AEB系統，全名為Autonomous Emergency Braking，即自動緊急剎車系統，是一種汽車主動安全技術。它主要透過雷達、攝影機等感知部件來探測車輛前方的環境訊息，包括障礙物的位置、速度、形狀、類型等，以及車輛本身的狀態，如車速、方向、制動力等。當系統判斷車輛前方有碰撞風險，且駕駛未能及時採取煞車措施時，AEB系統會主動啟動煞車系統，以減少或避免碰撞事故的發生，進而提高行車安全性 2023年5月，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）宣布了一項計劃，要求所有新型乘用車將自動緊急煞車（AEB）系統作為標準配置。簡單來說，AEB是車輛為避免潛在事故而自動啟動煞車的過程。這是一種強力措施，能夠降低碰撞時的速度或完全避免碰撞，從而防止車輛損壞和傷亡。 為了評估AEB的性能，全球多個國家、地區、組織已經或正在製定AEB技術標準，如聯合國的R131、R152；美國的FMVSS127、FMVSS128；中國的GB/T 39901-2021、GB/T 38186-2019 、JT/T 1242-2019；印度的AIS 185；澳洲的ADR97、ADR98；美國汽車工程師學會的SAE J3087-2017、SAE J3029-2023；國際標準化組織的ISO 22839-2013、ISO19377-20177-20177-2017。 汽車感知技術示意圖: 出處: 安森美
圖2 2020年至 2022年期间，大多数汽车制造商的配备量都有显著增长 出處:安森美
將IIHI的數據與NHTSA最初在2020年發布的報告進行對比，凸顯出了一些有趣的趨勢。首先，2022年在20家汽車製造商中有14家至少為其95%的車輛配備了AEB，而兩年前這一數字僅為10家。如果我們觀察下述六個特例，則進一步凸顯了這一高速發展的進程。 2022年，起亞汽車的AEB 裝備率為94%，謳歌（本田）汽車的AEB 裝備率為93%，但在2021 年零件短缺之前，謳歌的AEB裝備率一直高於這個數值；另外四家製造商的裝備率則從2020年的38%上升到平均72%。 2023年，所有製造商都表示AEB的部署將再次增加，通用汽車（GM）表示其2023年車型中98%都將配備該技術。這種逐年快速成長的態勢以及NHTSA提案的時機，引發了一些有趣的問題。許多人主要擔心的是，如果所有製造商在標準實施之前就已經在其全系車型中配備了AEB，那麼這項提案是否會產生真正的影響。但了解這項提案的推出原因，可以為其價值增添一些分量。 首先，重要的是要仔細研究提案的具體內容。對於車輛之間的碰撞事故，如果駕駛未能及時反應，AEB系統需要在車速達到每小時50英里時採取主動煞車。如果駕駛煞車了，但並未達到所需的最大煞車力，那麼AEB系統需要在車速達到每小時62英里時完全避免與另一輛車發生碰撞。建議的車輛間AEB場景包括一輛車接近一輛靜止的前車、一輛行駛緩慢的前車以及一輛正在減速的前車。 對於車輛與行人之間的事故，所有車輛都必須在車速達到每小時40英里時採取行動。建議的車輛對行人AEB場景包括車輛接近（從左側或右側）穿越道路的行人、行人靜止在車輛行駛路徑上以及行人沿著車輛行駛路徑行走。這項技術還需要在夜間工作，NHTSA表示，美國超過70%的行人死亡事故發生在夜間。 如果這項提案能在2023年8月底前獲得批准，那麼從2026年9月開始（即2027年車型）將成為強制規定。如果獲得批准的時間較晚，則強制部署將推遲一年（即2028年車型）。 鑑於夜間死亡人數等統計數據，以及AEB在美國每年可挽救360人的生命並至少減少24000人受傷的情況，這些都突顯了AEB的重要性，因此很明顯為什麼NHTSA將目標指向了這項技術。但是，考慮到大多數車輛已經配備的感測器水平，強制行動是否必要？建議的規定是否真的足以滿足需求？ AEB規範：美國與歐洲的比較: 鑑於這項技術的迅速普及，尤其是在過去的三年裡，不難理解將強制實施的目標日期定為2026年9月（2027年車型）可能為時已晚，無法產生任何影響。但是，如果我們將美國的情況與歐洲進行比較，只會更強烈地感覺到NHTSA正在落後於時代。 自2019 年起，作為歐洲公認的車輛安全評級方法，要獲得歐洲新車碰撞測試（Euro NCAP） 五星評級，就必須實施 AEB。雖然這可以被視為一種進步，但歐盟委員會更進一步，規定從2022 年起銷售的所有新車都必須安裝車輛間AEB系統（vehicle-to-vehicle AEB），並從2024年起強制安裝車輛對行人系統（vehicle-to-pedestrian）。 此外，NHTSA的提案與Euro NCAP的規定在範圍上有顯著差異。雖然兩種標準都涵蓋了類似的車輛間和車輛對行人AEB場景（包括成人/兒童行人和夜間條件），但Euro NCAP還涵蓋了幾種車輛對自行車和車輛對摩托車的AEB場景，考慮到了更廣泛的弱勢道路使用者（VRU）。 此外，與NHTSA的提案不同，Euro NCAP還涵蓋了包括（左或右）轉彎車輛以及向後倒車對行人的AEB場景。 了解AEB: 如果我們了解AEB系統的工作原理，將有助於我們正確評估潛在的法規。作為先進駕駛輔助系統（ADAS）的主要技術之一，AEB是一種強大的車輛安全措施，可顯著減少安全事故，特別是在車輛前後碰撞和車輛與行人碰撞的情況下。 典型的AEB系統結合影像感測器、雷射雷達（LiDAR）和毫米波雷達（RADAR）來感知可能導致潛在碰撞的物體。車輛會對影像進行即時分析，如果即將發生碰撞，就會提醒駕駛踩下煞車。如果駕駛未能在足夠的時間內踩下煞車，車輛會主動採取煞車措施。 對於影像感測器而言，AEB系統需要轉換為視場角（FOV）、解析度、幀率和微光性能等參數要求，這些影像感測器特性將直接影響物體的可偵測性和物體偵測的延遲。 如圖2所示，配備AEB功能的車輛銷售佔比大幅增加，但這並不是唯一的重大變化。近年來，車輛的底層技術有了長足的發展。處理系統更加強大，通訊系統速度更快、資料傳輸率更高，感測器也變得更加準確，特別是在微光條件下。這些因素共同促使AEB系統變得更加聰明、可靠，使其能夠在更多種情況下採取可挽救生命的動作。 憑藉超過15年的ADAS影像經驗，安森美（onsemi）一直是這項技術革新的核心力量。作為全球領先的用於ADAS系統（包括AEB）的影像感測器生產商，安森美交付了目前道路上所有車輛中70%的影像感測器。 安森美Hyperlux與NHTSA提案的比較: 全新Hyperlux影像感測器系列建基於安森美深厚的汽車專業知識，旨在幫助汽車整車廠商（OEM）在各種條件下進一步提升車輛的安全性，從而減少事故，挽救生命。如果我們將最新的Hyperlux產品系列與NHTSA提案進行比較，就會發現該法規應該更深入，或至少可以儘早實施。 讓我們來考慮車輛對行人場景中車速最高（因此煞車距離最大）的情況：一輛車正在接近一個沿著車輛行駛路徑行走的行人。車速可以達到每小時40英里，而行人的步行速度為每小時3.1英里。 對於這一車輛對行人的場景，如果考慮到典型的城市路況，前方ADAS 視場角為120°、時速達40 英里的車輛的停止（制動）距離、0.5秒至1秒的響應（反應）時間，以及每個行人至少8 個像素才能正確識別，可以推導出大約需要2480像素的最小（水平）分辨率（使用高中數學幾何知識）。 Hyperlux AR0823AT感測器（3840 x 2160像素）以超過50%的裕量滿足了NHTSA最嚴格的車輛對行人場景所規定的水平分辨率，可有效地為每位行人提供多達12個像素，從而實現強大的AEB識別演算法操作。 新的NHTSA 建議包含了2016年建議中缺少的一項內容，即要求在微光條件下和夜間準確偵測行人。對安森美而言，這已經是其優先考慮的重點，也可以說是Hyperlux 感測器系列的標誌性特徵，它具有2.1 µm 像素尺寸和業界領先的150 dB 高動態範圍成像(HDR)，可在0.05 lux至200 萬lux亮度場景中準確成像。 讓我們將Hyperlux感測器系列在微光條件下的性能與NHTSA提案進行對比，再次考慮最嚴格的車輛對行人場景（例如：行人沿著駛來車輛的行駛路線行走），但這次是在夜間。提案中提到了0.2 lux的環境光水平（月光條件）以及車輛近光燈/遠光燈照明，但沒有規定車輛照明的照度水平（與Euro NCAP不同）。 美國汽車協會（AAA）在2019年對美國和歐洲汽車前大燈性能的一項研究表明，行人所在位置的平均近光燈照明水平約為9 lux。假設最壞情況下行人的反射率為10%（穿著深色衣物），並使用典型的車用鏡頭（F值1.4），則在感測器處的照度水準為0.11 lux。 在典型的33ms積分時間（夜間條件）下，Hyperlux感測器系列在0.03 lux的照度水準下就能達到5的信噪比（SNR）（比NHTSA規定的照度要低四倍），而在0.10 lux的照度水準下能達到10的訊號雜訊比！ 在陽光明媚的日子駛出隧道時，Hyperlux的HDR性能使車輛能夠立即看到附近的車輛和隧道盡頭以外的任何潛在危險。過去，許多解決方案的動態範圍不足，無法成功捕捉影像的遠近兩個區域，導致潛在風險在汽車處理器中不可見。在如圖3所示的場景中，Hyperlux感測器系列的HDR性能能夠精確追蹤影像中心、邊緣和遠處的對象，如汽車、交通號誌和行人，即使在光線水平下降時也是如此。 圖3.行人汽車煞車系統測試場景範例－行人沿路徑移動的基本設置 出處: 安森美 圖4：Hyperlux感測器可在各種具有挑戰性的視覺條件下準確追蹤多種危險 出處: 安森美
Hyperlux感測器提供的精確性，整合安全性並符合B級汽車安全完整性（ASIL）安全標準，遠遠超出了基本AEB應用的要求。其高精度、高速和先進功能已可用於ADAS L2級系統以及更高級別的系統，幫助製造商向自動駕駛過渡。 NHTSA與車輛安全的未來 對於NHTSA的提案，我們不禁要問，它是否足夠深入，以及規劃中的時間線是否過長。雖然任何旨在提升車輛安全性的標準在理論上都應該受到歡迎，但如果要產生影響力，它必須領先於業界。 儘管NHTSA提案中的某些元素是積極的，例如微光環境下的測試，但很明顯，考慮到時間跨度，該提案還可以或許還應該更進一步。汽車製造商及其供應商正在努力利用創新技術來提高車輛安全性，減少汽車事故，並拯救生命。正是這種由領先汽車製造商及其產業鏈供應商（如安森美）組成的合力，很可能意味著許多汽車將在2026年之前就配備更先進的安全功能。 |
