近期,美國公路安全保險協會(IIHS)公佈了自我調整巡航控制(ACC)和車道偏移輔助(LKA)等先進駕駛輔助系統(ADAS)功能的評估測試結果及分析。在公路和試車道上進行的測試中,IIHS發現有些車型在典型的車輛駕駛狀況下都有缺陷,例如車輛在接近停止,或在坡道和彎道上行駛時。

IIHS是一家由汽車保險公司資助的非營利組織,它位於維吉尼亞州(Virginia)。IIHS用於測試的五款Level2(L2)車型分別是:2017年款寶馬(BMW)5系列(配備「Driving Assistant Plus」)、2017年款梅賽德斯-賓士(Mercedes-Benz)E級(配備「Drive Pilot」)、2018年款特斯拉(Tesla)Model 3和2016年款Model S(分別配備軟體版本8.1和7.1的「Autopilot」),以及2018年款富豪(Volvo) S90(配備「Pilot Assist」)。

20180904NT31P1 IIHS測試了道路和試車道測試中的駕駛協助工具,並在IIHS網站上公佈了測試報告。

IIHS的ADAS測試顯示,在許多不同路況下L2車輛性能存在很大差異。這些系統在許多情況下都會失靈。在某些情境中,配備ADAS的某些車型會對停止的車輛視而不見,甚至可能直接轉向並撞上去。

喜憂參半

Linley Group資深分析師Mike Demler稱,IIHS的測試結果是「喜憂參半」。他指出:「不能只因為一項指標...就斷定整個系統的表現。如果你只看到特斯拉Model 3 和 Model S在彎道上的車道偏移輔助方面的傑出表現,可能會得出結論,它們的這個功能很好。但在坡道行駛時,Model S是目前為止最差的,而較便宜的Model 3反而最好。」

實際上,測試結果可能令人困惑。當IIHS在關閉ACC系統但開啟自動煞車情況下測試系統時,以每小時31英哩的速度行駛時,雖然特斯拉(Model 3和Model S)在遇到障礙物時都進行了煞車,但仍然撞到了停止的車輛。根據IIHS的測試結果,只有Model 3 和 Model S在測試期間未能及時煞住車。

然而,當開啟ACC進行同樣的測試時,寶馬5系列、梅賽德斯-賓士E級、特斯拉Model 3 和 Model S都比緊急煞車「發動」更早、更溫和,當然,沒撞上停止的車輛。

IIHS承認它仍在「為ADAS制定消費者評級計畫」。該機構指出,「IIHS還不能評斷哪家公司的L2駕駛輔助最安全。」

L2車輛的基本組成零件

測試結果最讓人關注的是五輛車的ADAS性能表現參差不齊。這跟這些L2車輛使用了不同的ADAS功能基本組成零件是否相關呢?

VSI實驗室創始人兼負責人Phil Magney解釋,L2系統主要是具有雷達輔助的視覺優先系統。

[視覺系統]用其視覺演算法實現其車道偏移偵測。無論什麼原因、只要車道標線變得模糊,系統性能就會下降。如果標線消失,系統將徹底無法工作,也無法啟用。

所有這些方案都可以使用雷達,這使得它們在跟隨其他車輛時可以進行動態速度控制。

大多數L2方案(包括所有測試車型)都進一步啟用了自動緊急煞車(AEB),旨在減輕與停止車輛的碰撞。此功能通常由雷達和/或相機實現。

什麼原因導致表現各異?

但究竟哪些技術因素會導致ADAS功能的差異?Magney說:「由於硬體/軟體配置等多方面的因素,這些系統會出現許多性能差異。」

Magney並舉例:「主動車道偏移是一個車道檢測與控制系統分開的多步驟過程。這些步驟中的每一步都有一組專門程式碼,並帶有自己的參數,在緊急轉彎時,這些方案可能會失效,具體取決於根據曲率計算出來的預設值。」

20180904NT31P2 車道偏移/自動駕駛流程。(來源:VSI實驗室)

Magney補充,ACC流程同樣複雜。「ACC基於主車輛和目標車輛的運動學來調節主車輛的縱向速度(longitudinal velocity)。」

正如Magney所說,ACC的主要目標是「應用油門和煞車以使主車輛速度與目標車輛的速度相匹適。舒適性和安全性是ACC的關鍵特徵,但在某些情況下,安全性將優先於舒適性以避免碰撞。」

他並指出,基於雷達運算的獨特之處在於避免誤報所需的所有過濾。「例如,如果在高速公路上以高速行駛並超過相鄰車道中較慢的車輛,你必須確定是基於車輛所在車道的情況做出的煞車動作!」

當本車道沒有狀況,而車輛莫名其妙煞車時,這就是ACC的誤報,這種情況偶爾也會發生。Magney觀察到,「大多數特斯拉車主都經歷過這種情況。與其說會有多危險,倒不如說它很煩人。」

還有一些其他細節的不同,也會造成性能差異。Demler認為這些細節包括「所選感測器不同、所裝位置不同」和「轉向控制機制的差異」等因素。他補充:「設計因素的所有差異還會在製造商之間,以及同一製造商的不同車型之間帶來影響。」

20180904NT31P3 ACC流程。(來源:VSI實驗室)

應該定義ADAS性能標準嗎?

ADAS性能的差異對駕駛很重要。如果不同車輛中使用的ADAS功能處理駕駛任務是如此不同,是否會給駕駛帶來困惑?這種差異是否會讓消費者更難選擇他們想要的車輛?對於駕駛租來車輛的司機來說,當他或她遇到從未用過的ADAS功能時,情況會不會更糟?

正如IIHS所指出的,一個典型例子是:「研究人員希望回答的問題之一是:系統是否像人類一樣處理駕駛任務?」報告顯示,「測試表明,並非總是如此。當系統沒有達到預期效果時,產生的結果——從令人討厭(例如,過於謹慎的煞車)到危險(例如,如果感測器無法檢測到車道線、突然轉向路肩)。」

電子工程專輯(EE Times)問Demler,出於安全原因,現在是否應該開始定義可接受的ADAS性能標準。有人在做這件事嗎?

Demler表示他並不知道是否有人使用IIHS那樣的一系列測試來專門討論ADAS標準。但他同意:「這絕對是做這件事的一個理由。」

他說:「我也期望它會進入新車評估計畫(NCAP)評級,但車道偏移輔助和ACC不是強制性功能。汽車雜誌和消費者報告在他們評估所有汽車時都遵循相同的測試程式,因此汽車買家可以獲得這些資訊。」

Magney同意。「為標定預期的性能水準,可建立用於評判績效標準的依據,」他說:「協議的擬定必須是實用和現有安全機構的自然延伸。L2自動化系統應該在其預期的設計領域內表現良好。這不包括全面的情景測試,而是個定義好的協定,它根據定義的目標檢查可測量的性能。」

ADAS評級

IIHS在其報告中明確指出,它「不能提出哪家公司的L2駕駛輔助系統最安全。」如果是這樣,IIHS這樣的機構能夠得出的更明確結論是什麼?

Demler不相信IIHS有足夠裝備能設計和實施嚴格的測試。他將本報告中提出的內容稱為「只是主觀評價」。他並表示:「我們需要美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)來實施標準,以及美國汽車工程師學會(SAE)和製造商齊心協力推動這一目標。」

Magney還認為,需要「更精確的方法嘗試評估這些功能」。他說:「我們不知道流程如何設置,但我認為在某些例子中,彎道測試和坡道測試可能在正常操控領域之外。」

Magney補充:「為了對自動駕駛功能進行評級,需要在各種路段和不同條件的一系列場景下進行測試。並可能是基於多次行駛的通過/失敗型測試。」

(參考原文:Not All ADAS Vehicles Created Equal,by Junko Yoshida)