撰文 / 毛溶洁（长安汽车安全领域总工程师）

编辑 / 王雨竹

排版 / 雪梅

“为了满足多样化的用户场景和部分特殊需求，实现多尺度的碰撞感知变得至关重要，首次碰撞的感知技术尤其需要深入研究。”长安汽车安全领域总工程师毛溶洁说。

毛溶洁是在11月8日上午在昆山开幕的2024第九届新汽车技术合作生态交流会（NAT-CES 2024)上做出此番表述。

长安汽车安全领域总工程师毛溶洁

2024第九届新汽车技术合作生态交流会主题是“平衡与突破”，这是在中国新汽车产业发展努力突破内卷环境下举行的汽车行业重要会议。

此次交流会，上百位中国主流车企研发、采购领导人，数百家主流新汽车供应链企业家，齐聚一堂，主零面对面，行业交流、技术探讨、企业赋能、产业对接，持续构建新汽车技术合作生态圈。

毛溶洁是作为主流车企研发高管，针对当下汽车主被动安全发表了上述主题演讲。

“提到碰撞，最先被想起的可能是传统的被动安全碰撞。传统的被动安全主要依赖于传感器来感知车辆的碰撞及其强度，并结合约束系统解决车内乘员的安全问题。但随着车辆数量的增长，车外的安全问题变得越来越重要。”毛溶洁说。因此，今天她的话题围绕“多尺度碰撞感知需求与车载解决方案“展开。

一方面，数据表明交通事故碰撞后，车辆常常会发生二次碰撞，而由于速度不同，二次碰撞时的感知方式通常与传统的感知方式有所不同；另一方面，随着智能化技术的发展，驾驶时的责任在主机厂和驾驶员之间发生了变化，感知系统成为了重要的手段。

因此，毛溶洁总结道，随着智能驾驶和智能化技术的进步，故障感知领域面临着越来越多的场景和需求，进而推动碰撞感知技术的发展。

而为了满足多样化的用户场景和部分特殊需求，实现多尺度的碰撞感知变得至关重要，首次碰撞的感知技术尤其需要深入研究。

对此，长安汽车对行业的现有传感器进行了研究。毛溶洁总结道，传统领域用得最多的是加速传感器、压力传感器和带状开关。

尽管加速传感器是在行业里面用于碰撞识别和碰撞驱动的最主要的一个产品，但是它一定需要力的传递，并且对于高强度的碰撞有一定的缺失板块。

而压力传感器在很多领域用得比较好，但在碰撞领域有它的缺陷，即需要一个变形空间才能触发压力传感器的作用，无法通过压力传感器去区分人撞车、车撞车还是动物撞了车。

带状开关则需要与物体发生物理接触才能激活。大规模使用带状开关可能会导致车辆外观设计的重大改变，且由于其需与物体直接接触的特性，限制了其在车辆大面积表面的应用。

因此，长安汽车探索了很多接触式感知传感器。最终他们选择基于弹性波传感器开展多尺度碰撞感知研究。

毛溶洁表示，这是因为经过一系列测试，发现弹性波传感器不仅适用于高速工况的识别，也具备低速工况下的应用潜力。不同工况下产生的不同信号进一步证实了传感器能够有效地识别碰撞的强度。

在后续的研究中，他们从很多方面对弹性波传感器进行了探索，并有以下发现。

首先，在独立性方面，弹性波传感器在不同的零部件之间需要差异化部署，即不能单一传感器覆盖整车的前部或后部，而是要根据各部件的具体需求配备相应的传感器。

因此，这一方案的应用规模受到限制。若不受限于传感器的数量，弹性波传感器则可实现全车覆盖，类似于皮肤的感知功能。

其次，弹性波传感器与其他系统的融合。这种融合能够为更多场景和不同碰撞强度提供区分能力，使弹性波传感器能够作为一个碰撞感知的信号服务平台。然而，当前的弹性波传感器也存在技术壁垒，主要表现在大多数弹性波传感器为无源传感器，与其他传感器的融合需要主机厂进行特定的设计和整合。

最后，他们进一步探索了弹性波传感器的多功能应用。研究发现弹性波传感器可增强行人保护，替代现有的压力传感器，实现车外视觉信息单元（VIU）的防护功能。

此外，弹性波传感器在车辆安全方面也展现出了潜力，例如在车辆发生碰撞变形时提供预警，增强电池安全性。弹性波传感器还能用于哨兵模式。不过，这些应用场景产生的能量和信号特征各不相同，因此需要进行专门的信号采集与处理。

在演讲的最后，毛溶洁表示还将继续弹性波传感器的研究，以拓宽其使用范围。

毛溶洁在演讲前，还与许多中国主流车企研发、采购领导人，以及主流新汽车供应链企业家见面，并参观了同期举行的产品与技术展示。

主题演讲之后，当天下午的交流会举行了主被动安全专场的圆桌讨论。围绕“新汽车主被动安全技术前瞻”，众多行业嘉宾进行了深入、专业的讨论。

为期两天的2024第九届新汽车技术合作生态交流会由世界新汽车技术合作生态协会主办，轩辕之学新供应链学院、中国汽车产业出海协作会为协办单位。

NAT-CES 2024的前身是中国汽车供应链峰会，经过长达9年的发展演变，已经成为中国新能源智能网联汽车产业年度交流盛会，标志着中国新汽车技术合作生态交流平台升级启航。

此次交流会是专业会议、技术展示和铃轩盛典三位一体的中国汽车产业主零交流重要活动，包括2大行业专场、8大技术专场，1场产品与技术展示、1场主零交流之夜和1场铃轩奖盛典。供应链优秀企业代表和主机厂相关负责人围绕动力系统、底盘系统、智能驾驶、智能座舱、热管理系统、车用芯片、轻量化与新材料，以及主被动安全等8个方面举行专场会议，就行业技术趋势发表主题演讲并进行圆桌讨论。

以下是毛溶洁的演讲实录，此处有删减。

各位同仁下午好！非常荣幸参与此次分享。我今天的话题是基于多尺度碰撞感知需求与车载解决方案。

说到碰撞，大家可能最直接联想到的是传统的被动安全碰撞。传统的被动安全主要依赖于传感器来感知车辆的碰撞及其强度，并结合约束系统解决车内乘员的安全问题。但随着车辆数量的增长，我们也需要关注车外的安全问题。今天我们来看看碰撞的一些需求。

首先，我们可以看到一组数据，在众多的交通事故中，会发现事故碰撞后，由于车辆的惯性和驾驶员的操作，以及驾驶员的停滞反应，车辆可能会继续前行再次碾压受害者，从而导致更大的车辆和人员损伤。同时，在二次碾压的过程中，我们可以看到踏板事故的统计。在大多数情况下，人们会因为紧张、驾驶员的紧张而误把油门当作刹车踩下。在所有这些数据中，它们与传统的感知方式有所不同。我们发现在二次碾压中有许多事故的速度低于20km/h。如果速度低于20km/h的碰撞，那么通过人为的车辆主动降速或制动，或许可以挽救生命。

其次，随着智能化主被动安全系统的融合和自动驾驶技术的到来，主机厂的责任与驾驶员的责任将会发生变化。当车辆处于自动驾驶状态时，主机厂的责任大于驾驶员的责任；而当驾驶员为主导时，责任可能更多地落在驾驶员身上。在这种情况下，感知系统成为重要的手段。但感知系统的配置和技术应用并不是全面的，在不同的感知系统下会存在盲区。同时，自动驾驶车辆发生事故时，如果没有事故识别能力并且缺乏人员监管，可能会发生更严重的事故，甚至出现逃逸的情况。同样地，由于自动驾驶缺乏车辆感知系统，即使发生小事故或轻微事故，车辆也可能继续前行，造成无法预估的损失。

随着智能驾驶和智能化技术的进步，故障感知领域面临着越来越多的场景和需求，推动碰撞感知技术的发展。例如，通常情况下，人类手动泊车的速度大约为5公里每小时，且人们可以根据个人判断选择更适合的停车位。但是，自动驾驶车辆在泊车时会进行精确计算，评估是否具备泊入特定车位的能力，一旦确认可行，车辆将以极低的速度，如0.01至0.1公里每小时，甚至平均速度约为2公里每小时，进行所谓的“游库”动作。在这个过程中，如果发生轻微擦碰，自动驾驶车辆可能无法感知到。

另一个常见的场景是在狭小的空间内停车，这种情况无论是对人类驾驶员还是自动驾驶车辆来说都是挑战。人们在停车后往往会下车检查是否发生了碰撞，而自动驾驶车辆在停车过程中如果启动了自动刹车功能，同样需要能够向用户发出警告和提示。在常规情况下，人类驾驶员能够根据周围环境做出判断，但自动驾驶车辆可能不具备完全的判断能力。

上述场景说明了停车环境和泊车环境的复杂性。尽管讨论了许多具体的场景，但值得注意的是，碰撞本质上是能量的变化，生活中存在许多无需特别识别的碰撞情形。例如，手中提着重物时脚部轻微的触碰，或是车辆轮胎与台阶接触，水车经过时洒水的冲击。这类碰撞与传统意义上的车辆间碰撞或交通状况下的碰撞有着根本的区别。因此，为了满足多样化的用户场景和部分特殊需求，实现多尺度的碰撞感知变得至关重要，首次碰撞的感知技术尤其需要深入研究。

我们对行业的现有传感器进行了研究。传统领域用得最多的是加速传感器、压力传感器和带状开关。加速传感器是在行业里面用于碰撞识别和碰撞驱动的最主要的一个产品。但是它一定需要力的传递。市场中多应用于钣金结上面，这样可以快速识别和碰撞，对于高强度的碰撞，碰撞范围广泛，但有一定的缺失板块。压力传感器在很多领域用得比较好，但在碰撞领域有它的缺陷，即需要一个变形空间才能触发压力传感器的作用。在整车厂，压力传感器多应用于行人保护的识别。这样的行动也无法通过压力传感器去区分人撞车、车撞车还是动物撞了车，这是它的缺陷。

带状开关也是一种用于识别碰撞的手段，需要与物体发生物理接触才能激活。大规模使用带状开关可能会导致车辆外观设计的重大改变，且由于其需与物体直接接触的特性，限制了其在车辆大面积表面的应用。

为此，我们对其他接触式感知传感器进行了探索。其中，电容传感器因其在瞬间接触时即可产生感知信号而显示出应用潜力。这类传感器已在写字板、门禁系统、老人机等领域广泛应用，但将其应用于车辆时，面临高能量碰撞下可能不敏感的问题，因为电容传感器依赖于电场的变化。

此外，我们还研究了弹性波传感器，该传感器在地震监测、飞机安全结构检测、桥梁健康监测等领域表现出色，能够有效区分不同强度的碰撞。我们正在探索弹性波传感器在车辆碰撞感知系统中的应用潜力。

首先，我们选择了自动泊车场景来进行弹性波传感器的研究。选择这一场景的原因在于，自动泊车场景相较于高速行驶场景更为复杂，环境多变且不确定性更高。在定义具体工况和场景的基础上，我们进行了广泛的测试。通过对全国约500家停车场的研究，我们发现停车场内部存在多种多样的需求，例如需要识别躺在地上的人或打牌的人群，各种类型的护栏、水泥柱、消防栓、石礅、锥桶等固定物体，以及挡轮器、搓衣板路、排水沟等可能引起轻微碰撞的障碍物。

基于上述研究，我们展开了基于弹性波传感器的多尺度碰撞感知研究。在识别类研究中，我们开发了超过280种场景工况，并进行了详尽的碰撞验证。研究表明，在相同的撞击速度下，撞击物的硬度对信号的影响显著；而在不同的撞击速度下，不同类型撞击物所产生的信号特征也存在明显差异。对于低速工况下的应用可行性，我们也进行了深入探讨。依据国家标准、C-NCAP、C-IASI等标准，我们实施了一系列试验。结果显示，正常行车工况与高速工况下的波形特征有显著区别，这证明了弹性波传感器不仅适用于高速工况的识别，也具备低速工况下的应用潜力。不同工况下产生的不同信号进一步证实了传感器能够有效地识别碰撞的强度。

基于以上研究，我们提出了弹性波传感器的系统化应用方案。

首先，我们探讨了弹性波传感器的独立应用。研究发现，弹性波传感器在不同的零部件之间需要差异化部署，即不能单一传感器覆盖整车的前部或后部，而是要根据各部件的具体需求配备相应的传感器。考虑到主机厂的成本和实际限制，我们通过大量分析得出结论：通过硬线连接或控制单元连接独立应用弹性波传感器，可以较为准确地判断是否发生碰撞，且判断的置信度较高。然而，这一方案的应用规模受到限制。若不受限于传感器的数量，弹性波传感器则可实现全车覆盖，类似于皮肤的感知功能。

我们还进行了弹性波传感器与其他系统的融合研究。研究发现，这种融合能够为更多场景和不同碰撞强度提供区分能力，使弹性波传感器能够作为一个碰撞感知的信号服务平台。然而，当前的弹性波传感器也存在技术壁垒，主要表现在大多数弹性波传感器为无源传感器，与其他传感器的融合需要主机厂进行特定的设计和整合。

基于上述研究，我们进一步探索了弹性波传感器的多功能应用。如果一个新兴传感器的应用仅限于碰撞感知或为智能驾驶、防止二次碾压及保护乘员安全服务，其推广范围将受到限制。因此，我们开展了额外的研究，发现弹性波传感器的特性，如通过敲击车门触发开门机制，能够增强行人保护，替代现有的压力传感器，实现车外视觉信息单元（VIU）的防护功能。

此外，弹性波传感器在车辆安全方面也展现出了潜力，例如在车辆发生碰撞变形时提供预警，增强电池安全性。弹性波传感器还能用于哨兵模式。这些应用场景产生的能量和信号特征各不相同，因此需要进行专门的信号采集与处理。

我们接下来会做更多的研究，将它的使用率提高。谢谢大家！以上就是我的分享！