将 LiDAR 集成进 ADAS 提升行人安全
美国今日销售大多数新车含高级驾驶辅助系统（ADAS），配备行人自动紧急制动（PAEB）作为标配或选配。虽最先进 ADAS 改善高速公路和高速驾驶，但与行人和骑车人碰撞缓解这一基本需求大多未解决。
美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）报告，美国每年超 6000 行人死于交通事故。州长公路安全协会报告指出 75% 死亡发生在夜间。利用基于摄像头和雷达技术的 ADAS，被证明不足以应对此挑战。NHTSA 和美国汽车协会（AAA）独立测试显示，PAEB 系统在黑暗条件下频繁无法保护行人。
黑暗条件下测试 PAEB
PAEB 系统若改善黑暗条件下性能，每年可挽救数千生命。2009-2018 年行人死亡增加 53%，其中 90% 增加源于夜间事故，据保险协会公路安全研究所（IIHS）和州长公路安全协会报告。NHTSA 报告 2018 年美国 6283 起行人碰撞死亡中 76% 发生在黑暗条件。
AAA 和 NHTSA 评估显示 PAEB 功能夜间频繁无法避免碰撞。AAA 报告称“鲜有公开信息关于行人检测系统低光照性能。基于车辆/行人碰撞统计，此环境尤为关键评估。”补充说在黑暗条件下测试 PAEB 将填补空白。“虽此参数极具挑战，但考虑许多自然环境缺乏照明，仍是合理测试场景。”
AAA 测试四车型，无一在黑暗条件下对横穿马路行人警示驾驶员或自动减速。基于此结果，AAA 建议“驾驶员不得依赖当前行人检测系统夜间驾驶或其他能见度降低环境中的辅助。”总结分析，AAA 报告指出尽管“每辆测试车车主手册说明集成行人检测系统可能夜间或雨雪雾等恶劣天气无法辨识行人……但不可否认行人检测系统辅助在夜间条件下有益，甚至可能是最需要的时候。”
然而，检视 NHTSA 新车评估计划（NCAP）、欧洲新车评估计划（Euro NCAP）、IIHS 现行协议，发现夜间条件性能极少作为车辆安全评级和奖项依据测试。
Velodyne LiDAR（加州圣何塞）提议评估机构在 PAEB 测试协议中加入黑暗条件场景。这将确保配备 PAEB 功能车辆消费者了解其性能局限，并鼓励车企改进 ADAS 功能每年挽救数千生命。更精确说，测试应在小于 1 勒克斯环境照度下，使用测试车近光灯，无路灯辅助进行。
对比 LiDAR 与摄像头/雷达 PAEB 系统
基于 LiDAR 的 PAEB 方案相较摄像头雷达组合具有固有优势。
摄像头可极高分辨率，但通常需多模块和额外处理计算物体距离。且像人眼，摄像头黑暗条件下表现较差。2018 美国交通部（DOT）报告称，“视觉系统比雷达系统更能检测静止行人，但限于光照良好环境的白天运行。”
相比摄像头，DOT 报告指出雷达夜间工作良好并提供距离测量。但雷达分辨率不足以感知物体精确位置或区分靠近的多物体。雷达也可能漏检静止或慢速物体。因这些短板，基于摄像头雷达的 PAEB 功能难保护夜间行人。
热成像偶被提议作为摄像头雷达 PAEB 潜在补充。但此技术有自身弱点，不充分解决现有摄像头雷达系统弱点。如光学摄像头，车辆系统用热传感器数据检测物体能力取决于传感器正确感知传输物体与周围对比度。结果两种感测模态均可能漏检融入背景的物体。热成像中这源于相似热特征融合，而非摄像头的相似颜色或光学错觉。
相反，LiDAR 不受摄像头、雷达、热传感器这些特征缺陷困扰。LiDAR 自带光源，黑暗和白天均表现良好。还提供足够分辨率的快速准确测量数据，实现精确实时自由空间检测并追踪场景中多物体。
当前可用的实惠 LiDAR 基础 PAEB 方案将显著改善全光照条件性能。若监管测试机构在评估协议加入黑暗测试，这将得到确认。
LiDAR 基础 PAEB 系统对比摄像头/雷达技术测试
为证明易获得技术可改善夜间 PAEB 性能，Velodyne 测试其 LiDAR 基础 PAEB 系统对抗高评价摄像头雷达 PAEB 系统。测试在驾驶员控制速度目标 30 mph 直道上，日落后 1 小时，环境光照小于 1 勒克斯进行。
两测试车试验中均开近光灯。测试用静止儿童和成人假人目标兼容 IIHS 和 Euro NCAP 等组织现行测试协议。
评估场景含：
横穿成人 50% 重叠（测试车宽度中心）
横穿成人 25% 重叠
横穿儿童 50% 重叠
横穿儿童 25% 重叠，成人 75% 重叠在儿童后 10 英尺
横穿成人驾驶员侧角
跌倒成人 50% 重叠
Velodyne 每场景各测试两车五次，或直到车辆撞击目标三次，以最小化目标和车辆损坏。
夜间测试结果支持 AAA 和 NHTSA 发现：基于摄像头雷达的 PAEB 系统在黑暗条件下频繁失效。测试发现涉及儿童、多行人、车辆角落成人、车前跌倒成人场景失败率尤为明显。
相反，配备 Velodyne Velarray H800 传感器和 Vella™ 软件的 LiDAR 基础 PAEB 系统，每个测试场景五次全成功及时停车避免碰撞。这些软硬件组件正按 ISO-26262 标准汽车功能安全要求开发。Vella 和 Velarray 结合，Velodyne PAEB 方案设计用于城市、郊区、高速公路最高 80 mph 驾驶。
结论
既然黑暗夜间条件对行人危险，Velodyne 提议车辆评估机构扩展 PAEB 测试含小于 1 勒克斯环境光条件。AAA 和 NHTSA 测试证明夜间性能是当前 PAEB 系统主要改进机会。测试显示 LiDAR 方案有效且准备好实施。
本文由 David Hall 撰写，Velodyne LiDAR 创始人兼董事会执行主席（加州圣何塞）。更多信息请联系 Hall 先生 This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. 或访问 here 。
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