Integrasi LiDAR ke ADAS untuk Keselamatan Pejalan Kaki yang Ditingkatkan
Sebagian besar mobil baru yang dijual di Amerika Serikat saat ini termasuk Sistem Bantu Pengemudi Lanjutan (ADAS) dilengkapi dengan Pencegahan Tabrakan Darurat Pejalan Kaki (PAEB) sebagai fitur standar atau opsi. Meskipun ADAS terbaru telah meningkatkan berkendara di tol dan berkecepatan tinggi, kebutuhan dasar untuk mitigasi tabrakan dengan pejalan kaki dan pelan sepeda sebagian besar masih belum teratasi.
Lebih dari 6000 pejalan kaki tewas setiap tahun dalam kecelakaan lalu lintas di Amerika Serikat, menurut Administrasi Keselamatan Lalu Lintas Jalan Raya Nasional (NHTSA). Laporan Asosiasi Keamanan Lalu Lintas Gubernur mencatat bahwa 75 persen dari fatalities ini terjadi di malam hari. Penggunaan ADAS berdasarkan teknologi kamera dan radar telah terbukti tidak memadai untuk mengatasi tantangan ini. Tes independen yang dilakukan oleh NHTSA dan Asosiasi Mobil Amerika Serikat (AAA) menunjukkan bahwa sistem PAEB sering gagal melindungi pejalan kaki dalam kondisi gelap.
Menguji PAEB dalam Kondisi Gelap
Sistem PAEB dapat menyelamatkan ribuan jiwa setiap tahun dengan meningkatkan performa dalam kondisi gelap. Antara 2009 dan 2018, fatalities pejalan kaki meningkat sebesar 53 persen. Dari kenaikan ini, 90 persen disebabkan oleh tabrakan di malam hari, menurut laporan Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) dan Asosiasi Keamanan Lalu Lintas Gubernur. NHTSA telah melaporkan bahwa pada 2018, 76 persen dari 6283 fatalities tabrakan pejalan kaki di AS terjadi dalam kondisi gelap.
Penilaian oleh AAA dan NHTSA telah menunjukkan bahwa fitur PAEB sering gagal menghindari tabrakan di malam hari. Laporan AAA menyatakan “tidak ada informasi publik yang sedikit atau tidak ada tentang kinerja sistem deteksi pejalan kaki dalam kondisi cahaya rendah. Berdasarkan statistik tabrakan kendaraan/pejalan kaki, lingkungan ini sangat krusial untuk dievaluasi.” Menambahkan bahwa pengujian PAEB dalam kondisi gelap akan mengisi kekosongan tersebut. “Sementara parameter ini sangat menantang, ini tetap merupakan skenario pengujian yang wajar mengingat kurangnya pencahayaan di banyak lingkungan alami.”
AAA menemukan bahwa dalam tes empat mobil, tidak ada yang memperingatkan pengemudi atau secara otomatis melambat untuk pejalan kaki yang menyeberang jalan dalam kondisi gelap. Berdasarkan hasil ini, AAA menasihati bahwa “pengemudi tidak boleh bergantung pada bantuan dari sistem deteksi pejalan kaki saat ini selama berkendara di malam hari atau lingkungan lain dengan visibilitas yang berkurang.” Menutup analisisnya, laporan AAA mencatat bahwa meskipun “manual pemilik setiap mobil tes menyatakan bahwa sistem deteksi pejalan kaki terintegrasi mungkin tidak dapat mengenali pejalan kaki di malam hari atau dalam cuaca buruk seperti hujan, salju, aer, atau kabut…ini tidak dapat diragukan bahwa bantuan dari sistem deteksi pejalan kaki akan bermanfaat selama kondisi malam hari dan mungkin merupakan saat yang paling membutuhkan.”
Namun, memeriksa protokol saat ini yang digunakan oleh New Car Assessment Program (NCAP) NHTSA, European New Car Assessment Programme (Euro NCAP), dan IIHS menunjukkan bahwa performa dalam kondisi malam hari hanya jarang diuji sebagai dasar untuk peringkat dan penghargaan keselamatan kendaraan.
Velodyne LiDAR (San Jose, CA) oleh karena itu menyarankan organisasi penilaian untuk menyertakan dalam protokol pengujian PAEB mereka, skenario yang dilakukan dalam kondisi gelap. Mengambil pendekatan ini akan memastikan bahwa konsumen kendaraan yang dilengkapi dengan fitur PAEB memahami keterbatasan performa kendaraan mereka dan mendorong pembuat mobil untuk meningkatkan fitur ADAS yang dapat menyelamatkan ribuan jiwa setiap tahun. Secara lebih tepat, tes ini harus dilakukan dengan iluminasi lingkungan kurang dari satu lux, menggunakan lampu depan rendah mobil tes, dan tanpa bantuan lampu jalan.
Membandingkan Sistem PAEB LiDAR dan Kamera/Radar
Solusi PAEB berbasis LiDAR memiliki kekuatan inheren dibandingkan 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, kamera berkinerja relatif buruk dalam kondisi gelap. Laporan Departemen Perhubungan (DOT) AS tahun 2018 menyatakan, “Sistem berbasis visi lebih baik [daripada sistem berbasis radar] dalam mendeteksi orang yang diam tetapi terbatas pada operasi siang hari di lingkungan yang terang.”
Dibandingkan dengan kamera, laporan DOT mencatat, radar berfungsi baik di malam hari dan dapat menyediakan pengukuran jarak. Namun radar tidak memiliki resolusi yang cukup tinggi untuk mendeteksi lokasi yang tepat objek atau membedakan antara beberapa objek yang berada dekat satu sama lain. Radar juga dapat gagal mendeteksi objek yang diam atau bergerak lambat. Akibat kekurangan ini, fitur PAEB berbasis kamera dan radar berjuang untuk melindungi pejalan kaki dalam kondisi malam hari.
Pengcitraan termal sesekali diusulkan sebagai potensi pelengkap kamera dan radar dalam aplikasi PAEB. Namun, teknologi ini memiliki kelemahan sendiri dan tidak secara memadai mengatasi kelemahan sistem kamera dan radar saat ini. Seperti kamera optik, kemampuan sistem kendaraan untuk mendeteksi objek dengan data sensor termal bergantung pada kemampuan sensor untuk secara benar merasakan dan mentransmisikan kontras antara objek dan lingkungannya. Akibatnya, kedua modalitas penginderaan dapat melewatkan objek yang menyatu dengan latar belakang mereka. Dalam kasus pengcitraan termal, ini akan disebabkan oleh penyatuan karakteristik panas yang serupa, alih-alih warna yang serupa atau ilusi optik, seperti pada kamera.
Sebaliknya, LiDAR tidak menderita kekurangan karakteristik kamera, radar, dan sensor termal. LiDAR bertindak sebagai sumber cahaya sendiri sehingga berfungsi baik di gelap dan siang hari. Ini juga menyediakan data pengukuran yang cepat dan akurat dengan resolusi yang cukup tinggi untuk deteksi ruang kosong real-time yang presisi sambil melacak beberapa objek dalam scene.
Solusi PAEB berbasis LiDAR yang terjangkau yang saat ini tersedia akan secara signifikan meningkatkan performa dalam semua kondisi pencahayaan. Ini akan dikonfirmasi jika organisasi regulasi dan pengujian menambahkan pengujian gelap ke protokol penilaian mereka.
Menguji Sistem PAEB Berbasis LiDAR terhadap Teknologi Berbasis Kamera dan Radar
Untuk mendemonstrasikan bahwa performa PAEB malam hari yang ditingkatkan dapat dicapai dengan mengimplementasikan teknologi yang tersedia dengan mudah, Velodyne menguji sistem PAEB berbasis LiDAR mereka terhadap sistem PAEB yang ditingkatkan yang dibangun di sekitar kamera dan radar. Tes dilakukan pada kendaraan yang dikontrol pengemudi dengan kecepatan target 30 mph pada lintasan lurus, satu jam setelah terbenua matahari, dengan iluminasi lingkungan kurang dari satu lux.
Dua mobil tes masing-masing memiliki lampu depan rendah menyala selama percobaan. Target dummy pejalan kaki anak-anak dan dewasa yang diam yang digunakan dalam tes kompatibel dengan protokol pengujian saat ini yang ditetapkan oleh organisasi seperti IIHS dan Euro NCAP.
Skenario di mana mobil dievaluasi meliputi:
Dewasa menyeberang dengan overlap 50 persen (di tengah lebar mobil tes)
Dewasa menyeberang dengan overlap 25 persen
Anak menyeberang dengan overlap 50 persen
Anak menyeberang dengan overlap 25 persen, dewasa @ 75 persen, 10 ft di belakang anak
Dewasa menyeberang di sudut sisi pengemudi
Dewasa jatuh dengan overlap 50 persen
Velodyne menguji kedua mobil dalam setiap skenario lima kali, atau sampai mobil bertabrakan dengan target tiga kali, untuk meminimalkan kerusakan pada target dan mobil.
Hasil tes malam hari mendukung temuan AAA dan NHTSA bahwa sistem PAEB berbasis kamera dan radar
sering gagal dalam kondisi gelap. Pengujian menemukan tingkat kegagalan sangat terlihat dalam skenario yang melibatkan anak, lebih dari satu pejalan kaki, dewasa di sudut mobil, atau dewasa jatuh di depan mobil.
Sebaliknya, sistem PAEB berbasis LiDAR Velodyne, dilengkapi dengan sensor Velarray H800 Velodyne dan perangkat lunak Vella™, berhasil berhenti tepat waktu untuk menghindari tabrakan lima dari lima kali untuk setiap skenario yang diuji. Komponen perangkat keras dan perangkat lunak ini sedang dikembangkan untuk mematuhi persyaratan keamanan fungsional otomotif yang ditetapkan dalam standar ISO-26262. Menggabungkan Vella dan Velarray, solusi PAEB Velodyne dirancang untuk berkendara perkotaan, pinggiran kota, dan tol hingga 80 mph.
Kesimpulan
Karena kondisi malam hari yang gelap telah terbukti berbahaya bagi pejalan kaki, Velodyne menyarankan organisasi penilaian kendaraan untuk memperluas pengujian PAEB untuk mencakup kondisi cahaya lingkungan kurang dari satu lux. Tes yang dilakukan oleh AAA dan NHTSA menunjukkan bahwa performa malam hari merupakan peluang besar untuk perbaikan dalam sistem PAEB saat ini. Pengujian menunjukkan bahwa solusi berbasis LiDAR efektif dan siap untuk diimplementasikan.
Artikel ini ditulis oleh David Hall, Pendiri dan Ketua Dewan Direksi Velodyne LiDAR (San Jose, CA). Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Bpk. Hall di This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. atau kunjungi di sini .
