10月 14, 2024

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美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 最近出台了一项新规,要求到 2029 年 9 月(2030 型年)所有新乘用车都必须安装自动紧急制动 (AEB) 系统。AEB 系统旨在检测障碍物,如果驾驶员未能及时做出反应,则自动刹车。这种主动措施通常可以防止碰撞,至少可以减轻碰撞的严重程度。 

之所以出台这项新规,部分原因在于国会指令 NHTSA 为 AEB 系统制定最低性能标准。该指令确定了两种关键场景的最低性能标准,一种涉及车辆与车辆之间,另一种则侧重于车辆与行人之间。 

对于车辆间的事故,如果驾驶员未能做出反应,未来的 AEB 系统需要从时速 10 英里开始采取全面措施。如果驾驶员踩了刹车但力度不够,未来的 AEB 系统将必须在时速高达 90 英里的情况下能完全避开另一辆车。对于车辆与行人之间的事故,未来的车辆-行人系统还需要在夜间工作,NHTSA 表示,美国超过 70% 的行人死亡事故发生在夜间。 

汽车制造商的回应 

乍一看,任何能改善道路安全的举措都应该被采纳。然而,汽车制造商对新指令表示出极大的担忧。汽车创新联盟代表多家汽车制造商和业内其他公司,致函国会交通委员会和 NHTSA,强调他们已提交一份请愿书,要求重新考虑新出台的 AEB 规定。 


提出这项要求的依据是,汽车制造商表示“以现有技术几乎不可能”达到规定的要求。然而,NHTSA 的报告指出,接受测试的车辆中至少有一辆已通过所有测试,佐证了与之相反的结论。这表明当今的一些高性能图像传感器(如安森美 (onsemi) 提供的传感器)可以达到所需的性能水平。 


历来,汽车行业大部分企业对自愿性要求的响应都相对较慢。2016 年,NHTSA 要求 20 家汽车制造商(占美国汽车销量的 99%)在 2022 年之前为其乘用车增加某种形式的 AEB。到 2020 年,只有一半的公司增加了这项功能,发布强制规定成为大势所趋。幸运的是,至少有六家公司取得了巨大进展——例如,通用汽车表示其 2023 年车型中有 98% 都将配备 AEB。 


显然,AEB 是一项非常重要的安全技术,据 NHTSA 的报告,在美国,AEB 每年可以挽救 360 条生命并防止 24,000 人受伤。在欧洲,自 2019 年起,AEB 已正式纳入欧洲新车评估计划 (Euro NCAP)。NHTSA 评估称,对于大多数经过初步测试的现有车辆来说,可能只需要进行软件更新即可符合规定。但满足新的 2029 年要求很难,可能需要对目前市面上的标准配置进行硬件更改。 

AEB 技术 

AEB 系统有很多种类型,最常见的是结合使用图像传感器、激光雷达和/或雷达来识别物体,然后警告驾驶员或自动刹车。 

图像传感器是确保汽车摄像头性能的关键,而视场角 (FOV)、分辨率、帧率、动态范围、曝光次数(延迟)和低光性能要求等因素将决定其是否适合这种要求苛刻的应用。随着技术的发展,图像处理功能更加强大,数据传输速度更快,传感器在复杂光照条件下的准确性也更高。总之,如今的 AEB 系统相较于几年前要强大很多。 

当前技术能否满足 NHTSA 的要求? 

安森美拥有二十余年的汽车成像经验,其图像传感器市占率超过 70%,达到逾 10 亿颗。凭借丰富的经验、创新以及多年持续不断的开发,安森美推出最新一代 Hyperlux™ 图像传感器系列。Hyperlux AR0823AT 传感器(3840 x 2160 像素)超过了行人场景所需的水平分辨率,即使车辆以 45 英里/小时的最高速度行驶也是如此,同时也超过了唯一通过 NHSTA 初步 AEB 测试的汽车中所用图像传感器的性能。 

图 1:行人检测是现代 AEB 的基本要求 


新规包含了 2016 年自愿性方案中未涉及的低光标准。Hyperlux 图像传感器具有业界领先的 150 dB 超高动态范围 (HDR),能够准确捕捉从 0.1 勒克斯到 200 万勒克斯亮度场景下的图像。NHTSA 规定中最严格的部分将 0.2 勒克斯作为下限(不考虑车前灯)。如果我们考虑穿深色衣服的行人,那么 Hyperlux 传感器能够超出 NHTSA 的要求。 

此外,这些传感器令人难以置信的动态范围还可以让汽车看到附近的车辆以及隧道尽头以外的潜在危险。在 Hyperlux 上市之前,这对于图像传感器来说一直是一个巨大的挑战。 


图 2:Hyperlux 传感器在进入和离开隧道时的 HDR 性能 


Hyperlux 传感器提供的准确性,及其集成的安全性和业界高水平的图像传感器安全等级超出了基本的 AEB 要求,适用于 ADAS Level 2+ 及更高级别的系统。 

NHTSA 的规定是否足够具有挑战性? 

显然,任何改善道路安全的举措都值得称赞。虽然汽车制造商认为 NHTSA 的规定太具挑战性,但提供基础传感技术并接触过行业内各种解决方案的公司(如安森美)认为该规定是可以实现的。将 NHTSA 的规定与 Euro NCAP 进行比较,可以发现车辆间的要求可能会进一步提高,以达到 Euro NCAP 标准 

将 NHTSA 的规定与先进的传感产品进行比较,可以发现 Hyperlux 技术已满足所有 AEB 要求,包括低光性能。按照目前的发展趋势,许多配备 ADAS 的车辆可能会在未来五年内超过 NHTSA 的要求。 

NHTSA 的规定是一个积极的举措,尤其是在低光测试等领域,如果能更进一步(特别是在更高的速度下),则可以防止更多的伤害并挽救更多的生命。通过技术创新者和汽车制造商的共同努力,许多汽车可以配备超出当前要求的先进安全功能。 

更多资源: 


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AR0823AT
Hyperlux, 2.1 µm, 8.3 MP, 1/1.8-inch CMOS数字图像传感器