撰文/ 錢亞光
編輯/ 黃大路
設(shè)計/ 師 超
來源/ Automotive News by John Irwin, www.photonics.com, business.observernewsonline.com
在汽車安全方面，很少有進步像引入自動緊急制動（AEB）系統(tǒng)那樣產(chǎn)生重大影響。作為一項關(guān)鍵的安全功能，AEB系統(tǒng)不僅對大型重型車輛（HGV）至關(guān)重要，而且對道路上的任何車輛及其他交通參與者都至關(guān)重要。
根據(jù)NHTSA（美國國家公路交通安全管理局）的計算，在強制加入AEB功能后，僅在美國每年將至少減少24000人的受傷事故，以及至少挽救360條生命。IIHS（美國公路安全保險協(xié)會）稱，AEB能夠減少30%左右的事故發(fā)生。
今年1月，IIHS宣布，美國20多家制造商履行了在美國市場銷售的幾乎所有新車上搭載緊急制動系統(tǒng)的自愿承諾。盡管目標是95%以上的新車搭載緊急制動系統(tǒng)，但大部分安裝比率接近100%。
據(jù)英國汽車協(xié)會（RAC）統(tǒng)計，在英國，只有21%的新車出廠時就配備了自動緊急制動系統(tǒng)（AEB），另有27%的車輛提供該系統(tǒng)作為可選配置，需額外付費。
根據(jù)佐思汽研發(fā)布的《中國汽車智駕技術(shù)與數(shù)據(jù)趨勢月度監(jiān)測報告（2024年第6期）》，2024年1-5月，中國乘用車AEB裝配量達489.9萬輛，裝配率為61.8%。
隨著支持性立法的出臺，AEB將越來越普及。2019年2月，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會12日宣布，日本、歐盟等40個國家和地區(qū)已就一項聯(lián)合國針對新款汽車和輕型商用車提出的高級緊急制動系統(tǒng)（AEBS）監(jiān)管草案達成協(xié)議。
美國于2023年將AEB系統(tǒng)納入輕型車輛的新聯(lián)邦機動車輛安全標準中，今年4月底，NHTSA推出新規(guī)，要求在2029年前，幾乎所有新車都必須配備先進的AEB系統(tǒng)。
在我國，2021年10月1日，《乘用車自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS）性能要求及試驗方法》實施。2023年6月，中國全國汽車標準化技術(shù)委員會智能網(wǎng)聯(lián)汽車分會啟動申報了強制性法規(guī)《輕型汽車自動緊急制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗方法》。2024年5月，中國交通部要求營運客車、載貨汽車、牽引車輛和危險貨物道路運輸營運車輛均需裝配自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS），并滿足相關(guān)技術(shù)要求。
AEB效果取決于傳感器
AEB系統(tǒng)通過自主制動來防止事故發(fā)生。當系統(tǒng)檢測到潛在碰撞并發(fā)現(xiàn)司機未作出反應(yīng)時，會自動制動以防止碰撞或降低車輛速度來減輕碰撞的嚴重程度。該系統(tǒng)共有三個不同的階段，只有在司機未采取行動且碰撞似乎即將發(fā)生時才會啟動。
在第一階段，如果系統(tǒng)檢測到車輛可能與前方車輛發(fā)生碰撞，則會在儀表盤上顯示音頻和視覺警告。這作為對司機的初步提醒，要求其采取糾正措施。如果司機未作出反應(yīng)且碰撞看起來仍然有可能發(fā)生，系統(tǒng)將進入第二階段。在這個階段，會短暫而突然地施加制動，以吸引司機的注意。此外，剎車系統(tǒng)會充電，以便在必要時進行全力制動。在第三階段和最終階段，如果碰撞仍然迫在眉睫，系統(tǒng)會全制動。這種制動力比司機手動操作的制動力更強，可以使車輛停止或顯著降低其速度，以最小化撞擊的影響。
AEB系統(tǒng)由許多傳感器組成，包括雷達、激光雷達、超聲波傳感器和攝像頭，它們實時收集關(guān)于障礙物、其他車輛、行人和道路條件的數(shù)據(jù)。AEB系統(tǒng)的有效性取決于這些傳感器的精確性和可靠性。它必須準確地檢測潛在的危險，并迅速將信息傳遞給車輛的中央處理器，然后由中央處理器決定是否施加剎車。一旦收集了環(huán)境數(shù)據(jù)，就需要將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便控制系統(tǒng)能夠理解和解釋這些值。
對于汽車制造商來說，不受歡迎的AEB誤觸發(fā)是令人不安的一個來源，因為誤觸發(fā)可能會導致司機無法預(yù)料地突然停車，進而引發(fā)尾隨車輛發(fā)生追尾事故。因此，一些研發(fā)AEB相關(guān)傳感器供應(yīng)商都在努力解決這一難題，而基于AI的熱傳感技術(shù)無疑對此起到了推動作用。
基于AI的熱感應(yīng)系統(tǒng)麥格納國際公司（Magna International Inc.）稱，該公司開發(fā)了一種基于人工智能的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)熱感應(yīng)系統(tǒng)，可以更好地檢測到動物和行人。
麥格納熱產(chǎn)品業(yè)務(wù)開發(fā)和運營副總裁理查德西奧恩(Richard Seoane)表示，在人工智能的幫助下，麥格納對道路傳感器拍攝的超過7000萬幀圖像進行了訓練，以提升其熱感應(yīng)算法。在圖像中，行人、動物、騎自行車的人和其他車輛都被標記出來，麥格納的算法被訓練得比當前的標準系統(tǒng)更準確地識別這些物體。
“自動緊急制動并不是一個舒適的情況，”塞奧恩說。“這是一個硬剎車，并且可能與行人或其他車輛發(fā)生碰撞。” 塞奧恩說，該系統(tǒng)有助于減少可能導致自動緊急制動誤觸發(fā)的錯誤。在當今汽車中使用的熱成像系統(tǒng)的標準算法，可能會在炎熱的夏季，將一個在夜間散發(fā)熱量的消防栓誤認為是一個小孩。
“使用基于物體的算法，它會給你一個假陽性結(jié)果，說那是一個行人，”塞奧恩說。“有了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它可以識別出那不是個人。” 同樣，麥格納的新系統(tǒng)能夠檢測出彎腰撿拾掉落物品的人是否實際上是行人。
“如果看到有人躺在地上，它不會將其分類，”Seoane說。“因此，有很多未被檢測到的情況。” 塞奧恩表示，新的算法被訓練以識別人們在多種不同場景下的行為，包括他們低頭看手機或攜帶物品時。“訓練數(shù)據(jù)的美妙之處在于，你可以針對不同類型的姿勢進行訓練，”他說。
這是麥格納開發(fā)的最新熱成像系統(tǒng)，塞奧恩表示，該公司正在與客戶會面，以評估他們對新產(chǎn)品的興趣，并討論如何將其整合到現(xiàn)有的安全系統(tǒng)中。
該公司希望這些新功能能夠幫助熱感測成為未來更強大的ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）的一部分。“單獨使用熱傳感器只能做這么多，”塞奧恩說。“但是，當你開始將不同的傳感器組合在一起并使用基于AI的算法時，你可以真正開發(fā)出一個強大的ADAS系統(tǒng)。”
可見光與紅外光的結(jié)合除了麥格納，開發(fā)熱成像傳感器技術(shù)的奧比森（Obsidian Sensors）公司也在最近與奇景光電（Himax Technologies）公司合作，結(jié)合奇景光電的“WiseEye”人工智能處理能力和奧比森的熱成像技術(shù)，推出應(yīng)用于AEB的安全解決方案。
奇景光電表示，該解決方案旨在支持在復雜環(huán)境中進行檢測，并提高包括工業(yè)、汽車安全與自主駕駛以及安全系統(tǒng)在內(nèi)的應(yīng)用的準確性和可靠性。
順時針方向，從最左起：奧比森VGA熱像儀，使用奧比森熱像儀的熱像儀清晰顯示的行人夜間圖像，使用普通攝像頭的行人的眩光夜間圖像，使用普通攝像頭的汽車的眩光白天圖像，以及使用奧比森熱像儀的熱像儀清晰的汽車白天圖像
總部位于圣地亞哥的奧比森采用大規(guī)模微機電系統(tǒng)（MEMS）平臺制造傳感器。據(jù)該公司稱，這種方法使傳感器能夠在成熟的平板顯示器工廠生產(chǎn)，從而支持低成本和高產(chǎn)量。
該熱成像解決方案將與廣達（Quanta）的汽車解決方案相結(jié)合，以實現(xiàn)汽車安全功能。據(jù)廣達高級副總裁阿蘭蔡（Alan Chai）表示，該公司正在積極開發(fā)可見光和紅外光相結(jié)合的成像系統(tǒng)。
蔡說：“與奧比森的合作利用AI視覺處理器將顏色（RGB）傳感器和長波紅外(LWIR)傳感器信號融合，從而觸發(fā)潛在挽救生命的系統(tǒng)，如自動緊急制動（AEB）和車內(nèi)重要體征檢測。”此外，他還表示，這些技術(shù)的結(jié)合還支持新型機器視覺產(chǎn)品的開發(fā)。應(yīng)用范圍涵蓋了監(jiān)控、安防以及無人機等領(lǐng)域。
奧比森CEO約翰洪（John Hong）表示，盡管熱成像技術(shù)已經(jīng)被確認為提高汽車安全性的關(guān)鍵傳感器技術(shù)，但目前其開發(fā)和實施的高成本阻礙了廣泛應(yīng)用。他表示，該公司的制造方法克服了成本和規(guī)模方面的瓶頸。
可檢物和估距的AI熱像儀還有一些跨界的公司也在利用自身的技術(shù)進軍AEB領(lǐng)域。專注于熱成像解決方案的韓國公司Thermoeye，其熱成像技術(shù)以往在半導體和電池行業(yè)的制造過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，用來評估熱均勻性和早期缺陷檢測。
Thermoeye將在2025年3月推出一款名為TMC EDGE的AI熱像儀。TMC EDGE是專為自動駕駛、機器人、無人機等應(yīng)用而設(shè)計，是世界上第一臺能夠同時進行物體檢測和距離估計的AI熱像儀。
TMC EDGE可在任何天氣條件下（包括雨、雪、夜間和霧）提供全天候的完整前向視野，這是普通可見光相機和激光雷達幾乎無法實現(xiàn)的。它具有640x512（VGA）的分辨率和每秒6萬億次運算（6TOPS）的AI芯片，可對距離達150米的目標進行檢測和距離估計，誤差小于2%。TMC EDGE尺寸小于2英寸，配有標準化支架，可輕松集成到各種硬件系統(tǒng)中。
Thermoeye擁有與熱成像和圖像分析相關(guān)的6項專利，并建立了一個包含超過50萬張熱成像圖像的數(shù)據(jù)集，以提升其技術(shù)能力。目前，Thermoeye正在準備商業(yè)化TMC EDGE，并與Tier 1討論聯(lián)合技術(shù)開發(fā)和合作。
隨著TMC EDGE的推出，Thermoeye的市場范圍將從工業(yè)應(yīng)用擴大到自動駕駛和機器人技術(shù)等領(lǐng)域，這有望顯著增加公司的收入。
Thermoeye首席執(zhí)行官金道熙（Dohwi Kim）說：“我們正在建立一個基于熱像儀的安全自主環(huán)境。我們的目標不僅是將我們的技術(shù)商業(yè)化，用于自主應(yīng)用，而且還找到機會將熱像儀集成到我們服務(wù)的當前和未來市場中。
