“合抱之木，生於毫末”，這是筆者修煉內功心法時常用的自我催眠之術。“九層之臺，起於累土”，這是筆者看到自動駕駛揠苗助長景象時常想勸誡的醒世之言。地基不牢，自動駕駛高樓即使蓋到九十九層，一陣大風颳過，隨時有可能樓傾猢猻散。
一步到位實現L4/L5自動駕駛的願景依舊性感且妖嬈，宛如遠處月光下白裙姑娘曼妙的舞姿，沒有技術直男願意拒絕。但視覺審美終有疲勞，靈魂共鳴才更長久。筆者剛進入自動駕駛行業時，也是做的L4自動駕駛相關產品。剛開始的時候，感覺把L4自動駕駛相關產品做下來，再做L2/L3輔助駕駛相關產品，豈不是降維打擊。
但當有機會和L2輔助駕駛相愛相殺一段時間後，才明白了Mobileye為什麼可以統治L2輔助駕駛市場那麼多年。L2輔助駕駛功能需要考慮的邊界條件太多，如何充分、全面、穩定的在邊界內展示最大的功力，把L2輔助駕駛市場分了Mobileye和其他廠商兩類玩家。
隨著法規對L2輔助駕駛功能技術性能、試驗要求的明確，L2輔助駕駛功能正在成為一個個標準的功能模組。而這些標準模組，隨著整車感知、計算能力的提升，能力邊界又將不斷突破，並最終成長為適合L4/L5自動駕駛下的一塊塊“累土”，共同構建起L4/L5自動駕駛的“九層之臺”。
比如一輛具備L4/L5自動駕駛能力的車輛，在車水馬龍城區道路的遊刃有餘，不能沒有一個安全可靠的AEBS（Advanced Emergency Braking System，自動緊急制動系統）。在風馳電掣高速上的閃轉騰挪，更不能沒有一個機動靈敏的ALC(Auto Lane Change，自動變道控制)系統。
本篇我們聚焦一些逐漸標準化的L2/L3輔助駕駛功能模組。並以法規、標準為出發點，介紹他們的效能要求，試驗要求等。為自己能最終能爬上L4/L5的高樓，鍛鍊好耐力。我們第二期的主角AEBS先生，在自動駕駛演藝圈中，擔負著喊“卡”的使命，也是天生導演的命。
法規、標準要求
一、國內
《機動車執行安全技術條件》（GB 7258-2017）：車長大於11m的公路客車和旅遊客車應裝備符合標準規定的車道保持輔助系統和自動緊急制動系統，2018年1月1日實施。
《營運貨車安全技術條件 第1部分：載貨汽車》（JT/T 1178.1-2018）：總質量大於或等於12000kg且最高車速大於90km/h的載貨汽車，應安裝自動緊急制動系統（AEBS），2018年5月1日實施。
《營運貨車安全技術條件 第2部分：牽引車與掛車》（JT/T 1178.2-2019）：最高車速大於或等於90km/h的牽引車輛應安裝自動緊急制動系統（AEBS），2019年7月1日實施。
《營運車輛自動緊急制動系統性能要求和測試規程》（JT/T 1242-2019）：全球第一個強制要求包含行人安全功能的AEBS標準，2019年4月1日實施。
《商用車輛自動緊急自動系統（AEBS）效能要求及試驗方法》（GB/T 38186-2019）：2020年5月1日實施。
《乘用車自動緊急制動系統（AEBS）效能要求及試驗方法》（GB/T 39901-2021）：2021年10月1日實施。
二、國外
《NHTSA's 2014 Automatic Emergency Braking Test Track Evaluations》
《Uniform provisions concerning the approval of motor vehicles with regard to the Advanced Emergency Braking Systems (AEBS)》（ECE R131）
技術要求
AEBS是一種車輛主動安全系統，在檢測到與車輛、行人或其他交通參與者存在潛在的碰撞風險時，會主動啟用車輛的碰撞預警系統和緊急制動系統，來減輕或避免碰撞。主要包括環境感知模組、底層執行模組、人機互動模組、資料通訊介面、資料儲存模組和無線通訊模組等。
JT/T 1242目前要求AEBS可檢測到的目標障礙物型別包括在公眾道路上行駛的機動車及行人。這也成為國際上首個對行人障礙物檢測提出要求的強制AEBS標準。但可以預見的是，隨著自動駕駛級別提升帶來的感知能力的提升，各家主機廠AEBS可檢測的目標障礙物型別也必將更加豐富，針對不同障礙物型別採取的處理策略也會更加細膩。
檢測區域方面，JT/T 1242目前要求AEBS最小檢測距離應不大於2m，對目標車輛的最大檢測距離應不小於150m，對行人的最大檢測距離應不小於60m，基本符合當前攝像頭和毫米波的感知能力。在目標車輛最大檢測距離位置的最小檢測水平橫向寬度應不小於3.75m。同時在曲率半徑不大於250m的彎道上可以檢測到目標。
目前支撐AEBS的感測器配置有單獨的毫米波雷達，單獨的攝像頭，以及毫米波雷達加攝像頭的融合方案。硬體的選擇基本決定了功能的上限，不同的硬體選擇帶來的成本增加也不一樣。後面隨著鐳射雷達的普及，AEBS的功能可靠性、穩定性、多樣性必將更上一個臺階。
一、商用車
安裝AEBS的車輛首先應安裝符合GB/T 13594要求的防抱死制動系統，除手動關閉外，AEBS需要至少在15km/h至最高設計車速之間正常執行。
AEBS需要包括碰撞預警和緊急制動兩個階段。AEBS檢測到TTC（time to collision，預計碰撞時間）/ETTC（advanced time to collision，強化距離碰撞時間）大於預警設定值時首先對駕駛員進行提醒，若駕駛員沒有意識到風險存在並進行變道或剎車減速，AEBS檢測的TTC/ETTC大於制動設定值時，啟用緊急制動功能。
碰撞預警又分為一級碰撞預警和二級碰撞預警。對於氣壓制動系統來說，一級碰撞預警最遲應在緊急制動開始前1.4s，二級碰撞預警最遲應在緊急制動開始前0.8s。對於助力液壓制動系統（M2/M3/總質量小於8t的N2）來說，一級碰撞預警最遲應在緊急制動開始前0.8s，二級碰撞預警最遲應在緊急制動開始前0s。
碰撞預警階段自車的速度下降不應超過15km/h或自車速度下降總額的30%兩者間較高者。GB/T 38186規定碰撞預警階段必須提供聲學、觸覺及光學訊號中至少兩種訊號預警（JT/T 1242規定一級碰撞預警至少提供一種訊號預警，二級碰撞預警至少提供二種訊號預警）。碰撞預警階段之後進入到緊急制動階段，緊急制動階段不應在TTC/ETTC小於或等於3s前開始，且制動減速度不應小於4m/s2。
在緊急制動階段，對靜止目標車輛，自車速度為80km/h時，透過緊急制動階段，發生碰撞時自車減數量應不低於30km/h，而在自車速度為40km/h時，透過緊急制動階段，應避免兩車相撞。對於速度為12km/h的目標車輛，自車速度為80km/h時，透過緊急制動階段，應避免兩車相撞。對於具有行人緊急自動功能的AEBS，自車速度為60km/h時，透過緊急制動階段，發生碰撞時自車減數量應不低於20km/h。
在駕駛員干預這塊，JT T1242規定當自車處於緊急制動階段時，應能確保AEBS的工作狀態不受駕駛員對制動踏板操作的影響。而GB/T 38186規定駕駛員可透過踩下制動踏板，開啟轉向燈等規定的方式中斷預警階段和緊急制動階段。
二、乘用車
與商用車相比，乘用車小巧玲瓏的身材，決定了AEBS效能要求方面的差異。GB/T 39901規定碰撞預警最遲應在緊急制動開始前1s（商用車規定為1.4s/0,8s）發出，且沒有強制要求兩級預警。緊急制動階段不應在TTC/ETTC小於或等於3s前開始，且制動減速度不應小於4m/s2。
試驗要求
一、商用車
以JT T1242為基礎，介紹商用車AEBS所要求的一些試驗項。
（1）目標檢測距離和寬度試驗
檢測距離試驗中，目標車輛靜止，和自車方向一致。在試驗開始前，自車和目標車輛中心線保持一致，自車距離目標車輛200m時，試驗開始。當自車和目標車輛發生碰撞或距離目標車輛小於2m且無法探測到目標車輛時，試驗結束。自車在2m~150m範圍內可以準確識別出目標車輛及目標車輛的距離，試驗透過。
檢測寬度試驗中，目標車輛靜止，和自車方向一致。在試驗開始前，自車位於車道中心線，分別將目標車輛置於車道最左側和最右側，各進行一次試驗。當自車距離目標車輛200m時，試驗開始。當自車距離目標車輛150m時，試驗結束。自車在150m處可以準確識別出車道最左側和最右側的完整車輛，試驗透過。
（2）目標車輛靜止和移動試驗
靜止試驗中，目標車輛靜止，和自車方向一致。自車以80km/h和40km/h速度行駛，距離目標車輛150m時，靜止試驗開始。移動試驗中，目標車輛保持在12km/h的速度行駛，和自車方向一致，自車以80km/h速度行駛，距離目標車輛150m時，試驗開始。駕駛員保持加速踏板位置，保持車速。自車與目標車輛發生碰撞或避免碰撞，試驗結束。試驗過程碰撞預警方式，碰撞預警階段的速度減小量，緊急制動的啟動，緊急制動中的最小速度降低量均滿足上文要求時，視為試驗透過。
（3）彎道橫向目標識別試驗
試驗在曲率半徑為250m或者150m的彎道上進行。曲率半徑為250m時，自車、相鄰車道前車和目標車輛均以不低於50km/h的速度同向行駛。曲率半徑為150m時，自車、相鄰車道前車和目標車輛均以不低於40km/h的速度同向行駛。
自車和目標車輛在同一車道內行駛，相鄰車道前車在目標車輛外車道行駛，且車間距離不會觸發預警。試驗開始後，相鄰車道前車減速至25km/h以下，在自車超過相鄰車道前車的過程中AEBS不應預警且不執行制動。然後目標車輛減速至自車能發出碰撞預警的速度，自車開始預警試驗結束。
（4）誤響應試驗
自車以50km/h勻速行駛至少60m後穿過兩輛靜止的前車，駕駛員保持加速踏板位置，保持車速。兩輛靜止前車的車頭方向應與自車一致，車身間距為4.5m，車輛尾部在同一平面。試驗過程自車不發出碰撞預警，不進行緊急自動，試驗透過。
（5）行人試驗
試驗開始時，自車沿規劃的車道中心線加速到60km/h，並保持一定距離，駕駛員保持加速踏板位置，保持車速，B-B為自車的車道中心線。同時控制行人從自車左側距離車道中心線6m遠處沿A-A路徑運動，其中，行人的加速距離F為1.5m。L點為自車與行人的碰撞點，行人在距離L點4.5m時，應達到8km/h的目標速度。若自車AEBS緊急制動或發生碰撞，則試驗結束。試驗過程碰撞預警方式，碰撞預警階段的速度減小量，緊急制動的啟動，緊急制動中的最小速度降低量均滿足上文要求時，視為試驗透過。
二、乘用車
以GB/T 39902 介紹乘用車AEBS所要求的一些試驗項。
（1）靜止、移動和制動目標條件下的預警和啟動試驗
自車和目標車輛在試驗前至少2s沿直線同向行駛且兩者中心線偏差不超過0.5m。在靜止試驗中，自車以30km/h的車速行駛，距離目標車輛至少60m時開始。在移動試驗中，自車以50km/h的車速行駛，目標車輛以20km/h的速度行駛且二者相距至少120m處開始。在制動試驗中，自車以50km/h的車速行駛，目標車輛以50km/h的速度、-4m/s2的減速度行駛且二者相距40m時開始。試驗過程碰撞預警方式，碰撞預警階段的速度減小量，緊急制動的啟動，緊急制動中的最小速度降低量均滿足上文要求時，視為試驗透過。
（2）失效警告試驗
斷開AEBS的電源，啟動並逐漸加速自車，觀察並記錄失效警告裝置訊號及首次發出發出警告訊號時的車速及時間。車輛在靜止狀態下關閉點火開關又重新開啟後，失效警告訊號應立即重新點亮。
（3）駕駛員干預效能試驗
在碰撞預警和緊急自動階段，駕駛員踩下加速踏板、開啟轉向燈以及製造商規定的其他方式，檢查AEBS的響應能否被駕駛員的主動動作中斷。同時檢查車輛上電後，駕駛員主動關閉AEBS，警告訊號是否亮起。下電再上電後，警告訊號是否點亮。
（4）誤響應試驗
誤響應試驗包括相鄰車道車輛誤響應試驗和車道內鐵板誤響應試驗。相鄰車道車輛誤響應試驗中，兩輛靜止的M1類目標車輛分別放置在自車兩側車道，且目標車輛與自車行駛方向相同，內側相距3.5m，與自車相距50m。自車以50km/h的恆定速度從兩輛靜止的目標車輛中間透過。車道內鐵板誤響應試驗中，道路中間放置一個直徑600mm，厚度10mm，與自車相距100m的鐵板。自車以50km/h的恆定速度從鐵板上方透過。試驗過程自車不發出碰撞預警，不進行緊急自動，試驗透過。
關鍵引數
AEBS的關鍵引數非TTC/ETTC莫屬，碰撞預警觸發和緊急制動觸發都是基於TTC/ETTC的值。而對於TTC/ETTC的計算，主要分為簡單版TTC和複雜版ETTC。TTC假設自車和目標車輛均為勻速運動過程，忽略自車和目標車輛的加速度影響，計算過程簡單粗暴。ETTC在簡單版基礎上引入自車和目標車輛的加減速度影響因素，計算過程纏綿溫柔。
有人會疑惑，ETTC明顯更接近真實情況，為何不統一用ETTC計算方式呢？原因就在於目標車輛的加速度值不是一個直接可以獲得的測量值。實現AEBS的標準硬體配置是毫米波雷達和感知相機，毫米波雷達可以透過多幀之間的速度一次求導獲得加速度，相機可以透過多幀之間測得距離多次求導獲得加速度。但在毫米波雷達測速，相機測距本身精度都不咋精確的今天，再基於他們的測量資料推算加速度，有可能獲得一個更不準確的加速度值。
但是如果V2X技術落地，自車就可以透過V2V直接獲取目標車輛IMU上的加速度值，顯然會更加準確。所以，廠家會根據實現AEBS的感測器效能去判斷到底是採用TTC計算方式還是ETTC計算方式。下面詳細介紹兩種計算方式的原理。
一、TTC
如下圖所示，假設自車以V0勻速行駛，目標車輛以V1勻速行駛，D為車距，求解自車追上前車的時間，即是所求的TTC，數學上典型的“追趕”問題。
搬出牛頓老人家經典的三大定律，可以得到如下的TTC求解公式。
這裡分三種場景討論，（a）前車禁止；（b）前車速度小於主車；（3）前車速度大於等於主車。對於場景（a）和（b）,主車都將在一個時間追上前車，應用此公式十拿九穩；而對於場景（c）,從直觀上理解也可以判斷，主車將永遠無法追上前車，此時兩車的車距D即使小於安全距離S，也都不應觸發AEB功能。這種場景多發生在旁邊車道車輛以較大車速進行Cut in及輔路匯流的時候。
二、ETTC
如下圖所示，在TTC的基礎上引入加速度因素，假設自車當前時刻的加/減速度為a0, 目標車輛當前時刻的加/減速度為a1。
還是應用牛頓老人家的經典三大定律，假設經過ETTC時間，兩車相遇，可以得到如下一元二次方程。套用一元二次方程的標準解公式，即可求得ETTC的值。
在自車和目標車輛加/減速相同情況下，可以理解為加速度作用抵消，ETTC的求解公式和勻速運動一致。在自車和目標車輛加/減速度不一致條件下，可以得到一元二次方程的兩個根，公式中取正號還是負號，需要根據兩車初始速度、加減速度進行計算取捨。
小結
AEBS將是L4/L5自動駕駛系統的一個主動安全標準技能包，支撐未來自動駕駛乘用車、Robotaxi、配送車，以及港口、礦區等自動駕駛載貨車的大殺四方。
