在剛剛過去的周末,汽車圈里發生了一起本可避免的悲劇:一個地方車展上,經銷商演示全新日產奇駿的自動剎車功能時遭遇失誤,主持人被當場撞倒。
我們且不去談由真人演示該項技術是否不合常理,當外界用“失靈”來給這次失敗的演示下結論時,也許已經對自動緊急剎車這項技術存在了誤解。
AEB:一項5年后將全面普及的配置
美國高速公路安全管理局(下稱NHTSA)曾多次強調汽車安全輔助技術的必要性,在美國,高達94%的交通意外事故來自人為操作失誤,在這種情況下,就需要借助汽車的安全輔助系統對實際路況作出預判甚至采取措施。而在這些輔助技術里,自動緊急剎車(AEB)是普及最為廣泛的一項。在美國,NHTSA與IIHS一直推動著汽車廠商裝載AEB系統,到了2022年自動緊急剎車將成為量產車的標配。
AEB全稱Automatic Emergency Braking,其原理主要是通過車頭位置裝載傳感器和攝像頭的測距模塊,對前方車輛及其他障礙物的所在位置、距離進行監測,當安全距離過短并具有碰撞風險時,系統會向駕駛員發出緊急制動提醒,當駕駛員未能作出相應處理時,系統會自動接管車輛的制動系統,下達指令緊急剎車。
目前大部分的AEB均有兩個子功能:當系統計算出制動的必要性、而駕駛員的剎車力度不足以保證安全時,DBS(Dynamic Braking Support)功能可以提供一定的制動補充;另一種情況則是駕駛員沒有及時做出剎車動作時,CIB (Crash Imminent Braking)會接管車輛的制動系統,自動降低車速甚至將車輛剎停。
從2006年開始,DBS和CIB功能已經陸續以選裝形式出現在一些量產車里,早期以豪華品牌為主。后來,汽車廠商從AEB系統中衍生出更加細化的PAEB(Pedestrian Automatic Emergency Braking),即針對行人的自動緊急剎車系統。
相對來說,PAEB的應用范圍更廣,針對直行、轉向等多種路況,對行人橫過馬路、在路側行走等情況進行監測,規避碰撞風險。但PAEB更依賴于攝像頭,并需要利用雷達傳感器與之配合。目前PAEB技術正逐漸以選配的形式出現在新車里,但NHTSA對其可靠性尚無測試結果。樂觀估計,PAEB的安全保護系數會比AEB更高。
設計初衷只是防追尾
美國《消費者報告》在不久前進行了一項與AEB相關的數據統計: 進入2017年,AEB的配置普及率已經大幅提升。以作用于城市路況的AEB系統為例,2016年的標配率只有10%,到了今年將提升至19%,選裝率也提升至46%。
目前,大部分汽車廠商采用的AEB技術原理都相差不大,基本都需要依靠傳感器和攝像頭來實現測距。傳感器一般是指雷達,現階段的雷達原理包括毫米波雷達、激光雷達、紅外探測雷達等。攝像頭的技術則更加豐富,正如不久前雅斯頓一篇文章提到,連索尼公司也加入到自動駕駛的攝像頭技術陣營。
追根溯源,上世紀50年代初,凱迪拉克在一款概念車里加入了簡單的雷達監測裝置,這被認為是最早期的碰撞預警。而最早量產的汽車防撞系統則來自于沃爾沃S40,基本原理也是依靠雷達傳感器偵測前方車輛,同時加入了提醒功能。
進入21世紀初,AEB才正式成為汽車巨頭們爭相研發的重點之一。值得一提的是,AEB的設計初衷只是為了避免汽車追尾事故,因此更多的是通過雷達傳感器來感應與前方障礙物的距離。直到后來,本田、豐田、沃爾沃為代表的車企們才陸續開始考慮將行人偵測加入這項系統中。
但是,由于雷達傳感器需要利用目標對電磁波的反射來測定位置及距離,一旦遇到電磁干擾、天氣、或者目標體積小等特點,雷達傳感器的精度就會受到影響。因此,如果要對準確檢測前方行人及動物,則需要依靠精度更高、干擾更少的攝像頭,比如豐田最早將雙頭立體鏡頭安裝在前擋風玻璃窗。沃爾沃則在后來就了激光雷達,以檢測前方行進中的自行車,這成為了沃爾沃獨有的行人與自行車碰撞偵測系統。
大部分車企推出的AEB系統都會包括DBS和CIB功能,奔馳、奧迪等豪華品牌則會將重點放在AEB的人性化體驗中,比如將實施過程分為幾個步驟:第一步是在抬頭顯示區域作基礎提醒,有的附加語音提醒;第二步則是自動關閉窗戶、收緊安全帶等動作,以實現提醒和保護的雙重作用。
這兩個過程通常在短時間內完成,如果此時駕駛員依然沒有作出剎車動作,系統將會開始接管剎車功能。比如奧迪就會在將這一階段分為兩步:首先是以3m/s?的速度進行輕微剎車,如果駕駛員依然沒有作出反應,那么第四階段將是以5m/s?速度制動,直至車輛完全停下來。
雖然目前AEB只是作為安全輔助系統推出,但不可否認的是,這將是未來實現自動駕駛的一個重要技術支撐。目前,一些廠商會將AEB系統與GPS結合,比如接近交通燈時,系統會發出減速剎車提醒、甚至在必要時實施制動。這種思路則有點像導航軟件的路況提醒。類似的技術還會應用在后裝市場,比如最近逐漸流行的智能后視鏡也會推出功能相近的ADAS,不過僅停留在預警階段,且對于速度和車輛所處位置的要求很高。
自動,不代表完全依賴
AEB作為汽車防撞系統(Collision Avoidance System)中的一環,大部分的實施環境為低車速;一旦車速過高,AEB的實際效果會大打折扣,因此高車速的防撞交由自動轉向系統來實現。
然而,AEB也并不是在所有低速情況下都能實現,其作用前提比想象的更嚴苛。回答文章開頭的事故,根據日產官方的介紹,奇駿采用的這套IEB預碰撞智能剎車系統,對車輛的作用速度是5-80km/h,而對行人的作用速度是10-60km/h,當檢測到碰撞可能時會發出警示、必要時會作出自動剎車的決定。
以此來分析日產奇駿發生的碰撞事故,基本可以有三個猜測:第一,當時演示車輛的車速在10km/h以下,未能喚醒AEB系統;第二,系統已經被激活并發出預警,但駕駛員操作不當,系統默認為駕駛員負責制動;第三,現場環境復雜,傳感器無法準確識別。
目前,大部分的輿論認為這次的事故是錯誤示范,而非AEB本身的問題。但對于AEB本身的局限性,并不是所有消費者都有所了解。美國汽車協會(AAA)曾對五種不同原理的自動緊急剎車系統進行了70多個試驗,結果顯示,并非每一個AEB系統都有相同的剎車效果,因為AEB系統本身也有等級之分。
比如一種被稱作“精簡版”的AEB就不會完全剎停車輛,只會施加剎車效果以降低碰撞嚴重程度。這種類型AEB一般情況下平均能降低速度40%,當時速低于30英里(約為48公里)時,配置該類型AEB的車輛測試中有33%會免于因碰撞而損毀,但當速度高于45英里(約為72公里)時,僅有9%會幸免。
綜上所述,其實大部分AEB系統都對作用速度和工作環境有較為嚴格的規范,同時,幾乎所有的汽車廠商也都明確提醒,這只是一種“輔助式”的駕駛功能。駕駛員不可對此過分依賴。
對于現階段的駕駛輔助功能,消費者的態度依然兩派分明:對這種電腦操作過于戒備;或者對自動化過分信任。不過,無論是哪種態度,顯然都不夠明智。關于自動緊急剎車,我們還需要很長一段時間去了解。