人，较低车速下的表现欠佳。

而摄像头的方案对于距离判定准确性要差一些。

二者的融合方案能够取长补短，相对更好一些。

控制器

AEB控制器目前多集成在传感器内部（多为毫米波雷达），随着智能驾驶技术的不断发展，AEB控制功能将逐步由域控制器承担。

执行器

目前AEB的执行器均为电子稳定系统（有的主机厂叫ESC，Electronic Stability Control，有的主机厂叫Electronic Stability Program，简称ESP）。

2.1 什么是ESC

ESC系统由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三大部分组成。

典型的汽车电子稳定控制系统在传感器上主要包括4个轮速传感器、方向盘转角传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、制动主缸压力传感器等。

通过电子控制单元监控汽车运行状态，对车辆的发动机及制动系统进行干预控制。电子控制单元与发动机管理系统联动，可对发动机动力输出进行干预和调整。

执行器则包括传统制动系统（真空助力器、管路和制动器）、液压调节器等。

在汽车高速行驶或者快速转向的时候，汽车在向心力的作用下会发生横向的偏移，这种偏移如果过大的话，汽车就会出现打滑，从而可能酿成车祸。

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

除了ESC外，还有以下功能为制动系统所支持，

牵引力控制系统（Traction Control System，TCS）

定速巡航系统（Cruise Control System，CCS）

自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control，ACC）

电动助力转向系统（Electric Power Steering，EPS）

防抱死制动控制系统（Anti-lock Braking System，ABS）

电子制动力分配系统（Electronic Brakeforce Distribution，EBD）

电子控制制动辅助系统（Electronic Brake Assist，EBA）

自动紧急制动系统（Autonomous Emergency Braking，AEB）

2.2 AEB工作原理

AEB通过车载传感器获取环境点云数据。点云数据是由大量离散的三维点组成的集合，表示了周围物体的位置和形状。

基于点云数据，AEB算法对车辆周围的障碍物，如其他车辆、行人或静止物体进行识别。

一旦检测到障碍物，AEB算法会评估车辆与障碍物之间的碰撞风险，包括计算车辆与障碍物之间的相对速度、相对及速度及相对位置等参数。通过这些参数的分析，估算碰撞风险。

基于评估的碰撞风险，AEB在必要的时候向车辆制动系统发送紧急制动指令，减少碰撞的严重成都或完全避免碰撞。

2.3 AEB相关法规

乘用车AEB有一份推荐性国家标准GB/T 39901，推荐意味着厂家生产的车型是可以没有AEB功能的。

虽然国家标准没做强制要求，但是中汽中心会定期对新车的安全性进行评价，就是C-NCAP。C-NCAP评价内容中除了各种正碰、侧碰、后碰过程中对乘员和弱势道路使用者（Vunerable Road User，VRU）的保护能力，还包括对主动安全功能的评价，其中就包括AEB。

对一些主打智能、中高端的车型来说，激烈的市场竞争中，已经不能满足于获得C-NCAP“五星”，而开始追求“五星”里的更高分。在此背景下，AEB不俗的分数占比，也就自然而然成为兵家必争之地。

GB/T 39901

首先给出了一些性能要求，随后针对性能够要求给出了一些测试要求，主要性能要求可以归纳如图。

可以看出，GB/T 39901将AEB拆分为两个子功能：碰撞预警和紧急制动，每个子功能的主要性能要求如下：

（1）对于静止/移动/制动的车辆目标，碰撞预警最迟应在紧急制动开始前1s发出，且应采用声学、触觉及光学中的两种方式预警，这个过程速度下降不应超过15km/h或被试车辆速度的30%中的较高者

（2）对于静止/移动/制动的车辆目标，紧急制动不应在预计碰撞时间3s前开始，此过程制动减速度不应小于4m/s2。

针对性能要求，GB/T 39901中给出了两类测试内容：一类是正响应测试，一类是误响应测试。

（1）正响应试验内容见图3，对于静止、运动和制动的目标车辆，自车分别以设定的速度及距离开始测试，测试过程预警方式，速度减小量，预警及碰撞开始时间及最终避免碰撞，视为测试通过。

（2）误响应试验内容包括两个试验项，一个如图4，自车以50km/h的恒定速度从两辆静止的目标车辆中间通过，另一个自车以50km/h的恒定速度从一块厚度10m的铁板上方通过，试验过程自车不发出碰撞预警，不进行紧急自动，试验通过。

C-NCAP

C-NCAP的评价内容和GB/T 39901中一样，都包含正响应测试和误响应测试两类。

正响应测试包含对车辆目标，行人目标和两轮车目标的测试。

（1）针对车辆目标的正响应测试内容如表1，包括目标车静止CCRs（Car to Car Rear Stationary）场景、高速追尾（High Speed Car to Car Rear）、交叉路口直行C2C SCP（Car to Car Straight Crossing Path）场景、有遮挡交叉路口直行C2C SCPO（Car to Car Straight Crossing Path with Obstruction）场景、交叉路口转向CCFT（Car to Car Front Turn Across Path）场景。在所有场景里，紧急碰撞（AEB）测试速度最高只有40km/h，碰撞预警最高测试速度达到了120km/h。

（2）针对行人目标的正响应测试内容如表2，包含车辆碰撞中心行走的行人CPLA-25（Car to Pedestrian Longitudinal Adult）场景、有遮挡情况下车辆碰撞远端成年行人CPFAO-25（Car to Pedestrian Farside Adult with Obstruction）场景、有遮挡情况下车辆碰撞近端儿童行人CPNCO-25（Car to Pedestrian Nearside Child with Obstruction）场景、车辆左转碰撞近端成年行人CPTA-LN-25（Car to Pedestrian Left Turning Nearside Adult）场景、车辆左转碰撞远端成年行人CPTA-LF-25（Car to Pedestrian Left Turning Farside Adult）场景、车辆右转碰撞远端成年行人CPTA-RF-25（Car to Pedestrian Right Turning Farside Adult）场景。在此系列场景中，包含了一个夜晚无路灯场景下只开近光灯的碰撞中心行走的行人场景，这比2021版C-NCAP要严苛许多。

（3）针对二轮车目标的正响应测试内容如表3，包含有遮挡情形下车辆碰撞近端电动自行车CBNAO-50（Car to Electric Bicyclist Nearside Adult with Obstruction）场景、有遮挡情形下车辆碰撞远端踏板式摩托车CSFAO-50（Car to Scooter Farside Adult with Obstruction）场景、车辆碰撞纵向行驶电动自行车CSFAO-50（Car to Electric Bcyclist Longitudinal Adult）场景、车辆碰撞纵向行驶电动自行车CBLA-25（Car to Electric BicyclistLongitudinal Adult）场景、车辆左转碰撞近端踏板式摩托车CSTA-LN-50（Car to Scooter Left Turning Nearside Adult）场景、车辆右转碰撞近端踏板式摩托车CSTA-RN（Car to Scooter Right Turning Nearside Adult）场景。

针对二轮车目标的正响应试验内容误响应试验包含10个测试场景，如表4所示，此部分相比C-NCAP 2021也是新增的内容。

3 什么是ACC

巡航功能也经历了一系列的发展。

相关的国际标准有ISO 15622和ISO 22179，15622描述了ACC首要的功能性，常称为标准ACC，22179增加了低范围上功能的扩展，常称为全速域ACC。标准包含了基本的控制策略，最低功能需求驱动接口组件、故障诊断和失效分析等内容。

自适应巡航也可称为主动巡航，类似于传统的定速巡航控制，该系统包括雷达传感器、数字信号处理器和控制模块。在自适应巡航系统中，系统利用低功率雷达或红外线光束得到前车的确切位置，如果发现前车减速或监测到新目标，系统就会发送执行信号给发动机或制动系统来降低车速，从而使车辆和前车保持一个安全的行驶距离。

当前方道路障碍清除后又会加速恢复到设定的车速，雷达系统会自动监测下一个目标。主动巡航控制系统代替司机控制车速，避免了频繁取消和设定巡航控制。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。自适应巡航系统适合于多种路况，为驾驶者提供了一种更轻松的驾驶方式。

关于ACC控制，一般有两个模式，定速巡航和跟车巡航。定速巡航指的是在没有目标车的情况下，自车按照设定的速度行驶，而跟车模式下，自车和目标车在行驶的时候保持一定的距离。