緊急自動(dòng)靠邊停車(chē)系統(tǒng)AEP是如果工作的？

緊急自動(dòng)靠邊停車(chē)（AEP）系統(tǒng)作為車(chē)輛主動(dòng)安全領(lǐng)域的“最后防線”，在駕駛員失能等突發(fā)情況下發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文深入探討了AEP系統(tǒng)的工作原理、決策過(guò)程及在不同交通場(chǎng)景下的應(yīng)用與挑戰(zhàn)。

芝能科技出品

隨著輔助駕駛系統(tǒng)開(kāi)始往L3方向迭代，緊急自動(dòng)靠邊停車(chē)（AEP）系統(tǒng)，未來(lái)會(huì)成為安全領(lǐng)域的重要一環(huán)，尤其在駕駛員失能等突發(fā)情況下，承擔(dān)起“最后防線”的作用。

我們對(duì)這套系統(tǒng)的工作原理、狀態(tài)決策過(guò)程和仿真結(jié)果進(jìn)行了深入研究，在分析場(chǎng)景如面臨障礙物、相鄰車(chē)道交通壓力等挑戰(zhàn)時(shí)，看看這套系統(tǒng)運(yùn)作的特色。

01

主動(dòng)安全的“最后防線”

每年全球有高于一百萬(wàn)起交通事故奪去生命，而其中不乏因駕駛員突發(fā)身體狀況所致。在輔助駕駛技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，如何確保車(chē)輛在此類極端情況下仍能安全制動(dòng)并靠邊停車(chē)，成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

緊急自動(dòng)靠邊停車(chē)系統(tǒng)正是在這樣的背景下被提出，它模擬人類在突發(fā)狀況下的理性應(yīng)對(duì)，通過(guò)切換為自動(dòng)駕駛模式，控制車(chē)輛自主尋找安全位置?？?。

在功能上，這個(gè)系統(tǒng)不是一個(gè)孤立系統(tǒng)，而是多個(gè)主動(dòng)安全技術(shù)協(xié)同工作的產(chǎn)物。

它需要在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)做出判斷并執(zhí)行操作，這包括自適應(yīng)巡航（ACC）維持車(chē)速、車(chē)道保持輔助（LKA）維持行駛路徑、盲點(diǎn)檢測(cè)（BSM）保障變道安全，以及緊急制動(dòng)（AEB）在必要時(shí)進(jìn)行制動(dòng)動(dòng)作。

更進(jìn)一步，AEP還要綜合評(píng)估道路邊緣狀態(tài)、交通密度以及障礙物分布，在靜態(tài)與動(dòng)態(tài)因素中快速權(quán)衡，完成“類人”的決策。

這套系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)邏輯并不復(fù)雜，它采用狀態(tài)機(jī)模型進(jìn)行控制，系統(tǒng)可以在“車(chē)道保持+自適應(yīng)巡航（LKA_ACC）”、“向左/右自動(dòng)變道（ALC_left/right）”、“靠左/右停車(chē)（pullover_left/right）”、“輕制動(dòng)（brake_mild）”與“停車(chē)（Stop）”幾個(gè)狀態(tài)中切換。

車(chē)輛在觸發(fā)AEP后將按照這一序列操作——首先評(píng)估環(huán)境，再根據(jù)盲區(qū)狀態(tài)與道路資源做出變道與靠邊決策，最后通過(guò)精細(xì)化扭矩控制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)停車(chē)。

這種模式的關(guān)鍵是“可靠性”，AEP系統(tǒng)不可出現(xiàn)歧義判斷，更不可在突發(fā)場(chǎng)景中猶豫。

02

三類典型場(chǎng)景

我們可以模擬了三種典型交通場(chǎng)景，以驗(yàn)證這套系統(tǒng)的適應(yīng)性與穩(wěn)定性，從最基礎(chǔ)的無(wú)人干擾、無(wú)障礙條件，逐步提升至存在交通流與障礙物的復(fù)雜環(huán)境，再到需要多車(chē)道動(dòng)態(tài)變道的挑戰(zhàn)性案例。

車(chē)輛在一條無(wú)其他交通流與障礙物的高速公路上行駛，接收到觸發(fā)信號(hào)，立即進(jìn)入“靠右停車(chē)”流程，車(chē)輛通過(guò)短時(shí)扭矩峰值完成向路肩的轉(zhuǎn)向動(dòng)作，車(chē)輛重心與路肩中心對(duì)齊，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入直線行駛。

當(dāng)車(chē)輛重心進(jìn)入路肩、即停車(chē)意圖確認(rèn)后，制動(dòng)模塊減速度完成剎車(chē)直至完全停止，在理想狀態(tài)下的邏輯清晰性和控制精度。

相鄰車(chē)道存在行駛車(chē)輛，計(jì)劃停車(chē)車(chē)道上還存在障礙物。

車(chē)輛原本在第2車(chē)道行駛，觸發(fā)AEP后，檢測(cè)到第3車(chē)道前方障礙距離小于10米，系統(tǒng)暫停變道，挑選繼續(xù)在當(dāng)前車(chē)道保持行駛。

隨后由于左側(cè)也出現(xiàn)交通車(chē)輛，系統(tǒng)再次挑選“保持狀態(tài)”。直到前方交通車(chē)輛與障礙物均被判斷為“可繞過(guò)”，才執(zhí)行靠邊停車(chē)決策，完成制動(dòng)操作。

這需要對(duì)環(huán)境動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)感知能力，必須持續(xù)監(jiān)測(cè)障礙距離與鄰道交通態(tài)勢(shì)，并在第一時(shí)間做出可執(zhí)行的應(yīng)對(duì)策略，所采用的分段控制邏輯與連續(xù)路徑評(píng)估機(jī)制，保證了決策在“安全性優(yōu)先”的前提下，依然可以順利推進(jìn)。

最具挑戰(zhàn)性的操作邏輯：在右側(cè)車(chē)道無(wú)車(chē)輛但需連續(xù)變道兩次才能靠邊的情況下，系統(tǒng)是否能順利完成從1號(hào)車(chē)道穿越至3號(hào)車(chē)道的“中轉(zhuǎn)式”靠邊停車(chē)操作。

需要通過(guò)自動(dòng)變道控制從1號(hào)車(chē)道進(jìn)入2號(hào)車(chē)道；隨后保持短時(shí)間直行穩(wěn)定狀態(tài)，再進(jìn)入3號(hào)車(chē)道并執(zhí)行最終的靠邊停車(chē)流程。

整個(gè)變道與停車(chē)過(guò)程當(dāng)中，速度始終被嚴(yán)格控制，轉(zhuǎn)向控制也表現(xiàn)出高穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)了多步路徑上的閉環(huán)控制。

小結(jié)

緊急自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)作為緊急情況下的主動(dòng)安全保障機(jī)制，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用潛力，依賴的各類主動(dòng)安全功能已經(jīng)在當(dāng)今智能車(chē)輛中較為普及，在系統(tǒng)架構(gòu)與硬件依賴上并不需要完全推倒重來(lái)，只需在算法決策層進(jìn)行有效整合。