汽車測試漫談之二：如何測試AEB（主動剎車）

目前即使最頂級豪車的AEB系統都有很大的局限性，在很多工況下是無效的，如果你仔細翻閱汽車說明書就能深深體會這一點。

我們以某近百萬頂級豪車的說明書為例，上面就很明確指出，在某些情況下可能完全無法檢測到車輛、大型動物、行人和騎車人。這個特殊情況就是在車輛、大型動物、行人和騎車人在被前車或側車遮蓋住視線，前車不再遮擋後突然出現，系統無法及時識別，特斯拉幾次事故都是如此。然後特別指出黑暗環境下，摩托車可能完全無法檢測到。

這裡明確指出感測器有限制，AEB的最佳工況在相對時速50公里時。對於緩慢移動的車輛，系統最佳工作時速在70公里，超過70公里AEB是無效的。

局限一是目前絕大多數AEB都是只針對車輛的，對行人和騎車人無效或不明顯，或者說探測行人需要比較長的時間，碰撞時速度仍然較高。

以特斯拉為例，http://www.autohome.com.cn/tech/201612/890343.html，汽車之家對其進行了簡單的測試。測試車是更新了v8.0系統的MODEL S 90D，在行人測試中，靜止行人完全沒問題，但是在移動行人檢測中，當車輛與行人接觸後系統才做出反應，儘管此時系統實施了主動制動，但作用已經不是很明顯。

歐洲NCAP的行人AEB測試規則7.2.3明確指出測試車輛的時速範圍在20-60公里之間。只有CVNA-75場景的附加測試才會測試時速10、15公里工況，此時假人的速度也要提高到5公里每小時。廠家大都是依照此標準做技術開發，否則即使你做得再好，NCAP得分也不會增加。之所以定這樣的測試條件，NCAP此舉也是考慮到了大多數廠家的能力水平。當然成本也是關鍵因素，畢竟豪華車只有賓士和寶馬。 這些車廠的說明書乾脆直接說，對於低速移動的車輛、行人和騎車人全部無效。這是一個策略問題，低速工況通常是在鬧市區，行人，騎行者比較多，AEB系統容易誤報，誤報很容易導致駕駛者把AEB功能關閉。高速時，行人，騎行者比較少，誤報不多。不過高速時需要系統反應速度更快，因此AEB的最佳工作速度是在30-40公里。

局限二是盲區明顯。車輛轉彎時，AEB基本是無效的，迎面而來的交叉車流或轉彎車流，對面來車突然變道等等，AEB也是無效的。

局限三是天氣和光線。對於攝像頭為核心的AEB系統，低照度情況下基本無效，高亮度如正對陽光也會無效。

局限四是速度範圍。一般來說單純以毫米波雷達為感測器的AEB系統最高工作上限為時速30公里，以單目攝像頭為核心感測器的AEB系統最高工作上限為時速40公里，單目與毫米波雷達融合的AEB最高工作上限為時速70公里，以雙目為核心感測器的AEB系統最高工作上限為時速90公里。同時還有一個最低下限。以單目為核心感測器的工作下限為時速8-10公里，毫米波雷達為時速5公里，攝像頭與毫米波雷達融合為時速3公里，雙目為3公里。我們認為，目前的AEB系統沒有太多實用價值，要完善AEB系統的路還有很長，最少需要五年時間來完善。

配備AEB的2017款車型測試結果

可見賓士表現最好，其次是沃爾沃XC90，再次是豐田普銳斯。上表中C代表攝像頭，R代表毫米波雷達，基本上都是兩者配合使用，也有少數廠家只用毫米波雷達。

為何AEB系統會有如此多的局限，有這麼大的差別，下一篇文章會詳細論述。

下面我們來看AEB測試。

傳統的AEB測試都是車與車之間，歐洲NCAP定義了三個場合，第一種是CCRs，Car-to-Car Rear Stationary。

這種情況下前車（也就是假車）靜止。

第二種是Car-to-Car Rear Moving (CCRm)，這時前車速度穩定於時速20公里。

第三種是Car-to-Car Rear Braking(CCRb)，前車與後車速度都保持時速50公里，距離在12-40米之間，前車開始減速，減速度在2-6m/s²之間。

最早將行人AEB加入測試的是歐洲NCAP。只要能在目標車（假車）或人偶（假人）前有減速，歐洲NCAP都會加分。不過這在大部分中國人看來，最後只要發生碰撞了，就是無法接受的。然而如果將避免碰撞作為加分標準，那就恐怕大部分車都無法加分了。

AEB 行人防撞功能評價內容主要包含三項場景 : (1) 成人遠端接近場景、(2) 成人近端接近且車輛 25% 偏置與 75% 偏置碰撞場景、(3) 兒童近端接近場景。主要用於模擬車輛行駛於一般市區道路，駕駛者因分心未注意前方路況，而又有行人想要橫越馬路之情形。配備 AEB 行人偵測功能之車輛，應能偵測前方行人，在危險時能進一步採取剎車行為降低危害。Euro-NCAP設定不同的試驗場景，且有不同的測試車速與行人移動速度，在測試時是否發生碰撞或撞擊前的減速效果也給予不同之評分。此外，針對車輛 AEB 系統之使用介面功能，也給予不同的分數。例如，操作介面中如果駕駛者無法僅以單一按鈕關閉AEB 功能，或者在碰撞前 1.2 秒可提供聲音警示，或者低照度情境 (<1000 lux)="" 系統不會自動關閉="" aeb="">

行人遠側AEB測試布局圖

行人AEB測試的三種場景

在上表之第 (1) 項場景為對向車道的成人自人行道橫越馬路。因行人是從測試車對向車道的一端出發，相對於測試車行駛車道為遠方，故稱遠端接近場景 (Far side)。此場景行人移動速度為 8 km/h，相當於成人跑步的速度。車速以 20 km/h 開始測試，設定行人與測試車碰撞於前保險杠的中心位置 (50%central)，以間隔 5 km/h 逐次提升測試車速，直到測試車速為 40km/h 以上時，碰撞前減速量低於 20 km/h 時結束測試，或達到車輛製造廠設定系統適用速度上限，但以 60 km/h 為限。成人場景也有人偶從近端啟動的測試條件，行人從測試車同側的人行道橫越馬路，與遠端接近場景不同的是行人步行速度為 5 km/h，默認碰撞位置為車輛保險杠中心往左右各偏移 25% 車寬的位置，即《行人AEB測試的三種場景》之第 (2) 項場景。

行人近側AEB測試布局圖

另外，市區行人不只有成人，也有兒童，尤其兒童對於道路安全警覺性較低，往往在市區道路中玩耍，然從安全區域不顧一切沖向道路的情況也經常出現，故 Euro-NCAP 評價系統亦設定有兒童行人場景，即《行人AEB測試的三種場景》之第 (3) 項場景。此場景較成人場景特殊，兒童人偶一開始受兩台深色轎車遮蔽，測試車從遠方接近進僅能看到路邊停有兩輛轎車，駕駛的視野上沒有看見兒童行人的機會。待測試車接近時，兒童人偶才5 km/h( 大約是兒童跑步的速度 ) 衝到測試車的行車路徑上，這是較為嚴苛的場景，因為兒童行人一開始到車輛遮蔽，測試車接近時才突然出現，車輛的 AEB 系統需要有很好的實時偵測與運算判斷能力，才能良好的反應，再者，兒童的體積較成人小，偵測系統未必能有效判斷。NCAP 評價程序設計了這樣的場景測試車偵測性能。測試車速與條件皆參考《行人AEB測試的三種場景》，與成人場景相同，皆自 20 km/h 開始，每次增加 5 km/以 60 km/h 為上限。當車速 40 km/h 以上時，碰撞前減速量低於 20 km/h 時亦停止測試。

兒童近側AEB測試布局圖

場景中設定標準之場景條件，如 : 設置特定的車速條件與行人移動速度、要求行人髖部碰撞在車輛保險桿之固定位置、人偶在特定的位置啟動，並於啟動後約一兩公尺左右就要達到定速移動等要求，以上要求都要十分精準的硬設備與軟體控制。

前述的三個場景與這些特殊的精準度要求，雖然無法涵蓋所有外界的用車場景，但目的是為了確保所有的測試車在相對固定的測試條件中進行測試，以保證測試評分標準的一致性，Euro-NCAP 也已準備模擬其他可能的行人場景，在可預見的未來，Euro-NCAP 將會增加場景以期能模擬大部分狀況。

為了對應此項 Euro-NCAP 新增的 AEB 行人防撞偵測驗證程序，需有高精度的人偶控制系統以達到精準的人偶行為控制，才能透過軟體來設定與測試車輛的碰撞點，並搭配實驗室現有之差分衛星定位系統 (RTK DGPS)，於測試時回饋測試車與行人人偶之位置與速度信息。

其中，行人人偶作為測試車偵測的主要目標，Euro-NCAP 規定須採用特殊反射材質之人偶，包含兒童人偶與成人人偶，其規格、尺寸、重量及顏色均明訂於程序附件中 ( 這也是為了試驗時，車輛系統對偵測人偶的一致性 )。此外，為了能夠有效模擬行人移動時腳部擺動的特性，成人與兒童的人偶髖部都安裝一組電機，可控制人偶腳部固定頻率擺動。並根據測試時設定不同的移動速度，人偶腳部擺動的頻率也不同，因部可隨移動速度而擺動，故稱為主動式人偶。部分的車廠或系統開發商可能自行研發人偶做為偵測目標，大多為腳部固定不動的設計，在系統開發初期可先以此簡易人偶進行測試驗證。

Euro-NCAP 則率先與廠商開發出腳步可擺動的行人人偶，能更有效的模擬行人移動，是目前最新的且最先進的 AEB 行人偵測人偶。人偶安裝於一牽引平板上 (Surfboard)，平板則透過時規皮帶與行人人偶控制站上的馬達致動器連接，測試時工程師利用控制軟體控制馬達致動器之輸出行程與速度要求，帶動時規皮帶來控制行人人偶移動速度。這套系統利用安裝於計算機的控制軟體可透過監控測試車動態行為作為觸發行人人偶啟動時機點，其中測試車動態行為與行人人偶速度皆透過差分GPS進行記錄，將數據傳送到行人人偶控制站的控制主機進行處理分析。

既然有碰撞的行為發生，損壞的風險當然存在，所幸此套系統在設計時已經考慮需要經常受到碰撞，行人人偶的材質是以泡棉為主，外層以布質材料包覆。人偶透過壓克力管安裝於牽引平板上，並以棉繩固定位置，所以在碰撞發生時，行人人偶與車體接觸部分將不至於對車輛造成損傷，而行人人偶本身則可能有碰撞的痕迹，可透過清洗保養消除。

搭載行人人偶的牽引平板則是塑料材質，底層為鐵氟龍塑料材質，牽引時與地面磨擦能夠自潤，有利於滑動。其上設計卡榫與人偶之壓克力管連結，碰撞時能受力而與人偶分開；牽引平板設計為扁平狀，兩側各有一組凸輪絞盤用以連接時規皮帶，具有快速釋放時規皮帶的功能，當車輛在測試中未能煞車而產生碰撞時，測試車撞擊人偶的力道將使行人人偶脫離人偶平板，且時規皮帶也將被凸輪絞盤釋放，車輛可輾過牽引平板，藉此減低撞擊對行人人偶、牽引平板及時規皮帶之損傷，也達到保護測試車輛的效果。