Tambahkan LiDAR ke ADAS untuk Keselamatan Pejalan Kaki

Sebagian besar kendaraan baru yang dijual di Amerika Serikat saat ini termasuk Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) yang dilengkapi dengan Pedestrian Automatic Emergency Braking (PAEB) sebagai fitur standar atau opsional. Sementara ADAS yang canggih telah meningkatkan jalan bebas hambatan dan mengemudi dengan kecepatan tinggi, kebutuhan dasar untuk mitigasi tabrakan dengan pejalan kaki dan pengendara sepeda sebagian besar masih belum tertangani.

Lebih dari 6000 pejalan kaki tewas setiap tahun dalam kecelakaan terkait lalu lintas di Amerika Serikat, lapor National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). Laporan Asosiasi Keselamatan Jalan Raya Gubernur mencatat bahwa 75 persen dari kematian ini terjadi pada malam hari. Memanfaatkan ADAS berbasis teknologi kamera dan radar, terbukti tidak memadai untuk menjawab tantangan ini. Tes independen yang dilakukan oleh NHTSA dan American Automobile Association (AAA) mengungkapkan bahwa sistem PAEB sering gagal melindungi pejalan kaki dalam kondisi gelap.

Menguji PAEB dalam Kondisi Gelap

Sistem PAEB dapat menyelamatkan ribuan nyawa setiap tahun dengan meningkatkan kinerja dalam kondisi gelap. Antara 2009 dan 2018, kematian pejalan kaki meningkat sebesar 53 persen. Dari peningkatan ini, 90 persen disebabkan oleh kecelakaan malam hari, menurut laporan Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) dan Governors Highway Safety Association. NHTSA telah melaporkan bahwa pada tahun 2018, 76 persen dari 6.283 kematian akibat kecelakaan pejalan kaki di AS terjadi dalam kondisi gelap.

Penilaian oleh AAA dan NHTSA telah menunjukkan bahwa fitur PAEB sering gagal menghindari crash di malam hari. Laporan AAA menyatakan “hanya sedikit atau tidak ada informasi yang tersedia untuk umum mengenai kinerja sistem deteksi pejalan kaki dalam kondisi cahaya redup. Berdasarkan statistik kecelakaan kendaraan/pejalan kaki, lingkungan ini sangat penting untuk dievaluasi.” Menambahkan bahwa pengujian PAEB dalam kondisi gelap akan mengisi kekosongan itu. “Meskipun parameter ini sangat menantang, tetap saja ini merupakan skenario pengujian yang masuk akal mengingat kurangnya pencahayaan di banyak lingkungan naturalistik.”

AAA menemukan bahwa dalam pengujian empat kendaraan, tidak ada yang memberi tahu pengemudi atau secara otomatis memperlambat pejalan kaki yang menyeberang jalan dalam kondisi gelap. Berdasarkan hasil ini, AAA menyarankan bahwa “pengemudi tidak boleh bergantung pada bantuan dari sistem deteksi pejalan kaki saat ini selama mengemudi di malam hari atau lingkungan lain dengan jarak pandang yang berkurang.” Mengakhiri analisisnya, laporan AAA mencatat bahwa meskipun “manual pemilik setiap kendaraan uji menyatakan bahwa sistem deteksi pejalan kaki terintegrasi mungkin tidak membedakan pejalan kaki di malam hari atau dalam cuaca buruk seperti hujan, salju, hujan es atau kabut… dari sistem deteksi pejalan kaki akan bermanfaat selama kondisi malam hari dan mungkin bisa menjadi waktu yang paling dibutuhkan.”

Namun, memeriksa protokol saat ini yang diterapkan oleh Program Penilaian Mobil Baru (NCAP) NHTSA, Program Penilaian Mobil Baru Eropa (Euro NCAP), dan IIHS menunjukkan bahwa kinerja dalam kondisi malam hari jarang diuji sebagai dasar untuk peringkat dan penghargaan keselamatan kendaraan.

Oleh karena itu Velodyne LiDAR (San Jose, CA) mengusulkan agar organisasi penilai memasukkan dalam protokol uji PAEB mereka, skenario yang dilakukan dalam kondisi gelap. Mengambil pendekatan ini akan memastikan bahwa konsumen kendaraan yang dilengkapi dengan fitur PAEB memahami keterbatasan kinerja kendaraan mereka dan mendorong pembuat mobil untuk meningkatkan fitur ADAS yang dapat menyelamatkan ribuan nyawa setiap tahunnya. Lebih tepatnya, pengujian ini harus dilakukan dengan pencahayaan sekitar kurang dari satu lux, menggunakan lampu depan jauh dari kendaraan uji, dan tanpa bantuan lampu jalan.

Membandingkan Sistem LiDAR dan Kamera/Radar PAEB

Solusi PAEB berbasis LiDAR memiliki kekuatan yang melekat dibandingkan dengan kombinasi kamera dan radar.

Kamera dapat memiliki resolusi yang sangat tinggi, tetapi biasanya memerlukan beberapa modul dan pemrosesan tambahan untuk menghitung jarak objek dari kendaraan. Juga, seperti mata manusia, kinerja kamera relatif buruk dalam kondisi gelap. Laporan Departemen Transportasi (DOT) tahun 2018 menyatakan, “Sistem berbasis penglihatan lebih mampu [daripada sistem berbasis radar] untuk mendeteksi orang yang tidak bergerak tetapi terbatas pada operasi siang hari di lingkungan yang cukup terang.”

Dibandingkan dengan kamera, laporan DOT mencatat, radar berfungsi dengan baik di malam hari dan dapat memberikan pengukuran jarak. Tapi radar tidak memiliki resolusi yang cukup tinggi untuk melihat lokasi yang tepat dari suatu objek atau membedakan antara beberapa objek yang dekat satu sama lain. Radar juga dapat gagal mendeteksi objek yang diam atau bergerak lambat. Sebagai akibat dari kekurangan ini, fitur PAEB berbasis kamera dan radar berjuang untuk melindungi pejalan kaki dalam kondisi malam hari.

Pencitraan termal kadang-kadang diusulkan sebagai suplemen potensial untuk kamera dan radar dalam aplikasi PAEB. Namun, teknologi ini menghadirkan kelemahannya sendiri dan tidak cukup mengatasi kelemahan sistem kamera dan radar saat ini. Seperti halnya kamera optik, kemampuan sistem kendaraan untuk mendeteksi objek dengan data sensor termal bergantung pada kemampuan sensor untuk memahami dan mentransmisikan kontras antara objek dan sekitarnya dengan benar. Akibatnya, kedua modalitas penginderaan dapat melewatkan objek yang berbaur dengan latar belakangnya. Dalam kasus pencitraan termal, ini akan dihasilkan dari pencampuran karakteristik panas yang serupa, bukan warna atau ilusi optik yang serupa, seperti pada kamera.

Sebaliknya, LiDAR tidak mengalami kekurangan karakteristik kamera, radar, dan sensor termal ini. LiDAR bertindak sebagai sumber cahayanya sendiri sehingga bekerja dengan baik baik dalam kegelapan maupun siang hari. Ini juga menyediakan data pengukuran yang cepat dan akurat dengan resolusi yang cukup tinggi untuk deteksi ruang bebas waktu nyata yang akurat sambil melacak beberapa objek dalam satu adegan.

Solusi PAEB berbasis LiDAR yang terjangkau yang saat ini tersedia akan meningkatkan kinerja secara signifikan dalam semua kondisi pencahayaan. Ini akan dikonfirmasi jika badan pengatur dan pengujian menambahkan pengujian gelap ke protokol penilaian mereka.

Menguji Sistem PAEB Berbasis LiDAR Terhadap Teknologi Berbasis Kamera dan Radar

Untuk menunjukkan bahwa peningkatan kinerja PAEB malam hari dapat dicapai dengan menerapkan teknologi yang tersedia, Velodyne menguji sistem PAEB berbasis LiDAR terhadap sistem PAEB berperingkat tinggi yang dibangun di sekitar kamera dan radar. Pengujian dilakukan pada kecepatan yang dikendalikan pengemudi yang menargetkan 30 mph di trek lurus, satu jam setelah matahari terbenam, dengan pencahayaan sekitar kurang dari satu lux.

Kedua kendaraan uji masing-masing memiliki lampu sorot rendah selama uji coba. Target boneka pejalan kaki anak dan dewasa stasioner yang digunakan dalam pengujian tersebut kompatibel dengan protokol pengujian saat ini yang ditentukan oleh organisasi seperti IIHS dan Euro NCAP.

Skenario di mana kendaraan dievaluasi termasuk:

1. Menyeberangi orang dewasa dengan tumpang tindih 50 persen (di tengah lebar kendaraan uji)

2. Melintasi orang dewasa dengan tumpang tindih 25 persen

3. Melintasi anak dengan tumpang tindih 50 persen

4. Menyeberangi anak di 25 persen, dewasa @ 75 persen, 10 kaki di belakang anak

5. Menyeberangi orang dewasa di sudut sisi pengemudi

6. Jatuh dewasa dengan tumpang tindih 50 persen

Velodyne menguji kedua kendaraan di setiap skenario lima kali, atau sampai kendaraan bertabrakan dengan target tiga kali, untuk meminimalkan kerusakan pada target dan kendaraan.

Hasil tes malam hari mendukung temuan AAA dan NHTSA yang berbasis kamera dan radar

Sistem PAEB sering gagal dalam kondisi gelap. Pengujian menemukan tingkat kegagalan menjadi sangat jelas dalam skenario yang melibatkan seorang anak, lebih dari satu pejalan kaki, orang dewasa di sudut kendaraan, atau orang dewasa jatuh di depan kendaraan.

Sebaliknya, sistem PAEB berbasis Velodyne LiDAR, dilengkapi dengan sensor Velarray H800 Velodyne dan perangkat lunak Vella™, berhasil berhenti tepat waktu untuk menghindari crash lima dari lima kali untuk setiap skenario yang diuji. Komponen perangkat keras dan perangkat lunak ini sedang dikembangkan untuk memenuhi persyaratan keselamatan fungsional otomotif yang ditetapkan dalam standar ISO-26262. Menggabungkan Vella dan Velarray, solusi PAEB Velodyne dirancang untuk berkendara di perkotaan, pinggiran kota, dan jalan bebas hambatan hingga 80 mph.

Kesimpulan

Karena kondisi malam hari yang gelap terbukti berbahaya bagi pejalan kaki, Velodyne mengusulkan agar organisasi penilaian kendaraan memperluas pengujian PAEB untuk memasukkan kondisi cahaya sekitar kurang dari satu lux. Pengujian yang dilakukan oleh AAA dan NHTSA menunjukkan bahwa kinerja malam hari merupakan peluang besar untuk peningkatan sistem PAEB saat ini. Pengujian menunjukkan bahwa solusi berbasis LiDAR efektif dan siap untuk diimplementasikan.

Artikel ini ditulis oleh David Hall, Pendiri dan Ketua Eksekutif Dewan, Velodyne LiDAR (San Jose, CA). Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Mr. Hall di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya. atau kunjungi di sini .