前碰撞预警系统（FCW）功能逻辑分析

开垦者

ADAS系统功能可以简单分为监测、预警、控制三种类型，监控、预警系统一般属于L0/L1级别，高级别的自动驾驶系统一般都带有控制作用。

早期的ADAS技术主要以被动式报警为主，当车辆检测到潜在危险时，会发出警报提醒驾车者注意异常的车辆或道路情况。而如今的ADAS技术来说，主动式干预也很常见。



接下来我们详细解析各ADAS系统的功能设计及逻辑，本篇从L0级别的纵向车辆控制功能——前碰撞预警系统说起。

一、前碰撞预警系统功能说明

FCW系统功能说明

FCW系统通过摄像头、雷达等传感器实时监测前方的车辆情况，判断本车与前车之间的距离、方位及相对速度，当存在潜在碰撞危险时发出报警对驾驶者进行报警，FCW系统本身不会采取任何制动措施去避免碰撞或控制车辆。

一般该系统包括两个报警阶段：报警阶段I（距离靠近预警）、报警阶段II（碰撞预警）；报警阶段II时会发出声、光、触觉等提示驾驶员，部分系统仅有一级预警。



FCW系统输入/输出组成

一般简单的FCW系统的输入输出组成如下表所示。

序号	输入	备注
1	摄像头图像/视频信号	用于感知目标等
2	雷达等其他传感器信息（通过CAN等方式通讯）	用于感知部分目标融合
3	IGON/OFF和功能开关信号	休眠模式<——>工作模式
4	车身标定参数（车宽、摄像头安装尺寸等）	用于标定，提高系统稳定性
5	车身CAN信息（车速）	用于计算TTC，预测碰撞风险
6	车身CAN信息（转向灯开关、油门踏板信号、制动信号、方向盘转角等）	用于切换系统状态机，及时进行报警抑制等

序号	输出	备注
1	报警信息	用于报警
2	故障信息	用于提示系统故障
3	系统当前状态	记录系统当前状态，包括车速、碰撞目标距离、TTC等

FCW系统性能指标

系统性能一般由供应商提供，OEM进行评审，其中典型指标包括误报率、最小转弯半径、检测对象、工作车速区间、坡度区间等。

误报率：误报率高仪表会滴滴的报警不停，导致用户体验较差，容易引起投诉，一般为数千公里/次。

系统可适用的最小转弯半径：根据法规要求，分为I/II/III型系统，分别是具有在曲率半径不低于500m/250m/125m的道路上检测到前车的能力。

二、前碰撞预警相关法规

FCW系统目前较为成熟，相关法规完善，出于安全考虑，国内外均有法规要求部分车辆进行强制安装该系统。



以下列出部分FCW相关法规供大家参考：

《GB∕T_33577-2017_智能运输系统_车辆前向碰撞预警系统_性能要求和测试规程》

《JT_T883-2014 营运车辆行驶危险预警系统 技术要求和试验方法》

《JT/T 1178.1-2018 营运货车安全技术条件 第1部分：载货汽车》

《NTHSA-26555 FORWARD COLLISION WARNING SYSTEM CONFIRMATION TEST》

《ISO-15623 Intelligent transport systems Forward vehicle collision warningsystems-Performance requirements and test procedures》

以上相关法规包括中国国标、ISO和美国要求，33577较多的参考了ISO标准，并在其基础上做了完善；其中对于FCW的测试章程也进行了较多的描述，我们可以根据法规进行针对的测试。

三、前碰撞预警系统逻辑

系统状态：

FCW系统可以简单分为关闭/待机/报警/抑制四种状态，当FCW通过开关开启功能后，系统状态在待机/报警/抑制三种状态下进行切换。

待机——>报警，满足以下所有条件：

前方目标位于本车行车轨迹

前方目标碰撞门限TTC<设计值

报警——>待机，满足以下任一条件：

前方目标离开本车行车轨迹

前方目标碰撞门限TTC≥设计值

待机或报警——>抑制状态，满足以下任一条件：

驾驶员制动踏板踩下

驾驶员拉起手刹

车辆处于倒挡

驾驶员开启任意一侧转向灯

ABS激活

系统故障

抑制状态代表驾驶员已经意识到了碰撞风险并认为进行了避险操作，所以可以停止报警行为，以上条件仅举例说明；或当前系统出现故障，停止系统功能。

TTC策略：

系统选定了碰撞风险目标后，会根据车速、距离等信息进行TTC的计算；包括TTC和ETTC公式，算法可以参照33577法规。



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