智能網聯汽車主動安全標準及測試技術研究

張 珊,王 蕾,石 蕊,趙士舒

[中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司,天津 300300]

0 引言

智能網聯汽車具備環境感知、決策規劃、協同控制等功能，同時融合現代網絡與通信技術，是一個集多項功能于一體的綜合智能系統[1]。2019年國家發展改革委、科技部、工業和信息化部聯合發布的《汽車產業中長期發展規劃》，明確將智能網聯汽車技術作為汽車產業發展的重點突破領域[2]。而智能網聯汽車面臨的除了政策法規，還有道路測試、技術等突出問題。圍繞智能網聯汽車驗證環節所需的標準體系、測試場地條件以及相關測試方法等，政府機構、科研院所、相關企業已經開展了大量研究工作。

目前主流車型配置有L0-L2級的主動安全及駕駛輔助功能，國內外相關標準法規也積極構建中，相關測試技術手段愈加豐富[3]。該文根據主動安全行業技術的分類，從人機交互類、信息提示類、視野輔助類、組合控制類等不同方面介紹現階段的標準法規情況及測試技術現狀。

1 主動安全標準法規

1.1 駕駛員監控系統（DMS）等人機交互類標準法規

智能網聯汽車內主要與駕駛員產生交互的主動安全系統有駕駛員監控系統在內的人機交互系統等。

駕駛員監控系統可以分為駕駛員疲勞監測系統（Driver Fatigue Monitoring; DFM）和駕駛員注意力監測系統（Driver Attention Monitoring; DAM）。高級別的智能網聯汽車涉及汽車和駕駛員的駕駛主權問題，實時監測駕駛員動態行為，觀察其是否具有接管能力也愈加重要，國內外相繼頒布相關法規對該系統的功能和性能進一步明確。

歐盟委員會于2021年4月23日簽發面向駕駛員睡意和注意力警告系統的法規《關于機動車駕駛員睡意和注意力警告系統型式認證的具體試驗程序和技術要求》（EU 2021/1341）[4]，并于2022年7月面向新認證車型實施。要求DDAW系統實時監測駕駛員的睡意水平，當駕駛員睡意等級≥KSS的8級（卡洛琳斯卡睡眠尺度表）時，通過HMI向駕駛員提供警告。

歐洲新車評價規程于2021年11月發布Euro NCAP評價規程——安全駕駛評價（10.0版），并于2023年實施。要求系統可以在白天/夜晚的不同天氣下，識別大部分駕駛員的疲勞、分神的典型動作，并發出報警，和/或與其他ADAS系統聯動起來對車輛進行組合控制。同時提到了當駕駛員無意識時，車輛應啟動符合UN R79的風險緩解功能（Risk Mitigation Function，RMF），將車輛停靠在安全區域。

國家標準方面，GB/T《駕駛員注意力監測系統性能要求及試驗方法》已于2022年10月發布。要求系統識別駕駛員的閉眼、頭部姿態異常、接打電話、打哈欠、抽煙等動作并發出報警，并要求系統檢出率和準確率≥95%。同時各地方也針對駕駛員監控系統出臺了不同要求的地方標準，如蘇標、川標、湘標等。C-NCAP管理規則（2025版）也將新增關于DMS的測試內容。

1.2 智能限速系統（ISA）等信息提示類標準法規

近期各國都在積極推動限制超速行為的相關法規，隨著智能網聯和自動駕駛技術的發展，智能限速系統的相關法規得到迅速推廣。

歐盟委員會于2021年6月23日簽發了面向智能限速系統的法規《制定關于機動車智能速度輔助系統型式認證的具體試驗程序和技術要求的詳細規則》（EU 2021/1958）[5-6]，并于2022年7月6日實施。當駕駛員超過當地法定速度限值時，ISA將通過通知、警告和強制等方式提醒駕駛員減速行駛。

歐洲新車評價規程（Euro NCAP）安全駕駛評價（10.0版）也在EU 2021/1958的基礎上進一步提高要求，系統應識別不同天氣、時間、距離、道路特征以及局部的動態事件并發出報警，同時對限速功能、智能限速控制系統和智能自適應巡航控制系統作出要求。

國標方面，GB/T《汽車智能限速系統性能要求及試驗方法》已于2021年末報批，預計2022年發布。要求系統能識別GB 5768.2規定的限制速度標志，并向駕駛員提供限速提示信息和超速警告信息，若車輛具備功能則應在超速時啟動智能限速控制。C-NCAP管理規則（2025版）也將增加速度輔助系統測試，要求車輛識別限速標志牌，并在超速時發出警告信號，如圖1所示。

圖1 智能限速系統的試驗場景

1.3 全景影像系統（AVM）等視野輔助類標準法規

由于受車輛結構的限制，駕駛員視野存在盲區，無法全面掌握道路交通信息，發生安全事故。故近些年視野輔助類ADAS系統也步入市場。

GB/T《汽車全景影像監測系統性能要求及試驗方法》預計2022年發布。全景影像監測系統能夠向駕駛員提供車輛周圍360 °范圍內環境的實時影像信息，輔助駕駛員更加全面清晰地了解車輛周圍駕駛環境狀況，從而提高駕駛安全性。JT/T《營運車輛全景環視系統技術要求和試驗方法》與國標不同，營運車輛的全景環視系統強調“大安全”，由于營運車輛的車身尺寸較大，視野盲區更多，因此對全景環視系統的需求更迫切，不僅考察部件級的車載攝像頭性能、靜態圖像拼接質量，同時考察動態視野盲區，致力于全方位地提高車輛安全，如圖2所示。

圖2 汽車全景影像監測系統的試驗場景

除全景環視系統，還有抬頭顯示、夜視等多種功能輔助駕駛員獲取更全面的信息，在不同天氣環境、不同場景下安全出行。其中GB/T《乘用車抬頭顯示系統性能要求及試驗方法》已于2022年成立標準起草組，GB/T《乘用車夜視系統性能要求及試驗方法 》已于2021年報批。

2 主動安全測試技術

2.1 駕駛員監控系統（DMS）等人機交互類測試技術

目前實現駕駛員實時監測的技術手段分為兩類，直接監測和間接監測。由于駕駛員在疲勞狀態下的一些生理指標，如腦、電、心、脈搏、呼吸等偏離正常的狀態，因此可通過生理傳感器去直接監測駕駛員的生理指標，來判斷駕駛員是否處于疲勞狀態[7]。這種直接接觸駕駛員監測其行為的方式稱為直接監測法。間接監測法不通過駕駛員本人判斷，而通過駕駛員對車輛的操縱狀態，間接判斷駕駛員是否處于疲勞/分神狀態，如駕駛員轉向系統的微修正次數減少，大修正、快修正次數增加等，如圖3所示。

圖3 真人駕駛員佩戴生理監測設備

歐洲的駕駛員監測系統測試主要利用真人進行主觀測試，要求提前對駕駛員的駕駛習慣、經驗等做調研，同時在測試前進行統一的培訓，才能保證數據的統計學意義。實車測試過程中，需實時記錄駕駛員狀態及車輛運行數據；仿真測試中，也應驗證仿真環境和真實世界的差異性。

國標GB/T《駕駛員注意力監測系統性能要求及試驗方法》考慮主客觀結合的方法測試駕駛員分神、疲勞等典型動作下的系統狀態，測試系統面對不同駕駛員的魯棒性，當駕駛員進行特定動作時系統應報警。與國外標準不同的引入了仿真機器人和太陽光模擬系統，改變光源的方向和位置，標準尺寸的仿真機器人配備手機、香煙等物品，重復閉眼、打哈欠、打電話等動作，測試系統的檢出率及準確率，如圖4所示。

圖4 GB/T《駕駛員注意力監測系統性能要求及試驗方法》的試驗場景

2.2 智能限速系統（ISA）等信息提示類測試技術

智能限速系統根據功能不同可以分成兩類，第一類是智能限速提醒，獲取車輛當前條件下應遵守的限速信息并實時監測車輛行駛速度，當車速不符合或即將超出限速范圍時，適時發出警告信息；第二類是智能限速控制，除提供警告信息外，還協同其他ADAS系統將車輛保持在限速范圍之內。

而實現上述技術路線的方式基于攝像頭、GPS和電子地圖，常見方式是通過車載傳感器（視覺攝像頭）識別道路標志牌，通過算法進行轉化，提供給駕駛員，這種實現方式受天氣等條件影響較大，識別率和正確率較低；部分車輛將攝像頭獲取的數據連同內置的GPS定位模塊和電子地圖的數據進行融合判斷，不僅可以調取地圖內設置的固定限速牌，也可以識別交通事故警示標志牌等臨時裝置。

2.3 全景影像系統（AVM）等視野輔助類測試技術

全景影像系統提供的是車周360°的影像信息，一方面對圖像拼接質量有要求，拼接圖像清晰，現實的物品無歪曲變形，故使用黑白棋盤格圖卡輔助測試圖像畸變和錯位；另一方面對拼接縫隙處的物體顯示有要求，若系統拼接縫隙過大則會導致角落的物體消失，若駕駛員太過于依賴全景圖像則會產生類似于“鬼探頭”的安全事件，故使用標志物測試系統的視野范圍及可見性；此外還要求系統能輸出實時畫面故測試系統延遲，如圖5所示。

圖5 全景影像監測系統的測試方法

而抬頭顯示和夜視系統等輔助駕駛系統涉及的測試設備更加豐富，利于HUD需使用成像亮度計等測試顯示的亮度、清晰度等；夜視系統需在微光環境下測試紅外系統對發熱假人的識別效果、圖像標注效果及碰撞報警功能。豐富的輔助駕駛功能幫助駕駛員在不同環境下安全駕駛，也要求測試設備更加精良，符合實際使用情況。

3 總結

隨著智能網聯技術的發展，L3及更高級別的自動駕駛產品落地，對整車級封閉場地測試提出了更高的要求。封閉場地測試用例覆蓋的范圍會更加廣泛，包含：高速/環路、市內運行、城際/郊區、泊車/取車、封閉園區等。 根據智能網聯汽車聲明的設計運行范圍ODD及自動駕駛功能，在五大應用場景測試用例庫中選取確定測試用例，測試智能網聯汽車的真實表現。

智能網聯汽車相關標準的頒布，測試技術愈加豐富，主動安全系統功能也逐步擴充，涉及駕駛員行車安全、舒適、能效的方方面面。未來智能網聯相關標準將逐步向高級別的自動駕駛功能擴展，進一步豐富應用場景并規范智能網聯汽車市場。