车辆行人检测与紧急制动辅助协同系统
字数 1252 2025-12-14 19:05:18

车辆行人检测与紧急制动辅助协同系统

  1. 系统基础构成与目标:该系统是高级驾驶辅助系统(ADAS)的核心功能之一,旨在通过自动检测车辆前方行人,并在判断有碰撞风险时辅助驾驶员制动,甚至自动执行紧急制动,以减轻或避免碰撞。它主要由感知层、决策层和执行层三个部分协同工作。

  2. 感知层:如何“看见”并识别行人:系统依赖传感器阵列来感知前方环境。

    • 传感器类型:通常融合使用摄像头(单目或立体)和毫米波雷达。摄像头提供丰富的纹理、颜色和形状信息,用于识别物体轮廓;雷达则精确测量物体的距离和相对速度,不受光照条件严重影响。
    • 识别算法:摄像头采集的图像数据通过深度学习算法(如卷积神经网络CNN)进行分析。系统经过海量包含行人的图像数据训练,能够识别出行人的特征(如头部、躯干、四肢的运动模式),即使在复杂背景、部分遮挡或夜间弱光(借助图像增强技术)条件下也能进行有效辨识。雷达提供的数据用于确认目标物的存在和运动参数。
  3. 决策层:如何“判断”危险:决策层接收感知层融合后的目标信息(如行人位置、速度、运动方向)。

    • 轨迹预测与风险评估:系统不仅识别出行人当前位置,还会预测其未来短时间内的运动轨迹。同时,根据自车速度、方向等信息,计算自车与行人的预期接近距离和时间。
    • 触发阈值设定:系统内部设定有分级预警和干预阈值。例如,当计算出的碰撞时间(TTC)低于某一设定值(如1.5秒),且驾驶员未采取有效制动时,系统判定为高风险,准备启动干预。
  4. 执行层:如何“行动”以避免碰撞

    • 分级响应:系统通常采取渐进式响应。首先,通过视觉(仪表盘图标)、听觉(蜂鸣声)或触觉(方向盘振动)向驾驶员发出警告。若驾驶员未响应且风险持续增加,系统可能实施短暂、轻柔的自动制动以提醒驾驶员,或预填充制动管路压力以减少全制动所需时间。在最高风险等级下,若驾驶员仍未采取措施,系统将启动自动紧急制动(AEB) ,以最大减速度进行制动。
    • 协同控制:在执行自动制动时,系统会与车辆的电子稳定程序(ESP)、防抱死制动系统(ABS)等底盘电控系统协同工作,确保制动过程平稳且车辆保持稳定,防止因急制动导致失控。
  5. 系统性能边界与局限性:该系统的有效性受多种因素限制。

    • 传感器限制:极端天气(如暴雨、大雾、大雪)可能显著降低雷达和摄像头的探测性能。强光直射摄像头可能导致致盲。
    • 场景复杂性:对于突然从视觉盲区(如停放的车辆后)冲出的行人(“鬼探头”),系统可能因反应时间不足而无法避免碰撞。行人穿着与背景反差极小的衣物也可能增加识别难度。
    • 驾驶员责任:该系统是“辅助”系统,不能替代驾驶员的警觉性和判断。驾驶员必须始终保持对车辆的控制和对路况的关注,系统可能无法对所有情况做出反应。
  6. 未来发展与应用:技术正朝着更强大的融合感知(增加激光雷达、更先进的算法)、更精准的行为预测(结合V2X车路协同获取信号灯相位等信息)以及更优化的协同控制策略(与转向避撞系统联动)发展,以应对更复杂的城市交通场景,进一步提升行人保护水平。

车辆行人检测与紧急制动辅助协同系统 系统基础构成与目标 :该系统是高级驾驶辅助系统(ADAS)的核心功能之一,旨在通过自动检测车辆前方行人,并在判断有碰撞风险时辅助驾驶员制动,甚至自动执行紧急制动,以减轻或避免碰撞。它主要由感知层、决策层和执行层三个部分协同工作。 感知层:如何“看见”并识别行人 :系统依赖传感器阵列来感知前方环境。 传感器类型 :通常融合使用摄像头(单目或立体)和毫米波雷达。摄像头提供丰富的纹理、颜色和形状信息,用于识别物体轮廓;雷达则精确测量物体的距离和相对速度,不受光照条件严重影响。 识别算法 :摄像头采集的图像数据通过深度学习算法(如卷积神经网络CNN)进行分析。系统经过海量包含行人的图像数据训练,能够识别出行人的特征(如头部、躯干、四肢的运动模式),即使在复杂背景、部分遮挡或夜间弱光(借助图像增强技术)条件下也能进行有效辨识。雷达提供的数据用于确认目标物的存在和运动参数。 决策层:如何“判断”危险 :决策层接收感知层融合后的目标信息(如行人位置、速度、运动方向)。 轨迹预测与风险评估 :系统不仅识别出行人当前位置,还会预测其未来短时间内的运动轨迹。同时,根据自车速度、方向等信息,计算自车与行人的预期接近距离和时间。 触发阈值设定 :系统内部设定有分级预警和干预阈值。例如,当计算出的碰撞时间(TTC)低于某一设定值(如1.5秒),且驾驶员未采取有效制动时,系统判定为高风险,准备启动干预。 执行层:如何“行动”以避免碰撞 : 分级响应 :系统通常采取渐进式响应。首先,通过视觉(仪表盘图标)、听觉(蜂鸣声)或触觉(方向盘振动)向驾驶员发出 警告 。若驾驶员未响应且风险持续增加,系统可能实施 短暂、轻柔的自动制动 以提醒驾驶员,或预填充制动管路压力以减少全制动所需时间。在最高风险等级下,若驾驶员仍未采取措施,系统将启动 自动紧急制动(AEB) ,以最大减速度进行制动。 协同控制 :在执行自动制动时,系统会与车辆的电子稳定程序(ESP)、防抱死制动系统(ABS)等底盘电控系统协同工作,确保制动过程平稳且车辆保持稳定,防止因急制动导致失控。 系统性能边界与局限性 :该系统的有效性受多种因素限制。 传感器限制 :极端天气(如暴雨、大雾、大雪)可能显著降低雷达和摄像头的探测性能。强光直射摄像头可能导致致盲。 场景复杂性 :对于突然从视觉盲区(如停放的车辆后)冲出的行人(“鬼探头”),系统可能因反应时间不足而无法避免碰撞。行人穿着与背景反差极小的衣物也可能增加识别难度。 驾驶员责任 :该系统是“辅助”系统,不能替代驾驶员的警觉性和判断。驾驶员必须始终保持对车辆的控制和对路况的关注,系统可能无法对所有情况做出反应。 未来发展与应用 :技术正朝着更强大的融合感知(增加激光雷达、更先进的算法)、更精准的行为预测(结合V2X车路协同获取信号灯相位等信息)以及更优化的协同控制策略(与转向避撞系统联动)发展,以应对更复杂的城市交通场景,进一步提升行人保护水平。