Testergebnisse: AEB zusammen mit der Wärmebildgebung kann Leben retten

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Ende 2019 schlossen sich FLIR und VSI zusammen, um den Einsatz von Wärmebildkameras für die Entwicklung eines zuverlässigeren automatischen Notbremssystems (AEB) unter allen Bedingungen voranzutreiben.

Im Juli 2020 kehrten wir zum American Center for Mobility (ACM) zurück, um ein integriertes AEB-System zu testen, das eine Wärmebildkamera, einen Radar, eine sichtbare Kamera und FLIR CNN umfasste. Die Tests wurden an vier handelsüblichen Fahrzeugen unter schwierigen Bedingungen durchgeführt.

Die Testergebnisse zeigen, dass das AEB-System mit der hinzugefügten Wärmebildkamera in den ergänzenden Abstandstests deutlich besser abgeschnitten hat als bestehende kommerzielle AEB-Systeme. Lesen Sie die Kurzfassung der Testergebnisse unten oder laden Sie das vollständige Whitepaper herunter.

Kurzfassung: Verbesserung der AEB-Effektivität mit Wärmebild-Sensortechnik

Aktuelle Umstände

Im Jahr 2019 kamen mehr als 6.000 Fußgänger in den Vereinigten Staaten durch Verkehrsunfälle zu Tode, die höchste jährliche Gesamtzahl, die jemals verzeichnet wurde, und mehr als 100.000 Verletzte wurden in Krankenhäusern untergebracht. 75 % der gemeldeten Todesfälle traten nachts auf. (1) In einem kontinuierlichen Bemühen, Straßen sicherer zu machen, haben sich zwanzig Automobilhersteller dem US-Kongress verpflichtet, ab 2022 alle neu hergestellten Autos und Lastwagen mit AEB-Systemen auszustatten. Die heutigen Testverfahren des Euro New Car Assessment Programme (NCAP) umfassen jedoch keine Tests auf gängige Fahrbedingungen wie das Fahren in völliger Dunkelheit oder bei Blendung. Die AAA hat potenzielle Schwächen bei aktuellen AEB-Systemen unter Tag- und Nachtbedingungen in ihrem Papier vom Oktober 2019, Automatische Notbremsung mit Fußgängererkennung, aufgedeckt. (2)

Zur Erkennung von Fußgängern greifen aktuelle AEB-Systeme entweder auf Kameras für sichtbares Licht, Radare oder auf beides zurück. Derzeit verwenden keine Systeme Wärmebildkameras, die einen Fußgänger in größerer Entfernung erkennen können, als es typische Scheinwerfer für eine sichtbare Kamera können.

PRÜFUNG DER WÄRMETECHNIK IN AEB-SYSTEMEN

In diesem Artikel wird die Theorie überprüft, ob die Ergänzung der modernen Radar- und sichtbaren Lichttechnik durch Wärmetechnik Fußgängerkollisionen unter gängigen Fahrbedingungen verringern kann. Ein von FLIR gesponsertes Auto, das ein integriertes AEB-System verwendet, welches Wärmebild-, Radar- und sichtbare Lichterfassung mit einem Convolutional Neural Network (CCN) kombiniert, das mit vier kommerziell erhältlichen Autos mit hochmodernen AEB-Systemen getestet wurde. Fünf Testfälle wurden auf der Grundlage von Euro-NCAP-Testprotokollen entwickelt. Die Tests umfassten Szenarien, die derzeit nicht in den Standardtests zur positiven Erkennung von AEB enthalten sind. Dies sind: tagsüber, wenn sich die Kleidung von Fußgängern mit dem Hintergrund vermischt, tagsüber, als Fußgänger in übergroßer Kleidung, nachts, beim Fahren, beim Fahren in grellem Sonnenlicht und nachts, wenn ein Kind oder ein erwachsener Fußgänger hinter einem geparkten Auto auftaucht.

Die Ergebnisse sind überzeugend:
• Das thermisch integrierte AEB-System war in 25 von 25 Tests erfolgreich bei der effektiven Vermeidung von Fußgängerverletzungen, mit nur zwei Fällen, in denen das Fahrzeug den SPT (Soft Pedestrian Target) berührte, aber nicht umstieß
• Die vier im Handel erhältlichen AEB-Systeme zeigten eine positive Leistung beim Testen am Tage (42 von 50 Tests bestanden). Diese Systeme schnitten bei den Nachttests nicht gut ab und stießen in allen außer zwei Testfällen auf den SPT.
• Automobilhersteller, Lieferanten der Stufe 1, staatliche Regulierungsbehörden und Prüfagenturen für die Automobilindustrie haben die Möglichkeit, AEB durch die Erweiterung der AEB-Compliance-Tests um brauchbare Sensortechnologien wie thermische Erfassung zuverlässiger zu machen.

Einführung

Seit mehreren Jahren hat FLIR Systems, Inc. (FLIR) mit Automobilherstellern und Lieferanten der Stufe 1 zusammengearbeitet, um bei der Entwicklung von hochmodernen ADAS- und AV-Systemen mit thermischem Ferninfrarot (FIR) in der Sensorik zu helfen. FLIR beauftragte VSI Labs (VSI) mit der Entwicklung und dem Test der weltweit ersten integrierten AEB-Sensorik, die eine langwellige Infrarot-(LWIR-)Wärmebildkamera, einen Radar, eine sichtbare Kamera und ein Convolutional Neural Network (CCN) einsetzte.

VSI hat dieses System in eine Ford Fusion 2018 integriert und zusammen mit vier Fahrzeugen aus dem Jahr 2019 getestet, die mit damals hochmodernen AEB-Systemen eingesetzt wurden. Alle Tests wurden am American Center for Mobility (ACM) in Ypsilanti, Michigan, durchgeführt. Die Tests basierten auf positiven Erkennungstests des Euro New Car Assessment Programme (NCAP) mit zusätzlichen Abstandstests, die von VSI entwickelt wurden, um häufige Fahrbedingungen wie Dunkelheit und Sonnenblendung darzustellen. Diese Abstandstests stellen Bedingungen dar, die derzeit nicht von NCAP oder anderen Testagenturen getestet wurden. VSI hat die Tests so konzipiert, dass sie das Fahren in Richtung eines Soft Pedestrian Target (SPT) beinhalten, das erhitzt wird, um einen Menschen bei 40 km/h (25 mph) nachzuahmen. Die FLIR-Prämisse lautete, dass die derzeit im Handel erhältlichen AEB-Systeme von Fahrzeugen Schwierigkeiten haben würden, einen Fußgänger bei Dunkelheit und Sonnenblendung sowie bei vollständig heller oder dunkler, übergroßer Kleidung zu erkennen und auf ihn zu reagieren.

Dieses Dokument beschreibt die Testmethodik, das Testverfahren und die Testergebnisse von VSI.

SENSORTECHNOLOGIEN FÜR AEB

FLIR glaubt, dass es keinen einzelnen Sensor gibt, der ein zuverlässiges automatisches Notbremssystem (AEB) ermöglichen kann. Nur durch das Zusammenführen einer Kombination von Sensoren kann ein AEB-System unter gängigen Fahrbedingungen präzise arbeiten. Wie die Ergebnisse der in diesem Dokument gezeigten Tests veranschaulichen, hat eine Kombination aus thermischen, Radar- und sichtbaren Temperatursensoren mit Fußgängererkennung das Potenzial, dies zu leisten.

Methodik

Die häufigsten Fußgängerkollisionen treten auf, wenn ein Fußgänger eine Fahrbahn senkrecht zu einem Fahrzeug überquert. Die meisten Euro NCAP Fußgänger-AEB-Testfälle ähneln dieser Art von Szenario. VSI hat seine Testprotokolle auf dieses Szenario eines senkrechten Fußgängerüberwegs gestützt und zusätzlich fünf Abstandstests durchgeführt, die auch Tests bei Dunkelheit, Sonnenblendung und alternativer Kleidung eines Fußgängers umfassten. Die NCAP-Standards wurden bei der Prüfung am Tag auf trockener Straße, der Temperatur zwischen 5 °C und 50 °C (41 °F und 122 °F), Tageslicht und klarer Sicht eingehalten. Bei Nacht wurden die wichtigsten NCAP-Verfahren befolgt, um die senkrechte Position des Autos nachzuahmen, wobei die nächtlichen Merkmale zum Abstandstest hinzugefügt wurden. Um das Risiko einer Beschädigung des Fahrzeugs oder SPT bei wiederholten Kollisionen zu verringern, wurde jeder Testfall fünfmal wiederholt oder bis das zu prüfende Fahrzeug (VUT) maximal zweimal mit dem SPT kollidierte.

Beim ACM wurde der VSI Ford Fusion mit den thermisch integrierten, Radar- und sichtbaren Sensoren den Euro NCAP-Tests unterzogen, die kommerziell erhältliche Autos während der Entwicklung und im Rahmen eines neuen Autobewertungsprogramms bestehen. Die Tests wurden vom ACM-Track-Personal durchgeführt. Der VSI Ford Fusion hat alle Tests bestanden, die vollständigen Ergebnisse finden Sie in Anhang II dieses Dokuments.

KOMMERZIELL ERHÄLTLICHE FAHRZEUGE MIT AEB

VSI wählte vier (4) kommerziell erhältliche Fahrzeuge mit Top-AEB-Systemen aus, um sie neben dem VSI Ford Fusion-Testfahrzeug zu testen, welches das thermisch integrierte AEB-System beinhaltete. Die Fahrzeugmodelle waren:

2019 Tesla Modell 3 mit Autopilot™ 3.0

Das 2019 Tesla Modell 3 ist eine elektrische Limousine mit Autopilot 3.0. Das AEB-System des Tesla basiert auf drei nach vorne gerichteten Kameras hinter der Windschutzscheibe im Rückspiegelausschnitt und einem 160 Meter nach vorne gerichteten Radar. Weitere Informationen über Tesla Autopilot.

2019 Toyota Corolla mit Toyota Safety Sense™ 2.0

Der 2019 Toyota Corolla ist eine viertürige Limousine mit dem Sicherheitssystem Toyota Safety Sense 2.0, das eine integrierte nach vorne gerichtete sichtbare Kamera und ein auf dem Grill angebrachtes Radarsystem umfasst, das entwickelt wurde, um eine Kollision mit einem vorausfahrenden Fahrzeug oder Fußgänger zu vermeiden. Safety Sense 2.0 ist das ADAS-Paket der neuesten Generation und bietet eine verbesserte Erkennung bei schlechten Lichtverhältnissen. (5) Weitere Informationen über Toyota Safety Sense 2.0.

2019 Subaru Forester mit Subaru EyeSight®

Der 2019 Subaru Forest ist ein kompakter SUV mit Subaru EyeSight Fahrerassistenztechnik. Das System basiert auf zwei nach vorne gerichteten Kameras, die hinter der Windschutzscheibe auf beiden Seiten des Rückspiegels montiert sind. Weitere Informationen über Subaru EyeSight.

2019 BMW X7 mit Mobileye®

Der BMW X7 ist ein Full-Size-SUV mit dem TriCam4-Modul von Mobileye. Das AEB-System mit Fußgänger- und Radfahrererkennung basiert auf drei nach vorne gerichteten Kameras mit einem Sichtfeld von 28º, 52° und 150°. Weitere Informationen über BMW Fahrerassistenz.

BEI ACM GETESTETE FAHRZEUGE

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(1) https://www.ghsa.org/resources/news-releases/pedestrians20
(2) https://www.aaa.com/AAA/common/aar/files/Research-Report-Pedestrian-Detection.pdf
(3) M. Yanagisawa, E. Swanson, P. Azeredo und W. Najm, „Estimation of potential safety benefits for pedestrian crash avoidance systems,“ National Highway Traffic Safety Administration, 2017.
(4) Alle Produkt- und Firmennamen sind Marken™ oder eingetragene Marken® ihrer jeweiligen Inhaber. Die Verwendung eines Produkts oder einer Unternehmensmarke impliziert keine Verbindung zu FLIR oder VSI oder eine Billigung durch die Markeninhaber.
(5) https://www.toyota.com/content/ebrochure/CFA_TSS_2.pdf