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新版C-NCAP三个C-V2X测评场景浅析

发表于:2024-3-01 09:35

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 作者:佚名    来源:焉知

  2024年1月18日,中汽中心官网发布了2024版中国新车评价规程(C-NCAP),这是自2006年首版C-NCAP起的第七次更新,新版评价规程将于2024年7月1日起正式实施。《C-NCAP 管理规则(2024 年版)》与《C-NCAP 管理规则(2021 年版)》相比,乘员保护板块、VRU板块、主动安全板块的测试项均做了明显的升级。
  1、在成员保护板块(分值占比54%),不仅优化了原先测试用例的条件设置,使得原测试场景更加严谨严苛,首创了侧面远端乘员保护评价项目,并引入了儿童遗忘提醒测评项目。
  2、VRU保护板块(分值占比25%),分为行人保护、行人AEB、电动两轮车/踏板车AEB三个部分,在2021版基础上新增了电动自行车和儿童目标物,更加符合中国交通特征。
  3、主动安全板块(分值占比21%),分为ADAS测试和灯光测试两部分,引入了如岔路口、高速公路、弯道等丰富的测试环境用例,新增了车辆开门预警评价、后方交通穿行提示评价、驾驶监控系统评价等测试项。
  值得特别介绍的是,在这版更新后的主动安全测试项中,引入了三个基于V2X技术的测评场景:CCRH(High Speed Car to Car Rear——车辆高速直行于前方静止目标车辆测试场景)、C2C SCPO(Car-to-Car Straight Crossing Path with Obstruction——在障碍物遮挡情形下,被测车在交叉路口直行与垂直角度路径穿行的目标车辆发生碰撞冲突的场景)、TSR(Traffic Sign Recognition——交通标志识别),推动了国内汽车制造商在车辆设计和生产阶段必须考虑搭载C-V2X通信技术以提升车型的安全性能评级,从而激发了产业在车路协同领域的技术创新和发展。仔细研读之后,可以发现这三个测试场景设计的巧妙之处,它们分别从V2X技术对智能驾驶的舒适性、安全性、效率性三个方面的加持表现,进行了用例设计
  CCRH——车辆高速直行与前方静止目标车辆测试场景
  CCRH测试场景下,GVT、VT和VUT在同一车道,VUT与VT以相同的速度保持固定的相对距离沿车道中间匀速行驶,在距离为A时,达到稳定车速,测试车速分别为 80km/h、 120km/h,对应两者之间的距离A分别为50m,100m。当VT和GVT车头的距离B分别达到 49m,73m时VT切出至相邻车道,VT车头位置与 GVT车头位置平行,切出过程持续时间为2.2s。在1.7≤TTC<4s时发出预警,测试场景通过,可得分。
  由于车速较高,这个场景对于摄像头和毫米波雷达的运算速度,以及车辆底盘转向或制动的响应速度都提出了很高的要求。假设VUT可以在VT切出后立即感知到静止的GVT并发出预警,此时TTC约为2.2s,且驾驶员为避免碰撞即刻采取相关动作(驾驶员反应时间约为0.6s~1s),所剩时间无论时跟随切出还是紧急制动,都会造成极不舒适的驾乘体验。
  这个场景在严重的交通事故中屡见不鲜。例如在高速公路上,有停靠路边的故障车,或慢速行驶的清扫车等,在被遮挡的情况下,后车无法预判危险,当前车突然切出后,后车距离前方静止/慢速车辆已经过近了。在能见度较差的情况下,视觉失效,单纯依赖毫米波雷达是无法准确识别前方静止车辆的,而一旦发生此类事故,就是车毁人亡的严重结果。
  为了解决此类场景,V2X技术作为一种“超视距”的无线通信感知手段,可以在GVT被VT遮挡的情况下,也能提前将本车的事故(静止)状态告知VUT,这样就给了VUT充足的反应时间,可以从容规划制动或者避让动作,从根本上解决了此类危险情况的发生,同时也不必对视觉/雷达感知设备的算法和底盘响应速度提出过于苛刻的要求。抛开CCRH这个测试用例不谈,在实际生活中也可以轻松应对各类不可预估的环境和道路因素。
  CCRH——车辆高速直行与前方静止目标车辆测试场景
  C2C SCPO 测试场景下,VT1、VT2、VT3为3辆静止车辆,是普通大批量生产的汽车,轴距应满足2.3m~2.9m的范围。GVT可具备C-V2X网联通信能力,VT1、VT2、VT3不做要求。VUT以所在车道的中心线为轨迹行驶,GVT 沿垂直于VUT方向移动且以车道中心线为行驶轨迹,VUT分别以50km/h和60km/h的匀速行驶开展测试,GVT分别以40km/h和50km/h的速度进行测试。在1.7≤TTC<4s时发出预警,测试场景通过,可得分。
  如果只依靠单车智能来说,右侧正在驶近的GVT完全处于被测车辆的盲区范围内,当行驶至距离路口20m时,VUT通过前视摄像头或角雷达感知到GVT,当VUT速度为50km/h,距离两车相撞的时间不足1.5s,当VUT速度为60km/h时,距离两车相撞的时间不足1.3s,排除感知系统预警时间和人类驾驶员正常的反应时间,制动时间是明显不足的。
  当考虑使用V2X技术时,VUT可在距离路口百米以外的范围获取到GVT的位置和预期行动轨迹,VUT自带的V2X模块将结合本车位置和预期行动轨迹融合计算得知即将发生的碰撞风险,提前向驾驶员发出危险预警,给驾驶员充足的反应预判时间,避免事故的发生。
  TSR--交通信号识别测试
  道路交通信号灯始终置为红色,VUT按照规划行驶路径沿车道中心线行驶,分别在直行道以40km/h、50km/h和60km/h,右转道以20km/h的速度测试TSR功能,VUT右转时需开启右转向灯,转向灯开启时刻不晚于转向开始时刻前2s。在TTC≥1.7s时发出预警,测试场景通过,可得分。
  这个场景的测试条件设置相对来说是比较简单的,信号灯形态常规、红灯常亮且没有遮挡。车辆需要准确的识别到前方红灯以及远处的路口停止线,经过综合计算后得出一个合理的预警时间,向驾驶员发出提示即可。在这个测试用例中,单车智能实现的难点在于摄像头是否能准确识别停止线,这关系到预警时间是否在合理的范围内,不会过早或过迟预警。
  然而在实际生活中并不存在如此简单的交通环境,信号灯识别的复杂程度远远高于这个测试用例:
  1、异性信号灯、临时移动式信号灯多种多样,视觉算法学习不足,经常无法识别;
  2、灯色持续变化,在信号灯不显示倒计时的情况下,车辆无法预知即将出现或结束的红灯,驾驶员不能提前规划合理的操作;
  3、雨雾天气及前方大车造成的信号灯遮挡和停止线遮挡,无法预警。
  使用V2X技术来应对以上情况,可以很好的解决实际道路使用中遇到的难题,保证高效行车、舒适行车。
  V2X路侧通信设备RSU(roadside unit)通过光纤等有线网络,连接到路口的红绿灯信号机,不考虑红绿灯的外形等因素,直接获取包括红绿灯相位和倒计时在内的后台数据,连同路段车道线位置和路口停止线位置,通过V2X无线通信手段广播给该路段500米范围内的车辆。相关车辆接收到该信息后,结合自身准确的定位数据,判断本车所在的车道、本车道的红绿灯相位和倒计时信息,以及距离停止线的距离,综合计算得出一个合理的红绿灯预警结果,保证车辆不发生闯红灯行为,甚至可以根据倒计时信息提前调整车速,做到不停车通过红绿灯。
  自2019年起,我国车路协同市场展现强劲增长态势,市场规模和项目数量连续三年保持稳定增长,复合增长率分别高达49.0%和13.9%,五年内总投资累计超过150亿元,催生的项目总数已突破1000个。
  国家层面高度重视智能化路侧基础设施的建设工作,并于1月17日由工业和信息化部、公安部、自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部等五部门联合发布了《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》。该通知围绕九个核心方向,包括建设智能化路侧设施、提升车载终端装配率以及构建城市级服务管理平台等,全面推进智能网联汽车“车路云一体化”的应用试点工作。
  试点内容中,明确提出要实现试点区域5G通信网络全面覆盖,部署LTE-V2X直连通信路侧单元(RSU)在内的C-V2X基础设施。开展交通信号机和交通标志标识等联网改造,实现联网率90%以上。此外,鼓励公共领域存量车辆进行C-V2X车载终端搭载改造,新车车载终端搭载率达到至少50%。
  与此同时,各大车企也在积极布局C-V2X业务,一汽、上汽、北汽、广汽、长城、蔚来、比亚迪、华人运通、通用、福特、奥迪等十多家国内外知名车企已经相继推出具备C-V2X技术的量产车型,标志着C-V2X技术正从试验应用阶段大步迈入商业应用阶段,展现出政府与企业共同推动车路协同及智能网联汽车产业发展的坚定决心与实际成果。基于C-V2X技术,我国已形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、测试认证、安全服务、应用运营及整车制造等完整的产业生态。新版C-NCAP发布后,对国内车企形成了强烈的牵引作用,传统主流车企、合资车企、新势力车企纷纷入局,启动了C-V2X技术上车的预研和开发。目前已有十几家车企20余款量产车型搭载了C-V2X直连通信功能,部分车型实现全系标配。
  可以看到,C-V2X技术已经开始在车辆主动安全领域试水,C-NCAP成为了全球首个引入C-V2X测试用例的NCAP组织。今后,为了解决更多的极端场景和corner case,C-V2X技术可能会成为一个突破口,利用无线通信在车联网、智慧交通领域的优势特性,在缓解雷视感知算法和线性底盘控制压力、降低车辆不断增加的智能化成本的同时,更好的保障行车安全、舒适和高效,未来的C-NCAP“五星好评”对购车者来说将更具参考价值。
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