ADAS車輛在行人安全方面得分很低

ADAS vehicles score poorly on pedestrian safety

對(duì)于熱衷于自動(dòng)駕駛汽車（AV）的狂熱者來說，一個(gè)現(xiàn)在病毒性的視頻片段（如下所示），最初在CES期間在Flir展臺(tái)放映，應(yīng)該是一個(gè)警醒。

AV開發(fā)人員在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)方面取得的進(jìn)步讓駕駛員感到鼓舞，這是一個(gè)很好的理由，但是任何對(duì)當(dāng)前自主技術(shù)的現(xiàn)狀過于著迷的人都應(yīng)該冷靜一下，AVs在保證車外人員安全方面存在的重大問題。

為什么ADAS車輛，假設(shè)配備了行人檢測(cè)自動(dòng)緊急剎車（AEB）的車輛，在一個(gè)封閉的過程中，一個(gè)接一個(gè)地撞倒碰撞試驗(yàn)假人？

Flir是汽車行業(yè)熱成像攝像機(jī)的供應(yīng)商，利用AAA提供的視頻片段制作了這個(gè)聰明的剪輯。去年秋天，美國(guó)汽車協(xié)會(huì)（AAA）對(duì)帶有行人檢測(cè)系統(tǒng)（AEB-P）的AEB進(jìn)行了測(cè)試。

ADAS的目的是幫助駕駛員改善道路安全。但如果汽車制造商真的這么想，應(yīng)該把更多的錢放在需要的地方。安全第一，自主性如何？正如Yole Dédevelopement首席分析師皮埃爾·坎布（Pierre Cambou）在LinkedIn的帖子中指出的，“同意Flir的觀點(diǎn)，行人安全應(yīng)該是ADAS的首要關(guān)注點(diǎn)?！?/p>

What did AAA find?

去年，美國(guó)汽車協(xié)會(huì)對(duì)ADAS車輛進(jìn)行了測(cè)試，特別側(cè)重于行人檢測(cè)。這次測(cè)試導(dǎo)致美國(guó)汽車協(xié)會(huì)公布了毀滅性的結(jié)果。

通過剝?nèi)パ笫[皮幾層，可以了解為什么今天的ADAS車輛中的AEB-P功能如此嚴(yán)重?zé)o效。

美國(guó)汽車協(xié)會(huì)去年秋天對(duì)四輛2019車型年的汽車進(jìn)行了AEB-P測(cè)試：一輛雪佛蘭Malibu配備了前行人制動(dòng)系統(tǒng)，一輛本田雅閣配備了本田感應(yīng)碰撞制動(dòng)系統(tǒng)，一輛特斯拉model 3配備了自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，一輛豐田凱美瑞配備了豐田安全感知設(shè)備。

以下是主要發(fā)現(xiàn)：

如果一個(gè)成年人在白天被一輛時(shí)速為20英里的測(cè)試車橫穿馬路，那么這輛車在40%的時(shí)間里避免了撞到行人。更糟糕的是，如果測(cè)試車輛以每小時(shí)20英里的速度行駛，遇到一個(gè)孩子從兩輛車之間沖進(jìn)車流中，那孩子89%的時(shí)間都會(huì)被釘死。在30英里/小時(shí)的速度下，沒有一輛試驗(yàn)車輛避免了碰撞。

成年人晚上過馬路怎么辦？算了吧。行人檢測(cè)系統(tǒng)被證明無效。

研究結(jié)果導(dǎo)致美國(guó)汽車協(xié)會(huì)發(fā)布了一些建議，其中包括：“永遠(yuǎn)不要依賴行人檢測(cè)系統(tǒng)來避免碰撞。這些系統(tǒng)是一種備用系統(tǒng)，而不是避免碰撞的主要手段。”

Collision warning vs. collision mitigation

碰撞警告與碰撞緩解

注意碰撞警告和碰撞緩解系統(tǒng)之間的區(qū)別是很重要的。警告系統(tǒng)將提醒駕駛員即將發(fā)生碰撞，但不會(huì)采取任何規(guī)避措施，如踩下制動(dòng)器。緩解系統(tǒng)將警告駕駛員，如果不采取任何措施，系統(tǒng)將踩下制動(dòng)器，以避免或減輕碰撞的嚴(yán)重程度。

“緩解”是美國(guó)汽車協(xié)會(huì)在其“行人檢測(cè)”測(cè)試中專門評(píng)估的。

對(duì)任何外行人來說，看到一輛ADAS汽車不停下來讓行人感到震驚。雖然美國(guó)汽車協(xié)會(huì)的測(cè)試結(jié)果得到了大量的媒體報(bào)道，但Flir的視頻片段引發(fā)了人對(duì)許多未回答問題的新思考。
美國(guó)汽車協(xié)會(huì)測(cè)試的四輛車都使用“攝像頭+雷達(dá)組件”。鑒于這種組合，是什么因素導(dǎo)致AEB-P功能如此不一致？

問題是否來自成像傳感器和/或雷達(dá)的分辨率不足？

還是和傳感器融合算法有關(guān)？

像Flir這樣的公司提出這樣的想法：使用像這樣的熱成像傳感器可以幫助車輛在夜間看到行人。對(duì)此毫無疑問。但是，那么，這是一個(gè)問題，可以很容易地解決簡(jiǎn)單地增加另一個(gè)傳感器（不同的形式）在傳感器已經(jīng)安裝在這些ADAS汽車？

What makes AEB-P so difficult to pull off?

是什么讓AEB-P如此難以實(shí)現(xiàn)？

VSI實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人和負(fù)責(zé)人Phil
Magney告訴《EE時(shí)報(bào)》，“AEB是ADAS的基礎(chǔ)，如果沒有，甚至無法考慮進(jìn)行自動(dòng)駕駛。此外，是所有ADAS功能中最重要的，也是最有可能拯救大多數(shù)生命的應(yīng)用程序?！比欢?#xff0c;馬格尼在AEB和AEB-P之間做了一個(gè)重要的區(qū)分。強(qiáng)調(diào)，AEB適應(yīng)行人是“比AEB難一個(gè)數(shù)量級(jí)”

那么，是什么讓AEB這么難做？

專家經(jīng)常提到雷達(dá)容易出現(xiàn)誤報(bào)，以及圖像傳感器提供的視野有限。即使將雷達(dá)和攝像機(jī)結(jié)合在一起，融合后的數(shù)據(jù)仍然只能提供對(duì)車輛周圍環(huán)境的有限了解。也許最重要的是成本問題。汽車制造商傾向于使用成本較低的ADAS車輛傳感器。鑒于ADAS功能預(yù)計(jì)將應(yīng)用于大眾市場(chǎng)車輛，汽車原始設(shè)備制造商不太可能為專業(yè)傳感器（無論是激光雷達(dá)還是熱成像）投入更多資金，以降低AEB-P故障的可能性。

False positives

馬格尼指出，AEB很難，因?yàn)椤癆EB背景下的假陽性本身就可能導(dǎo)致致命的危險(xiǎn)。”

馬格尼解釋說，雷達(dá)是AEB系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，因?yàn)槟軌驕y(cè)量碰撞時(shí)間。但雷達(dá)也會(huì)被誤報(bào)，例如，把停著的汽車誤認(rèn)為危險(xiǎn)物體?！八?#xff0c;為了限制誤報(bào)，不得不過濾掉很多數(shù)據(jù)。“雷達(dá)也有很多噪音，這也會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)，”說，“這就是為什么如果車有碰撞警告功能，會(huì)不時(shí)收到不尋常的碰撞警告。”

在AEB的一般背景下，Magney解釋說：“AEB-P提高了性能要求，因?yàn)楝F(xiàn)在必須識(shí)別和跟蹤路徑上的人類?！背姓J(rèn)雷達(dá)正在變得越來越好，“但在與人類打交道時(shí)仍然缺乏信心，所以通常會(huì)將其與攝像頭結(jié)合起來?！?/p>

但事情是這樣的?！半m然將攝像機(jī)與AEB-P的雷達(dá)耦合良好，但可能不夠好?！?/p>

在馬格尼看來，“有太多的環(huán)境條件限制了相機(jī)的性能，這導(dǎo)致了目前AEB-P系統(tǒng)性能不佳?！?/p>

Narrow field of view

視野狹窄

Yole Dédevelopment分析師Cambou告訴EE Times，基于攝像頭或雷達(dá)或攝像頭+雷達(dá)或攝像頭+激光測(cè)距儀的AEB系統(tǒng)在安全方面的成功是有目共睹的。指出，全世界的追尾事故和死亡人數(shù)減少了大約50%，總體上減少了10%到15%。

In March 2016, most US-based OEMs pledged to install AEB in all vehicles by 2022. In April 2019, the EU parliament also voted for mandatory equipment by 2022.

但是，當(dāng)同樣的AEB技術(shù)應(yīng)用于行人檢測(cè)時(shí)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)——車禍/死亡人數(shù)減少10%至15%——就不那么令人欣慰了。

當(dāng)被問及為什么AEB-P難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，坎布說，問題在于第一代AEB系統(tǒng)中車輛前方的“視野相對(duì)狹窄”。

這些第一代系統(tǒng)使用的是視覺處理器，如英特爾MobileEYQ3（通用、福特、大眾）或東芝Visconti2（豐田）。在談到這些車輛相對(duì)狹窄的視野時(shí)，坎布說：“這是AEB系統(tǒng)不能理解比車輛前方發(fā)生的事情多得多的主要原因。”

坎布估計(jì)，第一代AEB系統(tǒng)已經(jīng)部署在大約6%的公路車輛和30%的新車上?？膊颊f，第一代AEB的有效性在10%到15%左右，這就是為什么到2022年在北美和歐洲配備AEB的汽車仍遠(yuǎn)未達(dá)到人常說的“零愿景”目標(biāo)

但隨著時(shí)間的推移，情況有望好轉(zhuǎn)。

坎布指出：“新一代的AEB系統(tǒng)基于Intel MobileEyeQ4或Visconti 4，將改進(jìn)這個(gè)FOV參數(shù)，通常通過放置更多視野更廣的攝像頭。”。

“今天，還不知道三重?cái)z像頭相對(duì)于單攝像頭的安全優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)該更好?！?/p>

接下來是第三代AEB系統(tǒng)?？膊贾赋?#xff0c;這些將使用全方位車身攝像頭?！斑@就是特斯拉將用全自動(dòng)駕駛（FSD）電腦來做的。Zenity也在向原始設(shè)備制造商提供這種方法，”補(bǔ)充道?！巴ㄟ^了解整個(gè)環(huán)境，AEB應(yīng)該隨著時(shí)間的推移而改進(jìn)。但問題是多快？”

AEB要保護(hù)行人不被ADAS汽車撞到，必須發(fā)生什么？坎布懷疑，汽車制造商將需要來自監(jiān)管機(jī)構(gòu)的壓力或來自公眾的強(qiáng)烈抗議。

What do we need for effective AEB-P?

那么，需要什么來讓AEB持續(xù)地用于行人檢測(cè)呢？

很明顯，Flir正在為AEB-P推銷其熱成像技術(shù)。該公司描述了一種能夠?yàn)镽GB相機(jī)和雷達(dá)提供補(bǔ)充數(shù)據(jù)的熱相機(jī)。Flir負(fù)責(zé)汽車的電子工程總監(jiān)克里斯?波什（Chris Posch）說，熱相機(jī)“看”熱，“可以通過陽光和頭燈的眩光和霧氣，在包括夜間在內(nèi)的惡劣條件下探測(cè)行人?！盕lir聲稱，在黑暗中，可以看到比普通前照燈照明更遠(yuǎn)四倍的距離。

與此同時(shí)，在CES上，一家總部位于巴黎的創(chuàng)業(yè)公司Prophesee展示了一段由德國(guó)一家不知名汽車制造商制作的視頻短片。比較了一個(gè)AEB系統(tǒng)使用一個(gè)常規(guī)的基于幀的視覺攝像頭和另一個(gè)部署Prophesee的事件驅(qū)動(dòng)攝像頭。視頻顯示，PropheseSee的攝像頭在發(fā)現(xiàn)行人時(shí)得分一直較高。

尤爾的坎布認(rèn)為有三種方法可以接近AEB-P欄。

首先，“汽車制造商可以使用更多相同的數(shù)據(jù)，更多相同的計(jì)算，”指出。這是一種與Mobileye推出EyeQ4、EyeQ5和東芝推出Visconti 4、Visconti 5同步的方法?！懊涝炕颈３植蛔?#xff0c;”坎布說，“在150美元左右，等待摩爾定律的改善?！?/p>

第二，汽車制造商可以尋求“更好的數(shù)據(jù)，或多或少使用相同的計(jì)算方法?！笨膊颊f，這種方法“受到Flir、Prophesee和固態(tài)激光雷達(dá)公司的支持。”說，“缺點(diǎn)是一開始可能會(huì)花更多的錢?！钡珡臓I(yíng)銷的角度來看，“這些公司必須以目前的市場(chǎng)價(jià)格提供更好的系統(tǒng)?！?/p>

坎布指出，第三種方法是“更好的數(shù)據(jù)和更好的計(jì)算”。稱之為“一種新的范式”，解釋說這是將新的傳感器與新的計(jì)算方法相結(jié)合。“認(rèn)為這是神經(jīng)形態(tài)感知和計(jì)算的希望。一些公司已經(jīng)在傳感器和計(jì)算機(jī)方面進(jìn)行了創(chuàng)新……正在考慮Outsight，將為市場(chǎng)帶來一種創(chuàng)新的高光譜激光雷達(dá)+感知算法。

Flir呢？

在目前可用的解決方案中，熱敏相機(jī)前景看好。與普通的RGB相機(jī)相比，VSI實(shí)驗(yàn)室的Magney說，“熱成像技術(shù)在探測(cè)和分類行人方面要高得多，因?yàn)榉诸愂腔谖矬w的熱特征而不是可見光?！?/p>

但最常被問到的關(guān)于熱相機(jī)的問題是成本。如果汽車制造商在ADAS車輛上增加一個(gè)熱攝像頭來實(shí)現(xiàn)有效的AEB-P，成本是多少？Flir的Posch告訴EE時(shí)報(bào)，“將在數(shù)百美元的范圍內(nèi)，而不是數(shù)千美元——激光雷達(dá)就是這樣。”

雖然Flir的熱攝像頭已經(jīng)被寶馬、奧迪和其公司設(shè)計(jì)成一些型號(hào)，但既不是為AEB-P設(shè)計(jì)的，也不是為AEB-P而設(shè)計(jì)的，而是在夜間進(jìn)行動(dòng)物檢測(cè)。對(duì)于AEB-P應(yīng)用，Flir開發(fā)了一種帶有VGA的新型熱敏攝像頭，其分辨率是現(xiàn)有熱敏汽車攝像頭的四倍。

去年秋天，一級(jí)汽車供應(yīng)商威納（veoner）選擇了Flir的熱感應(yīng)技術(shù)，該公司與一家全球頂級(jí)汽車制造商簽訂了計(jì)劃于2021年簽訂的四級(jí)自主汽車生產(chǎn)合同。

能證明嗎？

與Flir簽約的VSI實(shí)驗(yàn)室一直致力于概念驗(yàn)證，以證明熱感應(yīng)對(duì)自動(dòng)緊急制動(dòng)的好處。VSI實(shí)驗(yàn)室于2019年12月在底特律附近的美國(guó)移動(dòng)中心進(jìn)行了初步測(cè)試。

VSI Labs, contracted by Flir, conducted initial tests for AEB pedestrian detection, in the American Center for Mobility near Detroit.

據(jù)馬格尼稱，VSI實(shí)驗(yàn)室用于AEB-P測(cè)試的模型使用了一個(gè)與Flir相機(jī)耦合的Delphi ESR雷達(dá)?！霸谶@次測(cè)試中禁用了RGB。但是，必須融合來自CAN總線的其傳感器輸入，如慣性、車輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角、踏板位置等。這是編程AEB功能所必需的。”

除了聲稱作為一個(gè)被動(dòng)傳感器，沒有什么比熱攝像頭更能檢測(cè)到行人，馬格尼還提到了人工智能對(duì)熱攝像頭的影響。

聲稱，“在VSI，已經(jīng)證明了將人工智能應(yīng)用于熱圖像采集的能力優(yōu)于傳統(tǒng)的RGB相機(jī)?！盫SI實(shí)驗(yàn)室使用Flir ADK（汽車開發(fā)工具包）數(shù)據(jù)集訓(xùn)練其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。指出，該數(shù)據(jù)集包括大約40000多幅帶注釋的熱圖像。解釋說，VSI還開發(fā)了AEB算法，然后在ACM進(jìn)行了大量測(cè)試。

馬格尼總結(jié)說，總的來說，熱相機(jī)在昏暗和雜亂的環(huán)境中更善于發(fā)現(xiàn)和分類行人。補(bǔ)充說：“熱力系統(tǒng)還可以讓部分閉塞的行人上車?！薄?/p>

除此之外，說：“喜歡Flir的是汽車開發(fā)工具包，因?yàn)檫@讓開發(fā)人員有能力制作自己的檢測(cè)算法。更重要的是，Flir的ADK有許可證。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ADAS车辆在行人安全方面得分很低的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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