基于前毫米波雷達和視覺融合的自動緊急制動系統

摘? 要：基于前毫米波雷達和視覺融合的自動緊急制動系統（AEB），采用前毫米波雷達和視覺融合的系統方案測出與前車或者障礙物的距離，預測汽車潛在的碰撞風險，主動干預制動系統來避免事故或減輕事故的傷害，提高車輛安全性能。

關鍵詞：前毫米波雷達和視覺融合;自動緊急制動; AEB;

汽車安全是評價汽車的重要指標之一，也是汽車廠商一直努力追求的目標。AEB（自動緊急制動系統）是一種汽車主動安全技術系統，它采用傳感器測出與前車或者障礙物的距離，然后預測汽車潛在的碰撞風險，主動干預制動系統來避免事故或減輕事故的傷害。調研顯示，車輛在裝備AEB之后能減少27%的事故，尤其是城市路況中，低速AEB系統（工作時速范圍在30km/h以下）能使追尾事故發生率大幅度減少。隨著AEB技術的發展，為提高車輛安全性能，減小事故發生率，眾多車企在新車型中開發配備了AEB系統，歐美發達地區已強制要求部分道路車輛裝備AEB系統。中國交通部2018年發布的《JT/T 325營運客車類型劃分及等級評定》要求符合條件的車輛必須裝備AEB系統。

目前自動緊急制動制動系統組成的硬件主流方案為純視覺方案，以及前毫米波雷達和攝像頭組成多傳感器融合方案。攝像頭與人眼類似，對行人障礙物等進行跟蹤識別，識別感知距離120米，感知環境信息豐富，可識別目標類型，但是無法精確計算本車與物體的相對距離，而且受天氣、光線的影響較大;毫米波雷達的感知距離約為150米以上，可精確得出目標距離，但是因為天線和尺寸的物理特性，毫米波雷達角度分辨率較為有限，對行人等障礙物識別能力較差，且存在二次反射問題，導致出現誤識別的問題。

東風柳汽量產的自動緊急制動是基于前毫米波雷達和視覺融合的自動緊急制動系統，車身搭載了一顆單目攝像頭及一顆毫米波雷達。其中攝像頭實現多目標檢測、多目標跟蹤、單目測距、目標類型的視覺感知，前毫米波雷達進行編碼解算、多目標超分辨測角、虛擬天線面陣、分集成像，更精確地判斷與障礙物距離信息。將攝像頭及毫米波雷達的信息進行融合，兩者優勢互補，以多傳感器相關概率綜合決策航跡屬性。充分發揮各個傳感器檢測的優勢，實現高可靠性、高精度、復雜對象的分類處理，全方位的為自動緊急制動系統提供高性能可靠的環境感知信息。

自動緊急制動實現過程可分為三個模塊：感知模塊、算法融合模塊、控制模塊。

自動緊急制動-系統架構

1、感知模塊

利用前毫米波雷達和駕駛輔助攝像頭對周邊環境，目標進行識別，輸出目標的ID，相對速度，相對加速度等信息到算法融合模塊。

自動緊急制動-感知模塊

2、算法融合模塊

將攝像頭識別的多目標檢測、多目標跟蹤、外參自標定、單目測距的視覺識別數據，以及毫米波雷達的編碼解算、多目標超分辨測角、虛擬天線面陣、分集成像的感知所獲取的數據融合集成，采用傳感器航跡與融合航跡進行關聯和狀態估計，以多傳感器相關概率綜合決策航跡屬性。充分發揮各個傳感器檢測的優勢，全方位的為智能駕駛系統提供高性能可靠的環境感知信息。

3、控制模塊

AEB系統主要依據融合后計算處理得到以下三方面信息，自動檢測碰撞風險：

（1）本車到前方車輛的距離;

（2）前方車輛相對于本車的相對速度;

（3）前方車輛是否在本車行駛路徑上。

基于獲得的信息，控制器自動計算出TTC。TTC作為碰撞風險的很重要的依據。對TTC設置不同的閾值，再加上一些內部算法邏輯實現不同的危險等級。當控制器判斷碰撞風險達到最危險的時刻，自動發出最大制動力請求。ESC通過CAN通信網絡接收到制動請求后，自動為駕駛員提供最大的制動力，以此盡可能的避免碰撞或者降低碰撞損失。

自動緊急制動-控制模塊

4、結束語

基于前毫米波雷達和視覺融合的自動緊急制動系統，相比純視覺識別方案，具有更高的容錯性、可靠性。有研究數據表明，車輛在裝備AEB之后能減少27%的事故，尤其是城市路路況中，低速AEB系統（工作時速范圍在30km/h以下）能使追尾事故發生率大幅度減少。也正是因此，各國都越發重視AEB的研發和搭載。美國公路安全保險協會（IIHS）于2013年年底正式將AEB納入測試項目，歐洲的E-NCAP和美國交通運輸部（NHTSA）分別于2014年和2015年將AEB納入測試項目，中國C-NCAP于2018版測試項目中正式加入對AEB的測試。東風柳汽基于前毫米波雷達和視覺融合自動緊急制動系統的量產，適應車輛安全技術發展的同時，極大地提高了整車的安全性和品牌的競爭力。

【作者簡介】梁遠桂，男，廣西玉林人，本科，東風柳州汽車有限公司助理工程師，從事ADAS開發工作。