辅助驾驶功能开发-功能规范篇(07)-自动紧急制动/预警AEB/FCW

 1. 自动紧急制动/预警功能概述

    自动紧急制动系统(AEB)和前向碰撞预警系统(FCW)在即将发生事故的情况下通过提醒或辅助驾驶员来主动避免交通事故。通过对前方环境的监测，当驾驶员制动过晚、制动力太小或完全没有任何反应时采取报警、制动等方式，帮助驾驶员避免或减轻事故的危害，提高行驶安全性。

   2. 典型用例

表1 AEB/FCW典型用例

使用案例图例	使用案例描述
图1	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方静止的目标车。
图2	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方低速的目标车。
图3	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方突然减速的目标车。
图4	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方左向偏置50%的静止目标车。
图5	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方右向偏置75%的静止目标车。
图6	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方右向偏置50%的静止目标车。
图7	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方左向偏置50%的低速目标车。
图8	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方左向偏置75%的低速目标车。
图9	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近前方右向偏置50%的低速目标车。
图10	在十字路口上，驾驶员驾驶主车路口转弯逐渐靠近对向车道匀速行驶的目标车。
图11	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近横向穿行道路的行人，测试主车以不同速度对于碰撞位置在50%/时的横向远端跑动行人的AEB性能。 在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近横向穿行道路的行人，测试主车以不同速度对于碰撞位置在25%时的横向近端跑动行人的AEB性能。 在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近横向穿行道路的行人，测试主车以不同速度对于碰撞位置在25%时的横向近端跑动行人的AEB性能。 在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近横向穿行道路的行人，测试主车以不同速度对于碰撞位置在75%时的横向近端跑动行人的AEB性能。 在直道上夜晚情况，驾驶员驾驶主车直行逐渐靠近横向穿行道路的行人，测试主车以不同速度对于碰撞位置在75%时的横向近端跑动行人的AEB性能。
图12	在直道上，驾驶员驾驶主车直行逐渐同向运动的行人，测试主车以不同速度对于碰撞位置在50%时行人沿同向跑动的AEB性能。
图13	驾驶员驾驶主车直行，路边停靠车辆处有远端二轮车突然出现，从而测试AEB对突然出现目标的性能。
图14	驾驶员驾驶主车直行，路边停靠遮挡的车辆处有近端二轮车突然出现，从而测试AEB对突然出现目标的性能。
图15	驾驶员驾驶主车直行，路边停靠车辆处有近端二轮车突然出现，从而测试AEB对突然出现目标的性能。
图16	驾驶员驾驶主车直行，逐渐接近前方行驶的二轮车，从而测试AEB对二轮车反应。

2.1 功能开启

   AEB/FCW在下列条件全部满足的情况之下会被开启（可以根据客户需求进行配置）：

• 摄像头初始化正确完成。
• 驾驶员通过硬开关或软开关开启了AEB/FCW功能，或者AEB/FCW在之前的点火周期已开启。
• AEB/FCW未检测到故障，例如摄像头失明或过热。
• AEB/FCW根据车辆配置码被开启。

2.2 功能解除

    AEB/FCW在下列任何一个条件满足的情况之下会被解除（可以根据客户需求进行配置）：

• 驾驶员通过硬开关或软开关关闭了AEB/FCW功能，或功能已经在之前的点火周期关闭。
• AEB/FCW检测到故障，例如摄像头失明或过热。故障解除后，驾驶员需要重新开启功能。
• AEB/FCW根据车辆配置码被关闭。 

3.  状态机/工作序列

3.1 状态迁移图

AEB/FCW状态迁移图见图17。

图17：AEB/FCW状态机

3.2 状态与事件

3.2.1 State状态

AEB/FCW会使用两种状态

• 主状态
• 子状态

主状态有三种可能性：

• MAINST_OFF
• MAINST_ON
• MAINST_ERROR

子状态有三种可能性：

• SUBST_IDLE
• SUBST_READY
• SUBST_ACTIVE

表2给出了输出信号的映射机制：

表2：AEB/FCW状态到输出信号的映射机制

输出信号值	主状态	子状态	说明
AEB_FCW_Status
AEB_FCW off	MAINST_OFF
AEB_FCW standby	MAINST_ON	SUBST_IDLE
AEB_FCW active	MAINST_ON	SUBST_READY SUBST_ACTIVE
AEB_FCW failure	MAINST_ERROR
Camera/Radar blocked	MAINST_ERROR

3.2.2 事件

    按状态迁移图所示，事件可以触发状态的改变，相关的事件描述见表3。

表3：事件

条件	备注
EnableConditionFulfilled (下述条件均需满足)
摄像头/l雷达初始化已正确完成
驾驶员已将功能开启，或者功能在之前的点火周期已开启
功能已被配置
ErrorDetected （下述条件中至少一项需满足)
永久性系统硬件故障被检测到
临时性系统硬件故障被检测到
摄像头永久性失明被检测到
摄像头处在过热保护模式
摄像头处在高压保护模式
运行时间故障导致系统热重启
相关的通信故障被检测到，例如报文超时，报文计数器故障，冗余检查故障和数据长度故障
相关的信号故障被检测到，例如输入的车速信号无效
NormalSuppressionActive (下述条件中至少一项需满足) 注：各抑制源可以独立配置。
速度过低： 车速 < 10 kph解除抑制 条件满足后需等待3秒钟以开启抑制 条件满足时立即解除抑制
速度过高： 车速 < 120 kph解除抑制 条件满足后需等待5秒钟以开启抑制 条件满足时立即解除抑制
ABS和ESP作用： ABS和ESP未激活时解除抑制 ABS或ESP激活时触发抑制 条件满足后立即开启抑制 条件满足后需等待1秒钟以解除抑制
驾驶员安全带未系
ReactionOnlySuppressionActive (下述条件中至少一项需满足) 注：各抑制源可以独立配置。
目标离开或不在自车预测行驶轨迹
激活时间超过FCW激活时间
油门踏板开度>85%
ReactionActive (下述条件需满足)
本车运动轨迹与目标运动轨迹存在碰撞点
威胁程度超过紧急抱紧触发门限

4. 性能

表4 性能指标

功能描述	性能项	KPI
自动紧急制动	最高工作速度	≥80km/h
	最低工作速度	≤8km/h
	最大速度降	≥50 km/h
	误触发率	10 万公里小于 1 次

5. 局限性

    为了避免AEB功能被驾驶员滥用，增加驾驶员对该功能的理解，建议在编制用户使用手册时按照以下建议列表为驾驶员提供AEB功能的相关信息：

1. AEB 功能可以在特别的危险情况下辅助驾驶员，但驾驶员不能过分依赖该系统的帮助；
2. 恶劣的天气条件，如大雨，下雪等，会导致系统功能下降。在这种情况下相关目标将无法被系统探测到或被探测到的时间过晚。
3. AEBS功能在通常条件下处在后台工作状态，不会被驾驶员察觉，因此如果相关目标被系统探测到也不会对驾驶员显示；
4. 出于系统固有的限制，误触发是不可避免可能会发生的；
5. 请注意传感器不可能在所有情况下都探测到前方的危险障碍物；
6. 某些目标会对雷达的探测造成影响和削弱，如公路防护栏、隧道入口、大雨或冰雪，进而影响AEB的相关功能；
7. 某些场景下只有雷达或摄像头检测到物体，系统无法达到最佳性能，此种系统性能下降，驾驶员将无法得知；
8. 系统不会对动物、迎面而来及横穿的车辆进行反应；
9. AEBS对相关目标做出反应的前提是，该目标必须在雷达传感器的视野中且被识别。对于切入目标、自身车辆变道后才探测的目标以及急转弯道路中的目标，AEBS性能将受到很大限制。

6.验证

     AEB/FCW的性能通过硬件在环模拟和实车测试进行评估。除此之外，性能还会通过实车耐久性测试和场地测试进行评估。

7. 接口

     摄像头通过车辆CAN总线与车辆进行通信。对于功能的输入和输出信号，参考客户定义的CAN矩阵。

8. 功能安全

    按照ISO26262的要求，AEB/FCW功能被评定为QM。