ADAS-AEB系统详解
ADAS-AEB系统详解
AEB即自动紧急制动（Automatic Emergency Braking），其通过雷达、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。
作为一项重要的ADAS主动安全功能，AEB近年来配置率不断提升，未来有可能成为标配。
01 AEB工作过程
AEB系统的主要功能包括预碰撞报警PCW（Predictive Collision Warning）、紧急制动EB（Emergency Braking）和行人保护PP（Pedestrian Protection）三大部分，其工作过程见图1。
图1 AEB工作过程示意图
02 AEB功能
预碰撞报警PCW、紧急制动EB和行人保护PP三部分所包含的子功能见下表1。
表 1 AEB系统功能
| 序号 | 功能 | 子功能 |
|---|---|---|
| 1.1 | 预碰撞报警PCW | 制动预填充BP（Brake Prefill） |
| 1.2 | 液压制动辅助阀值调整HBA（Hydraulic Brake Adjust） | |
| 1.3 | 安全距离报警PDW（Potential Distance Warning） | |
| 1.4 | 预报警PW（Pre-Warning） | |
| 1.5 | 紧急报警AW（Acute Warning） |
续表1：
| 序号 | 功能 | 子功能 |
|---|---|---|
| 2.1 | 紧急制动EB | 紧急制动辅助EBA（Emergency Brake Assist） |
| 2.2 | 自动紧急制动AEB（Automatic Emergency Braking） | |
| 3 | 行人保护PP | 行人保护PP（Pedestrian Protection） |
上表中各项子功能的目的及工作机理见表2。
表 2 AEB子功能目的及工作机理
| 序号 | 功能 | 目的 | 工作机理 |
|---|---|---|---|
| 1.1 | 制动预填充BP | 实现更快的制动反应 | 对于一般的制动系统，为防止摩擦片过早磨损，摩擦片与制动盘二者间留有间隙。该间隙的存在，导致紧急制动时将花费一定时间使二者接触，影响了制动距离。制动预填充为紧急状况做好准备，将摩擦片移动到制动盘，但并不施加制动力。在该功能作用下，系统可以对驾驶员的制动请求做出更快的反应。 |
| 1.2 | 液压制动辅助阀值调整HBA | 驾驶员触发了紧急制动时辅助驾驶员制动 | 在需要进行紧急制动的情况下，只有少数驾驶员可以有效地进行较强的制动，这样可以提供最佳的短距离制动以避免危险的发生。为弥补其它类型驾驶员在这一方面的不足，HBA通过监测制动压力信号，可以发觉到驾驶员进行紧急制动的意愿，从而补上紧急制动时不足的制动力。HBA的触发门限须尽可能考虑到极端状态进行优化，从而避免驾驶风格比较“运动”的驾驶员在驾驶时发生经常性误触发。其弊端就在于当遇到紧急情况时，驾驶技术不熟练的驾驶员可能无法触发该功能。本功能将依据实际情况调整HBA的触发门限，从而保证大多数驾驶员在发生紧急情况时可以触发HBA。 |
| 1.3 | 安全距离报警PDW | 提示驾驶员跟车车距过小 | 安全距离报警会在情况不紧急的时候提醒驾驶员，但是如果这时前车突然减速，该状况的危险程度会迅速升级。该报警具有提示信息的属性，如果当前状况不改变，则不会发生事故。尽管在这种状况下没有危险，但是驾驶员也应调整自己的驾驶行为，保持合理车距，这样如果前方车辆突然紧急制动那么驾驶员才能够做出反应以避免事故的发生。 |
| 1.4 | 预报警PW | 柔和的视觉及声音报警 | 系统触发安全距离报警之后，若车辆仍存在碰撞风险，将触发预报警。报警时仪表伴有图像及文字“注意碰撞”提示，目标车辆闪烁，蜂鸣器响3声。 |
| 1.5 | 紧急报警AW | 强烈的触觉报警 | 系统触发预报警之后，若驾驶员仍未采取任何措施，系统将触发紧急报警，通过短促制动提醒驾驶员，同时仪表文字提示，目标车辆闪烁。 |
| 2.1 | 紧急制动辅EBA | 可以辅助驾驶员在危险情况下执行制动。 | 当驾驶员错误的估计了情况的严重程度或驾驶员制动力不足时，系统将提供附加的制动力。 |
续表2：
| 序号 | 功能 | 目的 | 工作机理 |
|---|---|---|---|
| 2.2 | 自动紧急制动AEB | 如果驾驶员未对报警作出反应，并且情况的危险程度升级，则系统会进行自动紧急制动 | 包括部分自动部分制动AEB-P和中速自动紧急制动AEB-M。其中AEB-P触发较早（与紧急报警同时触发），主要作用是给驾驶员争取更多的反应时间。如果驾驶员不作出反应，它也会降低事故的危险程度。AEB-M是在中等速度的时候激活；当系统计算出必须采用很大的、不舒服的减速度才可避免碰撞时，系统会触发此功能，自动制动来尽可能地减小两车的相对速度。 |
| 3 | 行人保护PP | 避免或减轻自车与正在过本车道的行人的碰撞 | 行人保护功能同样包括预报警、预填充、HBA阀值调整、自动紧急制动几个子功能，具体机理可参见上文。 |
03 AEB硬件架构
AEB作为一项ADAS功能，其硬件包括传感器、控制器与执行器三部分，具体见图2。
图2 AEB系统组成
1) 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。具体配置方案有三种，见表3。
表 3 AEB传感器配置方案
| 方案 | 环境感知传感器 | 功能/场景对比 | |
|---|---|---|---|
| 毫米波雷达 | 摄像头 | ||
| 方案一 | √ | 城市场景、城郊场景 | |
| 方案二 | √ | 城市场景、城郊场景、行人保护 | |
| 方案三 | √ | √ | 城市场景、城郊场景、行人保护 |
三种配置方案的性能对比见图3。
图 3 AEB传感器配置方案性能对比
2) 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。
3) 执行器
目前AEB的执行器均为ESC系统，随着EHB系统的逐步量产（博世ibooster），将会成为新的AEB执行器，并缩短执行器相应时间，提升AEB性能表现。
04
AEB设计思想
正面碰撞防护系统是指针对纵向交通事故开发的一系列驾驶辅助系统的统称，AEB属于其中的部分功能，具体见图4。
图 4 正面碰撞防护系统
目前的技术条件下，AEB系统的设计用途不是保证车辆不会发生追尾事故，而是起到响应辅助及应急辅助的作用，其设计思想如下：
一方面，在驾驶者无法通过自身能力避免碰撞时通过系统干预降低事故的严重程度；另一方面，通过降低车速为驾驶者赢得更多时间，从而采用变道等措施避免碰撞。
此外，AEB的设计中还必须考虑到驾驶者对危险性的主观感受，避免因频繁制动而导致客户抱怨。当然，在环境较为简单的低速情况下，AEB系统通常还是能够将车辆刹停来避免碰撞的。
下图5概括了AEB的设计思想。
图 5 AEB触发时间示意图
