先“刹”为敬 Bosch博世AEB自动刹车系统测试

许晖

车辆日益增多，道路更加擁挤，令人烦躁的缓慢驾驶，驾驶员的疲劳分心，人类所要面对的是出现频率越来越多的交通事故。根据美国国家公路交通安全管理局的数据，94%的事故与人为错误直接相关，根据世界卫生组织的数据，每年因汽车造成的死亡人数高达125万，这意味着几乎每25秒就有1人死于车祸。如何降低事故所产生的伤害，最直接的方式便是把车刹住，更为直接的方式就是让车辆自己把自己刹住。为此AEB自动紧急制动系统成为了义无反顾的守护者。面对车前的危险，大有一种我自先“刹”为敬，诸位大可随量的英雄气概。

AEB的前世与今生

要介绍AEB（Autonomous Emergency Braking），必须先从车辆的制动历史说起。可以说汽车的制动系统发展就是一场微型的“自动驾驶技术”预演。早期的制动系统属于十分纯粹的机械连接，整个系统之中并没有为驾驶者提供任何的助力，车辆所需要的制动能量，完完全全由驾驶者自身力量所提供，极度考验驾驶者的体能体格。如何才能让弱不禁风的驾驶者有效刹停行进之中的车辆？可以说以当年的科技水平，汽车工程师已经将杠杆原理玩到了极致，虽然效果并不好，倒也解释了女性驾驶者甚少的原因。

到了中期，为了解决刹车比开车还累的窘况，汽车工程师开发出了各种形式的助力系统。诸如采用气压能、真空能、或者液压能等等伺服能量，在原来的“人力制动系统”基础上补充并协助提供更大的力量。轻盈的刹车力度瞬间令驾驶门槛降低，让不少新手迅速成为驾驶者的角色，但其实刹车从来都是一个带有预判提前量的技术活。不少人没能很好地掌握刹车的时机以及力度，过分依赖助力系统，也带来了副产品“一脚急刹”。

老爷车的手刹

带助力系统刹车

早期的鼓刹系统

1969年乘用车防抱死系统的速度传感器1969年乘用车防抱死系统的速度传感器

1978年出现的ABS组件（液压调制器和控制单元）

ABS的出现被誉为汽车业界三大安全发明之一

早期的鼓刹系统

在当年车身稳定系统并不盛行的时期，一脚踩死的后果就是令刹车力道过大，导致车轮锁死，而造成车辆滑行、刹车距离增加，等等无法预测的情况。为此工程师发明了被视为行车安全历史上最重要的三大发明之一“ABS”（防抱死系统）。装有ABS系统的车辆在车轮即将达到抱死临界点时，制动系统在1s内可作用60～120次，相当于不停地制动、放松，类似于机械自动化的“点刹”动作，此举可避免紧急制动时方向失控与车轮侧滑，提高制动效率。值得一提的是，广义上的ABS系统起源可以追溯至1936年Bosch所申请的“防止汽车车轮锁死机制”的专利。

PEBS四阶段工作图

现实总是残酷的，即便各种各样先进的制动技术加入到车辆配置之中，但只要刹车的主导仅一天仍在人类的手里，那么总会在需要紧急制动的时刻，迸发出各种情况。车速的提升已经成为考验驾驶员反应力的新门槛，人类仿佛回到了无助力刹车年代，只不过门槛从是否够“力”制动变成了是否够“快”制动，自此AEB系统对应市场痛点应运而生。从出现到落地，AEB具有实效的主动安全性能，迅速被车企所接受。Euro NCAP、IIHS、JNCAP等全球NCAP纷纷将其纳入评估打分体系，对于没有配备AEB的车型而言，已经很难得到最高等级的评价。

博世的PEBS系统

绝大多数的AEB系统解决方案均由汽车行业的供应商所开发，如耳熟能详的博世、大陆、采埃孚以及德尔福等等企业，都有各自属于自己的AEB系统解决方案。这套系统在现在的汽车上已经广泛配备，只是命名可能各不相同。如丰田的PCS、奔驰的Pre-safe安全系统、大众的Front Assist、沃尔沃的City Safety、斯巴鲁的Eye Sight等等其实均含有AEB在内。

本次在博世东海测试场所体验的AEB属于博世PEBS系统内的一个子系统，其与PCW预测性碰撞报警、EBA紧急制动辅助子系统，共同组成了博世著名的PEBS（Predictive Emergency Braking System），可以说该系统涵盖了从感知到决策再到执行的整个周期，属于整合型功能合集。

PEBS系统的工作原理并不难理解，整套系统按照距离远近，从侦测到碰撞物开始，一共分为四个工作阶段。第一阶段先以声学、光学报警通知驾驶者，同时制动系统开始预充压，调节可变悬架;第二阶段开始以短促制动为提醒，同时开始安全带预紧动作，并产生大约30%强度的部分制动;倘若车辆继续接近预碰撞物体，则进入第三阶段，这个时候将会提供约50%强度的部分制动，同时点亮危险警示灯，并关闭车窗与天窗;当驾驶者仍没有任何主动接管车辆制动的行为，那么系统将自动进入第四阶段工作，这个时候车辆将全力制动并配合提供安全带主动收紧。可以看出，PEBS系统按照距离预碰撞物远近循序渐进，有条不紊地接管车辆的制动功能。最终令车辆制动并安全刹停，确保不会因为驾驶员不作为而发生碰撞事故。

众所周知，车辆感知外界周遭信息，所牵涉到的传感器多种多样，但主要是摄像头、超声波、激光雷达、毫米波雷达以及GPS，测距和IMU惯性测量单元这几种。却终归没有任何一种传感器属于全能多面手可以通吃到底。它们或多或少在探测特性上都有着不同的优缺点。譬如AEB系统常用的毫米波雷达，弱点在于侦测横向距离与速度的不确定性，其对于侦测纵向距离以及速度更为拿手;而从2D单目摄像头进化到双目的3D多功能摄像头，虽然可以准确分辨目标方位角以及横向速度，却受制于无法准确判断纵向距离与速度。为此博世工程师决定巧妙地将毫米波雷达以及多功能摄像头，两种传感器的有效数据进行融合，让它们协同探测目标，并辅以两者均可共同确认提供的，目标存在概率以及目标类型作为冗余信息融合，这样一来大大提高了PEBS系统的准确率以及精确度。

博世底盘控制系统市场与战略发展总监丰浩

Bosch拥有丰富的驾驶员辅助产品矩阵

AEB动态障碍物预碰撞测试

AEB静态障碍物预碰撞测试

动态自行车假人障碍测试

有趣的实地测试

纸面上的知识说多了容易乱，是骡子是马总归需要拖出来溜溜。本次针对博世自动紧急制动系统的测试场地，位于博世（东海）汽车测试技术中心内的制动测试区域。在目前的ADAS系统中，预测性防碰撞制动系统（PEBS）所面对的场景主要包括车对车防碰撞、车对自行车保护以及车对行人保护等各种类别。为此测试当天，我们所体验的博世PEBS系统测试项目，包括了静态气球车测试、动态气球车测试、行人以及自行车动态测试四大场景。

测试假人价值不菲

测试道具气球车

（东海）汽车测试技术中心

测试过程看似簡单，可实际上其中包含着硬核技术实力。为了追求真实度，目前PEBS的测试对象主要是气球车、模拟行人与模拟自行车三项，这也正是日常车辆行驶与道路上时主要面对的实际情况。测试所采用的模拟假人与车辆道具均符合Euro NCAP与C-NCAP标准。比如在气球车内所藏正对后方的三角锥，必须能对后车毫米波雷达释放的电磁波进行反射，模拟正常汽车反射的电磁波，气球车后方的上下均有等宽的铝条来模拟车宽。同时，气球车的前部设置了吸波纸，避免电磁波直接穿过气球车受到其他信号的干扰。力求最大程度模拟出真实车辆的情况。

实际测试阶段还是挺有意思的。也许导我没安好心，当得知测试道具昂贵的造价之后，总是希望测试车辆能结结实实地怼上测试道具。可博世的PEBS系统似乎一点妥协的意思都没有。如上文所介绍的一样，不论是静态车对车测试还是动态车对车测试，PEBS系统均严格执行了预警阶段、预制动阶段、部分制动阶段以及全力制动阶段四个环节，并最终稳稳停在障碍物跟前。在对动态假人以及动态自行车假人的测试之中，虽然目标明显比气球车要小，但是PEBS系统同样稳定地完成了测试。

AEB系统的未来

或许有人会认为，现在博世所提供的AEB系统，似乎已经足够应付主机厂产品上路的需求。不过在我看来，现在AEB技术的发展顶多属于自动驾驶领域L2级别的应用场景需求，还远未到“足够”的阶段。越是接近自动驾驶领域的高层级，那么所需系统将会越为严苛，不但感知层面需要更高性能且可以互为冗余的传感器，决策层面的处理器也需要更高的运算能力。在完全释放人类对油门与刹车的最终控制权之前，AEB仍有很长的一段路需要前行，更别提在跨越了自动驾驶L3级别之后，面对L4甚至L5层级的自动驾驶车辆，如何让它们把自己稳稳刹住将是全新的课题，革命远未成功，大家仍需努力。

结语：

你会因为一台车没有安全带而拒绝购买么？是的，因为每一台车都有！你会因为一台车具有AEB系统而优先购买么？是的，因为不是每一台车都有！这话没毛病！不怕一万，就怕万一，请允许我有先“刹”为敬的觉悟。

国际上对于AEB测试已经有成形的测试方法与手段