主动安全系统 未来车用电子成长动力

2016/11/07 - DIGITIMES企划

奇美车电(Chimei Motor)副工程师徐秉民先生，以「主动安全系统简介」主题，介绍车辆主动安全控制系统概况，与自动紧急煞车(AEB)系统的设计重点。因应AEB已渐成为各国法规强制安装的配备，而且不同车速下也会有不同的传感、决策、控制、验证等需求。车厂纷纷选择合适的传感器或采融合设计，并搭配良好的防撞决策与控制设计，以达到人、车、物的防撞目标。

从被动到主动  提升行车驾驶安全

现在汽车安全的设计概念，已经从被动减少碰撞造成伤亡的范畴(例如安全带、安全气囊)，演进到主动避免车辆碰撞事故发生机会的阶段，也就是越来越强调「主动安全」的自动防撞设计。包括车体前后方？侧边碰撞的预警(FCW)、车道偏离示警(LDW)、倒车影像系统(RVC)、盲点警示(BDS)、驾驶疲劳警示(SDM)和自动煞车控制等。因此主动式安全系统，将是未来车用电子成长的主要动力之一。

由于Euro-NCAP(欧盟新车安全评监协会)在2014年将AEB将列为车身安全评分的标准之一，该协会将AEB分成：City Safety system(市区安全系统，针对时速50公里以下的低速情况)、Inter-urban system(高速道路系统，针对时速30？80公里的高速情况)、Pedestrians system(行人侦测系统，针对时速20？60公里)，因应这三种侦测诉求与速度皆不同，因此会有不同的传感、决策、控制、验证等设计需求与应用。

采用融合技术  提升传感效率

为导入AEB，新的车款开始内建先进的车用传感器，以达到防撞的目标。目前大多运用到的传感器，包括镜头(Camera)、毫米波雷达(MMW Radar)、激光雷达(LIDAR)、超声波(Ultrasonic)等等，各技术都有其优缺点，像是雷达侦测距离很远、传感效果稳定；激光雷达可做到3D效果与物件识别，但成本高；镜头门槛低，识别强，但会因天气影响传感效果；超声波方向性差、距离短，大多运用在后方防撞。

正由于不同传感器有不同优缺，因此不同车厂会选用不同的传感器来设计AEB。若要导入具备高侦测稳定性与物件识别能力的传感器，那就可以采用传感融合技术(例如同时搭配使用MMW Radar+Camera，或是Lidar+Camera)，以提升传感效果。以前方防撞为例，一些原本配置Radar或Lidar传感器的车款，在2015年后也开始融合影像传感器，以侦测加识别来提升AEB性能。甚至有些车厂还透过4种传感器进行感知融合，并以并联融合的方式，塑造出ADAS(先进驾驶辅助系统)的传感模块，以提供位置、侦测信心度、障碍分类等信息。

决策、控制与验证技术

有了传感器之后，再来是决策与控制设计。对车厂来说，当系统收到传感器传来的数据中，侦测到可能有事故发生时，何时该主动介入踩煞车、而煞车力限制需要多少，还有安全性和舒适性通常是互斥的，两者之间要如何做拿捏。另外像是断油设计，以及其他警示手段(如安全带束紧、踏板回压、警示灯号？方向盘震动)，还有系统于弯道的作动极限。还有何时该归还煞车控制权给驾驶，这些都是AEB系统设计时必须考量的因素。

最后在验证技术方面，以Euro-NCAP的验证程序为例，必须通过CCRs (前方静止车辆)、CCRm (前方行进中车辆)、CCRb (前方行进中车辆正在煞车)等状况下的AEB标准测试场景，才算过关。

总之，因应AEB已渐成为各国法规强制安装的配备，由于不同速度下会有不同的传感、决策、控制、验证等需求。因此AEB系统的设计重点，在于多感知融合、警示设计、煞车力设计、失效防护，并要在安全性与舒适性之间做取舍，以达到人、车、物的防撞目标。


图说：奇美车电副工程师徐秉民。