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| 标准编号 | GB/T 33577-2017 (GB/T33577-2017) | | 中文名称 | 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 | | 英文名称 | Intelligent transportation systems -- Forward vehicle collision warning systems -- Performance requirements and test procedures | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | R87 | | 国际标准分类 | 03.220.20; 43.040.20 | | 字数估计 | 30,329 | | 发布日期 | 2017-05-12 | | 实施日期 | 2017-12-01 | | 引用标准 | GB 7247.1-2012; GB/T 20608-2006; JTG B01-2014 | | 采用标准 | ISO 15623-2013, NEQ | | 起草单位 | 清华大学、北京中交国通智能交通系统技术有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、浙江吉利汽车研究院有限公司、交通运输部公路科学研究院、重庆长安汽车股份有限公司、北京智华驭新汽车电子技术开发有限公司 | | 归口单位 | 全国智能运输系统标准化技术委员会(SAC/TC 268)、全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了车辆前向碰撞预警系统(以下简称FVCWS)的性能要求和测试规程。本标准适用于曲率半径大于125 m的道路和机动车辆，包括轿车，卡车，客车与摩托车。 | GB/T 33577-2017
Intelligent transportation systems -- Forward vehicle collision warning systems -- Performance requirements and test procedures
ICS 03.220.20;43.040.20
R87
中华人民共和国国家标准
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
2017-05-12发布
2017-12-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅰ
引言 Ⅱ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 功能与要求 4
5 性能测试方法 11
附录A(规范性附录) 碰撞报警的考虑因素 18
附录B(规范性附录) 弯道上的障碍物检测范围要求 23
附录C(规范性附录) 传感器的性能要求及测试目标要求 25
参考文献 26
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准与ISO 15623:2013(E)《交通信息和控制系统 车辆前向碰撞预警系统 性能要求和测试
规程》一致性程度为非等效。
本标准由全国智能运输系统标准化技术委员会(SAC/TC268)和全国汽车标准化技术委员会
(SAC/TC114)归口。
本标准起草单位:清华大学、北京中交国通智能交通系统技术有限公司、厦门金龙联合汽车工业有
限公司、浙江吉利汽车研究院有限公司、交通运输部公路科学研究院、重庆长安汽车股份有限公司、北京
智华驭新汽车电子技术开发有限公司。
本标准主要起草人:王建强、李克强、李斌、张春雨、陈音、丁洁云、陈晓冰、张德兆、刘卫国、李振华、
宋向辉、黄源水、李博、张强。
引 言
目前,世界范围内的汽车制造厂商及零部件供应商都已开始大力发展车辆前向碰撞预警系统并将
之产品化,这一系统已开始逐步进入市场。相应地,国际标准化组织发布了ISO 15623:2013《交通信息
国智能运输系统标准化委员会发布了GB/T 20608-2006《智能运输系统 自适应巡航控制系统 性
能要求与检测方法》。本标准采用了以上标准中的内容,并对部分技术参数进行了修改,阐述了车辆前
向碰撞预警系统的基本性能要求和测试规程,所规定的性能要求及测试规程适用于中国市场的车辆前
向碰撞预警系统,可以作为其他更先进产品标准的基础。
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
1 范围
本标准规定了车辆前向碰撞预警系统(以下简称FVCWS)的性能要求和测试规程。
本标准适用于曲率半径大于125m的道路和机动车辆,包括轿车,卡车,客车与摩托车。
注:车辆的安全驾驶责任仍为驾驶人本人。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 7247.1-2012 激光产品的安全 第1部分:设备分类、要求
GB/T 20608-2006 智能运输系统 自适应巡航控制系统 性能要求与检测方法
JTGB 01-2014 公路工程技术标准
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
碰撞报警 colisionwarning
系统向驾驶人发出需进行紧急避撞提醒的信息。
注:该报警于危险较为紧急的情况下发出,用于警告驾驶人需紧急刹车、换道或采取其他措施以避免碰撞。
3.2
系统向驾驶人提醒的报警信息,告知前方存在障碍车辆。
注:该报警于危险境况初期发出,通常是在驾驶人注意力不集中,或者行驶中的前车行驶状态突然改变而可能导致
碰撞的时候。
3.3
自车 subjectvehicle;SV
配有本标准所定义的车辆前向碰撞预警系统的车辆。
3.4
前车 forwardvehicle
位于自车行驶道路前方,且行驶方向相同的车辆。
3.5
能够提醒驾驶人与前车存在潜在追尾碰撞危险的系统。
3.6
障碍车辆 obstaclevehicle
被系统检测为潜在危险物的车辆,包括行驶中的车辆与静止车辆。
注:本标准中的车辆仅包含机动车辆(轿车,卡车,客车与摩托车)。
3.7
目标车辆 targetvehicle;TV
在自车前方行驶轨迹线上,距离自车最近的前车,它是车辆前向碰撞预警系统工作时所针对的
对象。
3.8
车间距离 clearance
自车车头到目标车辆车尾的距离。
3.9
车头时距 timeheadway;THW
用时间表示在同一路径上行驶的两车之间的距离,通过两车的车间距离除以自车速度计算。
3.10
相对速度 relativevelocity
自车与目标车辆的纵向车速之差,见式(1)。
vr(t)=vTV(t)-vSV(t) (1)
式中:
vr(t)---相对速度;
vTV(t)---目标车辆的车速;
vSV(t)---自车车速。
相对速度的值相当于两车的车间距离的变化率。其正值代表目标车辆比自车车速更高,车间距离
随着时间增大。
3.11
距离碰撞时间 timetocolision;TTC
当相对速度不为零时,可以通过式(2)计算在同一路径上行驶的两车,假定相对速度保持不变时距
离碰撞发生的时间。其值可以通过自车与目标车辆的车间距离除以相对速度来估算。当不满足计算条
件或TTC的计算结果为负值时,表明在上述假定条件下,碰撞不可能发生。
TTC=-
xc(t)
vr(t)
(2)
式中:
xc(t)---车间距离。
3.12
当自车与目标车辆的加速度不等,且其车速、加速度及车间距离满足 (vTV-vSV)2-2×(aTV-
aSV)×xc >0的条件时,可以通过式(3)计算强化距离碰撞时间,强化距离碰撞时间为考虑自车与目标
车辆的加速度,并假定该加速度保持不变时距离碰撞发生的时间。当不满足计算条件,或ETTC的计
算结果为负时,表明在上述假定条件下,碰撞不可能发生。
ETTC=
-(vTV-vSV)- (vTV-vSV)2-2×(aTV-aSV)×xc[ ]
(aTV-aSV)
(3)
式中:
aTV---目标车辆的加速度;
aSV---自车加速度。
3.13
报警距离 warningdistance
系统检测到与前车存在潜在碰撞危险时发出报警时刻的两车间距。
3.14
能见度 visibility
色温为2700K的白炽灯发出的非扩散光束的照度减少到初始值5%时所通过的路径长度。
3.15
按照驾驶员的设定控制车辆行驶速度的系统。
[GB/T 20608-2006,定义3.1.5]
3.16
常规巡航控制系统的提升和扩展(见3.15常规巡航控制),它可以通过控制本车发动机、传动系统
或制动器实现与前车保持适当距离的目的。
[GB/T 20608-2006,定义3.1.2]
3.17
相邻车道 adjacentlane
自车行驶车道的邻车道,与自车行驶车道共用一根车道线,该车道的行驶方向与自车行驶的方向
相同。
3.18
切入车辆 cut-invehicle
具有横向运动分量向自车行驶轨迹靠拢的前方相邻车辆。
3.19
急动度 jerk
加速度的变化率,是加速度对时间的一阶导数,可以作为车辆运动平顺性的一种度量方法。
3.20
最低车速 minimumvelocity
系统可操作时自车的最低车速,在此车速下,车辆前向碰撞预警系统应能够启动报警功能。
3.21
追尾碰撞 rear-endcolision
自车头部撞击到前车尾部的碰撞。
3.22
要求减速度 requireddeceleration
能够使自车恰好达到与目标车辆相等的车速,且不发生碰撞所需要的最小减速度,见式(4)。
areq=aTV+
v2r(t)
2×[xc(t)-xr(t)]
(4)
式中:
areq ---要求减速度;
xr(t)---由驾驶人对报警的反应时间而造成的车间距离减少量的总和。
3.23
制动报警 brakingwarning
车辆前向碰撞预警系统在检测到可能发生追尾碰撞后,在短时间内自动施加制动力的方式发出
报警。
3.24
车辆前向碰撞预警系统向驾驶人传递不同预警信息的形式,包括视觉、听觉与/或触觉。
3.25
横向偏移量 lateraloffset
自车与目标车辆的纵向中心线之间的横向距离,以相对于自车宽度的百分比作为度量单位。当自
车与目标车辆中心线平齐时,横向偏移量为零。
4 功能与要求
4.1 系统功能
车辆前向碰撞预警系统的主要功能是自车与前车存在潜在冲突危险时,向驾驶人发出报警。系统
功能通过判断以下信息来实现:
a) 自车与前车的相对距离;
b) 自车与前车的相对速度;
c) 前车是否位于自车的前方运动轨迹上。
基于上述信息,控制器(图1中称为“车辆前向碰撞预警系统目标挑选及预警决策”)根据行车危险
程度向驾驶人发出报警。
车辆前向碰撞预警系统的主要目的是自车与前车存在潜在追尾碰撞危险时,通过向驾驶员提供及
时的报警以辅助驾驶人避免碰撞或降低碰撞严重程度。报警时机应选择适当,使之既要及早,又不会造
成干扰或误警。
图1 车辆前向碰撞预警系统的工作原理
4.2 必要功能
配有车辆前向碰撞预警系统的车辆应能实现以下功能:
a) 检测到前车的存在;
b) 确定探测到的前车相对于自车的相对位置及位置的动态特性;
c) 确定自车的车速;
d) 估计自车的运动轨迹(Ⅱ型系统与Ⅲ型系统,分类方式见4.6);
e) 根据车辆前向碰撞预警系统的功能及要求向驾驶人发出报警。
4.3 工作模式
4.3.1 状态切换过程
车辆前向碰撞预警系统在工作过程中的状态切换过程见图2。
说明:
Vmin ---系统工作时的最低车速,单位为米每秒(m/s);
Vmax---系统工作时的最高车速,单位为米每秒(m/s);
δ ---车速变化的迟滞量,单位为米每秒(m/s)。
图2 车辆前向碰撞预警系统状态切换示意
4.3.2 状态描述
状态功能描述定义了系统在每个工作状态下所执行的功能:
● 系统关闭(1)
当车辆前向碰撞预警系统处于关闭状态,将不会进行报警。在这个状态下,可以向驾驶人提供一个
除了打开点火开关以外的启动系统的其他途径(如,设置一个系统开启/关闭的开关)。
当点火开关被置于关的挡位时,车辆前向碰撞预警系统切换到系统关闭状态。当系统故障检测单
元检测到系统不能正常工作时,系统进入故障模式,系统被切换到关闭状态。
● 系统待机(2)
当车辆前向碰撞预警系统处于待机状态,将不会进行报警。在这个状态下,系统检测自车的车速及
挡位状态。如果自车车速在系统工作的车速范围内,且挡位选在前进挡(除了倒挡及驻车挡以外的其他
挡位),系统将从待机状态切换到启动状态。当点火周期完成,发动机开始工作之后,或当发动机正在工
作,驾驶人手动启动了系统开关,系统将从关闭状态切换到待机状态。当自车车速不在车辆前向碰撞预
警系统的工作速度范围(考虑了车速变化的迟滞量δ)内,或驾驶人将挡位切换到倒挡、驻车挡时,系统
将从启动状态退出,进入待机状态。
● 系统启动(3)
当车辆前向碰撞预警系统处于启动状态,如果报警条件满足,则系统将发出报警命令。只要车辆挡
位处于任意前进挡,且车速在系统的工作范围以内,车辆前向碰撞预警系统将进入此状态。
4.3.3 工作限制条件
系统工作时的最低车速Vmin应不高于11.2m/s。系统工作时的最高车速Vmax应不低于27.8m/s
或车辆能够达到的最高车速。相对车速的最小值应不高于4.2m/s,最大值应不低于20m/s。
4.4 报警功能
4.4.1 报警目标对象
车辆前向碰撞预警系统针对运动的障碍车辆(包括“曾被检测到在运动,但当时停止”)应能够提供
报警,而针对静止的障碍车辆则是可选择的。
4.4.2 检测自车与障碍车辆间的距离及相对速度
前方障碍车辆的相关信息可由障碍探测装置(如光学雷达、无线电波雷达及摄像头等)检测。
4.4.3 判断距离碰撞时间
根据自车的速度,与障碍车辆之间的距离及相对速度可以预估出距离碰撞时间。如果系统同时检
测到多辆障碍车辆,则系统应自动选择自车行驶轨迹上将最快追上的障碍车辆。
4.4.4 预备碰撞报警及碰撞报警
车辆前向碰撞预警系统可以提供两种不同报警内容:预备碰撞报警及碰撞报警。预备碰撞报警的
目的是告知其前方存在障碍车辆。在这种情况下驾驶人应准备采取必要措施避免碰撞。碰撞报警是告
知驾驶人应采取必要措施避免碰撞。
报警方式可选择单独或综合使用视觉、听觉和/或触觉方式。碰撞报警中,在使用视觉的同时,必须
使用听觉和/或触觉报警方式告知驾驶人。
报警应由以下因素决定:自车和障碍车辆之间的相对速度、车间距离及自车车速、驾驶人对报警的
反应时间及自车与障碍车辆可能存在的制动减速度。
当自车正在接近障碍车辆时,报警的距离应由特定参数的阈值决定(如距离碰撞时间TTC)。
碰撞报警的考虑因素见附录A。
4.4.5 故障指示
在系统启动或操作过程中检测到故障时,驾驶人应被告知。
4.5 报警因素要求
4.5.1 系统输出
车辆前向碰撞预警系统应能向驾驶人发出碰撞报警,另外可以发出预备碰撞报警。
4.5.2 报警形式
车辆前向碰撞预警系统的报警形式应满足以下要求:
a) 碰撞报警应包含一种视觉报警及一种听觉与/或触觉报警,其中触觉报警可以采用安全带预警
的方式实现;
b) 预备碰撞报警应包含视觉或听觉或两者组合的报警形式,可以选择触觉形式作为补充;
c) 如果自车驾驶人正在采取制动操作,建议不要采取制动报警的形式向驾驶人报警;
d) 如果自车正在自动施加制动力,碰撞报警及预备碰撞报警中可以采取制动报警的形式;
e) 制动报警的持续时间应不超过1s,所产生的减速度应不超过0.5g,该报警过程中所产生的车
速下降范围应不超过2m/s。同时,为保证制动报警的有效性,应满足平均减速度不低于
0.1g,持续时间不低于100ms的要求;
f) 听觉报警提示音量应选择合理,清晰可辨,应可以区分与前撞危险不相关的其他报警(如横向
危险报警)。
4.5.3 要求减速度的阈值
车辆前向碰撞预警系统涉及的要求减速度的阈值应满足如下要求:
a) 若要求减速度areq超过其阈值范围,车辆前向碰撞预警系统应发出碰撞报警;在干燥路面及温
暖气候条件下,areq阈值应不超过0.68g(考虑了4.5.4的响应时间值);
b) 若车辆前向碰撞预警系统的报警时机可以由驾驶人进行调整,则至少其中应有一种设置能够
满足上一种关于要求减速度areq的阈值要求;
c) 当要求减速度的阈值较低时,车辆前向碰撞预警系统可以发出预备碰撞报警;
d) 碰撞报警及预备碰撞报警的要求减速度的阈值可以根据道路条件、环境、驾驶人状态、驾驶人
特性及不同的驾驶场景调整。
4.5.4 响应时间
车辆前向碰撞预警系统涉及的响应时间的取值应满足如下要求:
a) 在报警范围的计算中,应考虑驾驶人对报警的反应时间Tresp,该值不小于0.8s;
b) 在要求减速度areq的计算中,应考虑制动系统响应时间Tb,制动系统响应时间由系统设计者
选择;
c) 若自车驾驶人正在制动,驾驶人对报警的反应时间Tresp及制动系统响应时间Tb 应被设置
为0。
4.5.5 不报警条件
车辆前向碰撞预警系统应在如下条件下抑制或延迟报警:
a) 若自车减速度大于等于要求减速度areq的阈值,车辆前向碰撞预警系统不应发出任何报警;
b) 在满足表1中定义的曲率半径的道路上,车辆前向碰撞预警系统不应对不在自车车道内的前
车发出任何报警;
c) 若前车切入自车前方并车速高于自车,建议车辆前向碰撞预警系统不发出任何报警;
d) 若自车驾驶人正在制动,车辆前向碰撞预警系统可以抑制或延迟报警;
e) 若距离碰撞时间TTC大于4.0s,车辆前向碰撞预警系统可以抑制或延迟报警;
f) 若自车正在进行换道或高动态的操纵行为,或者若自车驾驶人正在通过加大油门来抑制车辆
的驾驶辅助系统主动施加的制动力,或者若自适应巡航系统正在施加最大的制动报警,车辆前
向碰撞预警系统可以抑制或延迟报警;
g) 若驾驶工况不满足4.3.3所定义的工作限制条件,车辆前向碰撞预警系统可以抑制或延迟
报警。
4.5.6 报警距离范围计算示例
最短的期望报警距离可以使用式(5)计算,可以假定驾驶人对报警的反应时间Tresp=0.8s,如3.22
中所定义的要求减速度areq=6.67m/s
2。
Xc_min_Warning=
vr2
2×(6.67-aTV)
+0.8×vr (5)
式中:
Xc_min_Warning---最短报警距离;
aTV ---目标车辆的减速度;
vr ---相对速度。
4.5.7 其他报警触发方式
对于使用其他报警触发方式(如TTC,或ETTC)的系统,报警触发时机需要满足4.5.3、4.5.4与
4.5.5节中的要求。
4.6 系统分类
根据适用的道路曲率半径对系统进行分类,见表1。
表1 系统分类
分类 水平方向曲率半径 说 明
Ⅰ型系统 ≥500m 具有在曲率半径不低于500m的道路上检测到前车的能力
Ⅱ型系统 ≥250m 具有在曲率半径不低于250m的道路上检测到前车的能力
Ⅲ型系统 ≥125m 具有在曲率半径不低于125m的道路上检测到前车的能力
4.7 障碍车辆检测区域及性能要求
4.7.1 障碍车辆检测区域
4.7.1.1 最小检测区域
系统的最小检测区域见图3。
说明:
d0 ---不具备距离测量能力时的最小可检测距离,单位为米(m);
d1 ---具备距离测量能力时的最小可检测距离,单位为米(m);
d2 ---对切入车辆的最小检测距离,单位为米(m);
dmax---最大可检测距离,单位为米(m);
h ---最高可检测离地高度,单位为米(m);
hl ---最低可检测离地高度,单位为米(m);
WL ---车道宽度,单位为米(m);
WV ---自车宽度,单位为米(m)。
图3 系统最小检测区域示意
4.7.1.2 检测距离
系统的检测距离要求细则见表2。
表2 检测距离要求
距离 公式或值 含义
dmax Vmax_rel×Tmax+Vmax_rel2/2amin 最大可检测距离
d2
Ⅰ型系统:≤10m;
Ⅱ型系统:≤7.5m;
Ⅲ型系统:≤5m
对具有20%横向偏移量的前车的最小检测距离
d1 Tmin×Vmin 系统具备距离测量能力时的最小检测距离
d0 ≤2m 最小可检测距离
注1:Vmax_rel 系统工作时的最大相对车速,单位是米每秒(m/s)。
注2:Vmin 系统工作时的最低车速,单位是米每秒(m/s)。
注3:Tmax 报警后驾驶人的最长制动反应时间,单位为秒(s)。
注4:Tmin 报警后驾驶人的最短制动反应时间,单位为秒(s)。
注5:amin 自车满载充分制动时所能达到减速度的最低标准,单位为米每二次方秒(m/s2)。
注6:Vmax_rel、Vmin、Tmax、Tmin与amin为系统的设计参数,由车辆制造商进行设计。
注7:附录A给出了部分参数的典型值。这些设计参数所规定的目标探测区域需满足5.5.2与5.5.3的要求。
4.7.1.3 检测宽度和高度
系统的检测宽度与高度的要求细则见表3。
表3 检测宽度和高度要求
距离 最小检测宽度 最小检测高度
dmax WL/m hl=0.2m,h=1.1m
d2 WV/m hl=0.2m,h=1.1m
d1 无特定要求 无特定要求
d0 无特定要求 无特定要求
4.7.1.4 水平弯道上的检测范围要求
水平弯道上的检测范围要求根据弯道半径而定,见附录B。
4.7.2 报警距离精度
非自适应系统的报警距离的误差应当在±2m或±15%范围之内。对这一条件的重复性试验需要
保证同样的初始测试条件,避免可能出现的系统性能偏差。自适应的车辆前向碰撞预警系统是指,系统
的报警时机不仅取决于自车及目标车辆的相对运动状态,还受到其他参数的影响。其他参数包括:道路
条件、环境、驾驶人状态、驾驶人特性及驾驶场景等。由于工作原理的不同,自适应系统的性能可以不满
足该项对报警距离精度的要求。
4.7.3 目标辨识能力
4.7.3.1 纵向辨识能力
如果自车前方检测区域内(即距离d1 到dmax内)有两辆或者更多障碍车辆,系统应有能力选择位于
自车行驶路径上且......
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