□ 本报记者 姜靖
“刷刷微信,玩玩手机,打打麻将,吃吃火锅,车子自己就开到了目的地。”这是博世中国总裁陈玉东博士对于未来汽车的设想。或许每个人对于未来汽车的设想不尽相同,甚至有些人会对把车子交给计算机掌控的自动驾驶产生怀疑,但相信绝大多数人都希望未来汽车驾驶更安全更舒适,这正是驾驶员辅助系统的初衷,也是实现未来汽车自动驾驶的基石。
交通“零伤亡”愿景
据联合国预计,2010年到2020年的十年之间,全球每年死于交通事故的人数将从130万人增至190万人,增幅约近50%。提高汽车驾驶的安全性,这正是驾驶员辅助系统开发的作用之一。据博世底盘控制系统中国区副总裁蒋京芳介绍,驾驶员辅助系统可在危急情况下发出警报、提供支持,还可处理单调、重复的驾驶工作,从而提高驾驶的安全性。越来越多自动驾驶的功能为逐步实现未来“零伤亡”的愿景奠定基础,以减少道路死亡率。
为提升安全性,驾驶员辅助系统涵盖诸如预测性紧急制动、车道辅助和驾驶员疲劳探测等功能,未来还将增加预测性行人保护系统和建设区域辅助系统。在舒适性方面,驾驶员辅助系统提供了泊车辅助、夜视系统和交通标志识别等功能,未来还包括交通拥堵辅助功能。
欧盟委员会的有关研究表明,如果在欧洲市场销售的新车全都配置自动紧急制动系统,交通事故可以减少27%,每年平均能够挽救大约8000人的生命,还能够很大程度上降低重伤率。在欧洲每年由于交通事故带来的财产损失不计其数,而欧盟委员会公布的数据显示:自动紧急制动系统能够有效降低车主损失,减少总额50亿到80亿欧元。
据蒋京芳介绍,国际权威汽车安全认证机构——欧洲新车评价规程(EuroNCAP)规定,自2014年起,新车型必须装配至少一项驾驶员辅助系统才能获得五星安全评定;2016年起,参评车辆必须具备预测性行人保护功能,这将大幅度增长驾驶员辅助系统的需求。
巨大的市场需求让众多企业开始了驾驶员辅助系统的研发,作为世界领先的汽车技术供应商之一的博世就是代表。数字显示,仅2012年一年,驾驶辅助和安全系统就为博世带来50亿欧元的年销售额,有5000多位工程师从事此项工作的研发。
让开车更安全和舒适
据蒋京芳介绍,博世在自动驾驶方面更专注于驾驶员辅助系统的开发和研究,以提高驾驶安全性和舒适性。2013年12月27日,记者在博世(东海)汽车测试技术中心体验了博世驾驶员辅助系统的部分功能。
ACC(Adaptive Cruise Control)自适应巡航控制系统使用雷达传感器和多功能摄像机作为信息采集和输入端,可以在驾驶员不操作油门和刹车的情况下自动保持车距巡航,当前方车辆出现减速时随之刹停,而前方车辆离开时可自动加速至理想速度,在一定程度上接近了自动驾驶技术。在ACC系统中,雷达传感器是最核心的部件。博世目前有两种雷达,一种为中距离雷达(MRR),可以探测160米的距离,另一种长距离雷达(LRR)可以探测250米的距离,可支持ACC最高巡航速度为200km/h。
LDW(Lane Departure Warming)车道偏离警告系统和LKS(Lane Keeping Support)车道保持系统则使用了一台多功能摄像头(MPC)进行车道线的识别,当系统识别到车道线时,自动进入工作状态,如果车辆在行驶中偏离了车道,且没有打转向灯,首先LDW会输出警告信号,而选择什么样的警告方式(如声音、仪表视觉符号以及方向盘振动等)由整车厂进行设定。如驾驶员没有回应,LKS系统将通过EPS电子转向系统在方向盘上施加大约3牛·米的力矩,以帮助车辆回到正确的车道上来。在这个过程中,如果驾驶员打方向灯或者大角度转动方向盘,则系统默认车辆由驾驶员接管而停止干预。
而PEBS(Predictive Emergency Braking System)预测性紧急制动系统与之前的两种系统不同,PEBS预测性紧急制动系统所面对的是更加紧急的情况:车辆即将追尾、撞上障碍物或是行人。博世PEBS系统包含3个部分:PCW预测性碰撞预警系统、EBA紧急制动辅助系统以及AEB自动紧急制动系统。有相关机构进行过调查,在即将发生追尾事故时,20%的驾驶者可以采取全力制动,但有可能出现制动时机较晚导致碰撞;49%的驾驶者因制动力不足而导致碰撞;另外还有31%的驾驶者没有采取任何有效措施。对于第一种驾驶者,PCW可以对驾驶者发出警告,提醒其立即进行全力制动以避免事故;对于第二种驾驶者,EBA可以提供紧急制动时的制动力辅助;而对于第三种驾驶者,AEB系统将会利用ESP进行自动紧急制动以避免或缓解碰撞。目前,欧美主流安全测试机构已制定规则推动这一系统的普及,在未来该系统有望像ABS一样,成为车辆的一项基本安全配备。
未来车辆将自动掌控
目前,博世自动驾驶技术也已在德国进行路试。陈玉东告诉记者,配备博世自动驾驶技术的测试车辆拥有道路保持支持、自适应巡航控制系统以及变道辅助的协同操控,并借助博世雷达与视频传感器收集必要的车辆周围环境信息。实车路试将有助于研发更为自动化的驾驶功能,例如可以在低速行驶时实现完全自动驾驶的交通拥堵辅助功能等。目前,这些测试已经为改善紧急制动或避让系统的性能提供了许多宝贵经验。
那么,是不是意味着自动驾驶在不久的将来就成为现实?陈玉东表示,尽管在试验场内取得了不错的成绩,但自动驾驶车辆在现实路况中会遇到更加复杂的路况以及更加紧急的突发事件,同时,由于自动驾驶系统在运行时将完全接管车辆,因此系统以及组成部件的可靠性上需要时日进行论证。此外,目前自动驾驶尚未解决的问题包括导航地图、内部摄像头、车辆间的沟通、车联网等,至少要求有一半运行中的车辆必须与其他车辆共享实时数据。预计要到2025年全球销售的新车才有望完成与移动数据网络的接轨。因此,十年内要实现完全自动驾驶仍需解决众多难题。不过,驾驶员辅助系统已经可以应用到我们目前的车辆上,这将是未来汽车自动驾驶的基石。
在陈玉东看来,近年最可能实现的自动驾驶技术,并不等同于任意环境下的无人驾驶,它将先应用于三种交通情景下。首先是停车,博世2015年将推出一款全新的停车辅助系统。该系统将通过远程控制,在拥挤的车库中实现泊车功能。其次是停/走功能,预计最早在2014年博世将推出拥堵辅助系统,以实现自动车辆变道功能。第三,未来高速公路上的自动驾驶,包括将自适应巡航控制系统与车道保持辅助功能相结合,预计到2020年高速路上的导航员将变为可能。