前几天,群里大家都在转发讨论特斯拉准确预测到一起碰撞事故的视频,就是下面这个:
这个视频的大致意思是:在车内乘客还未意识到车祸发生之前,特斯拉就已经发出声音提醒,预警几秒后前面两车就撞上了。
普通驾驶人和乘客看到视频会惊叹它预测结果的准确,并不关心技术上如何实现:鸡蛋好吃就行了,何必非要见到下蛋的鸡?可行业人士可能就想问了:视频里的特斯拉为什么会预警?
其实仔细看视频就会发现,红色轿车在变道前有一个减速,所以普遍分析认为特斯拉发出的预警可能只是“前车碰撞预警(Forward Collision Warning)”。不过,现在也有一些车辆有一种叫做PFCW预测性前方碰撞预警的功能crash和clash如何区分,,它能够检测到前方两辆车的状态,特斯拉的预警到底出于什么机制从视频中比较难判断。
在这里,我们主要是想从几个基本概念着手,让大家了解下那些关于前车检测和预警的相关技术。
其实,追尾事故在路上随处可见。而前车碰撞预警 (Forward Collision Warning)技术的主要目的就是在有潜在碰撞危险时进行提醒,防止或减少追尾事故。
前车碰撞预警 (Forward Collision Warning)是一项主动安全技术,在检测到本车跟前车有潜在碰撞危险时,进行提醒,防止或减轻追尾事故带来的伤害。一般预警的方式有声音、视觉或者触觉等。
有一些前车碰撞预警系统也提供不同程度的制动功能。如果系统检测到预警后驾驶员并未采取措施,系统会执行不同程度的制动以阻止或减轻碰撞。
前面提到的“预测性前车碰撞预警PFCW”也属于前车碰撞预警的范畴。PFCW的特点是能够检测到前面两辆车,能够很好地预防前车急刹带来的追尾。
十字路口,绿灯,你前面车辆都突然减速,因为前方有障碍物,而你的车速很快。
十字路口,绿灯,你前面车辆都突然减速,因为前方有障碍物,而你的车速很快。
前车碰撞预警主要利用雷达、图像等传感器来进行监测。一般对本车行驶轨迹内的最近障碍车辆进行预警,并且不受在非本车行驶轨迹内的前方更近障碍物等的影响;在正确识别有效目标的基础上,结合本车当前行驶状况与有效目标运动情况进行决策分析;最终以适时适当的方式提醒驾驶员采取规避措施。
FCW系统的如上功能可以通过三大模块加以实现:信息感知、决策算法、预警信息发布。
在1990年,Burgett等根据当前行驶状态将碰撞情形分成三个区域,并给出相应的边界条件和预警标准。
Kiefer等通过分析认为因素,研究防碰撞所需的报警时刻,开发出启程防碰撞预警系统。
Brunson等重新修正了由Burgett等人在NHTSA提出的模型,该策略用当前车辆状态和驾驶员反应时间估计值来预测期望距离,当期望距离小于距离阈值时,发出警告。
Zhang等对Brunson和NHTSA算法作出新的解释,不再计算期望距离。通过车间距计算反应时间和制动操作最迟时间,该方法能更好的提现人的车辆安全行驶状态判断行为。
Gibson和Lee利用人对碰撞发生时间的预测和判断,而不是基于距离和撞上前车的时间,制定出汽车防碰撞预警策略。
在1990年,Burgett等根据当前行驶状态将碰撞情形分成三个区域,并给出相应的边界条件和预警标准。
Kiefer等通过分析认为因素,研究防碰撞所需的报警时刻,开发出启程防碰撞预警系统。
Brunson等重新修正了由Burgett等人在NHTSA提出的模型,该策略用当前车辆状态和驾驶员反应时间估计值来预测期望距离,当期望距离小于距离阈值时,发出警告。
Zhang等对Brunson和NHTSA算法作出新的解释,不再计算期望距离。通过车间距计算反应时间和制动操作最迟时间,该方法能更好的提现人的车辆安全行驶状态判断行为。
Gibson和Lee利用人对碰撞发生时间的预测和判断,而不是基于距离和撞上前车的时间,制定出汽车防碰撞预警策略。
所以,目前美国国家高速交通安全管理局NHTSA对FCW的测试主要是基于“TTC碰撞时间”(两车车距/相对车速):
前车碰撞预警功能的效果其实很难评估,一方面是由于FCW是一项相对较新的安全技术,另一方面不同的系统工作方式不同,所以关于某个FCW系统避免或减轻了多少碰撞事故的信息有限。
评估一项新技术可能的有效性的方法之一,就是计算跟这项技术有关的碰撞事故。
IIHS研究也表明,前车碰撞预警能够减少追尾碰撞造成的财产损失索赔和伤害索赔;相对于一般FCW, 带自动制动功能的FCW能减少14%财产损失索赔(IIHS 2012)。
FCW功能的具体表现跟它本身的技术实现有很大关系,所以差别很大。除了检测方式(图像、雷达、激光等)、预警方式(声音、视觉、触觉等),其他不同之处还包括:
运行车速:目前很多系统设置FCW在车速低于40Km/h时是不运行的;也有一些相反的,只在车速低于30Km/h时运行,适用于车流大的城市道路;
恶劣天气:基于视觉的FCW受天气影响较大,比如暴雨、大雾、强光等可能会造成误报;
运行车速:目前很多系统设置FCW在车速低于40Km/h时是不运行的;也有一些相反的,只在车速低于30Km/h时运行,适用于车流大的城市道路;
恶劣天气:基于视觉的FCW受天气影响较大,比如暴雨、大雾、强光等可能会造成误报;
另外,人的因素也会有影响。驾驶者的反应时间、疲劳/酒精或注意力不集中等都会影响FCW的效果。
最后再谈谈前车检测相关的另一种预警技术“车距检测预警 Headway Monitoring Warning”以及它与FCW的区别v2ray订阅节点转换clash。
“车距检测预警”技术同样是检测本车与前车的车距(HEADWAY)crash和clash如何区分,,在车距过近的情况下向驾驶员发出警报。因为车距Headway一般会换算成时间显示出来,所以容易与FCW的碰撞时间混淆,但是HMW的车距时间和FCW的碰撞时间(TTC)计算方式是不同的:
比如,当前后两车的距离为20米,前车的车速为60Km/h,后车的车速为80Km/h, 那么HMW显示的时间就是1.2秒,而FCW显示的TTC碰撞时间就是3.6秒。如果前后车的车速都为60Km/h,那么HMW显示的时间同样是1.2秒,而FCW不会报警,因为两车虽然距离很近,但是速度相同,并不会追尾。所以,在前后车都处于运动状态时,FCW的TTC碰撞时间一般要长于Headway车距时间。
在实际场景中,HMW主要在车距近的情况下报警,可以帮助驾驶员养成开车保持车距的规范驾驶习惯crash和clash如何区分,我们将其定义为 “危险不紧急 ”型功能;而FCW主要针对前后两车距离较近且存在较大速度差的紧急情况,比如前车急刹,属于“危险且紧急”型功能。