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追尾货车的特斯拉,自动刹车有没有正常工作?用初中物理就能判断

 扬眉剑客 2021-05-09

广东韶关一辆特斯拉Model 3惨烈追尾货车,驾驶员当场死亡。网传视频中Model 3的恐怖时速令人脊背发凉,开到这么快再怎么踩刹车也无济于事了,不过人马君还是有个疑问:在自动驾驶领域,特斯拉如果称第二,就没人敢称第一了,但自动驾驶中最基本的功能:自动刹车(或者叫自动紧急制动,AEB)为何没能阻止事故和伤亡呢?

追尾货车的特斯拉,自动刹车有没有正常工作?用初中物理就能判断

韶关特斯拉高速追尾前车,司机当场死亡

在当今汽车领域,AEB自动刹车并不算什么高级的功能,L2或L1级别的自动驾驶都应该配备。具体工作原理是用前置雷达或光学摄像头探测前方的障碍物,根据障碍物的性质、速度、距离和活动轨迹,来决定是否需要代替驾驶员踩下刹车,以最大限度的避免事故,即便避免不了也能减少伤亡和损失。

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自动刹车辅助系统

这次特斯拉事故,正是AEB最普遍的应用场景:防追尾。咱们来还原一下当时的场景,看看这辆Model 3的AEB系统在事故中到底起没起作用,或者起了什么样的作用。

此次事故的车速数据并没有公布,有网友根据视频画面,推算事故车在撞击前的速度为160公里/小时,其依据是将视频放慢10倍,并认为车道标线白线长度是6米,间隔9米,根据视频,车辆在撞击前的0.5秒内前进了两根白线加一个间隔,也就是6+9+6=21米,因此算得Model 3的时速达到42米/秒,也就是时速151公里,不过这一算法其实有很多问题。

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追尾货车的特斯拉,自动刹车有没有正常工作?用初中物理就能判断

某位网友通过10倍慢速播放视频来推算车速的过程

首先,6米和9米的标线指的是高速公路标线,事发地还有非机动车行驶,不可能是高速公路,根据与车长的比较,标线和间隔长度更可能是4米和6米,看视频上的时间比0.5秒少一点,大约是0.466秒。同时,根据人马君不算太好的视力,在这段时间内的总行驶距离应该是两根白线加1.5个间隔,也就是17米,这样一算,Model 3的车速为36.5米/秒,时速为131.3公里/小时。但这个结果还是有比较大的问题。

从视频中可以明显地看到,在撞击前的一刹那,车辆有所减速。从开始减速到发生撞击似乎有一个白线加半个间隔的隔离,也就是7米,而在减速前行驶10米仅用时约0.2秒,这样算下来,在减速前的车速有可能高达50米/秒,也就是时速180公里。考虑到人马君的眼神未必准确,咱们打个折扣,就算它时速160公里吧,这也跟另一网传速度167差不多。

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追尾前的一刹那,能看出来减速了

然而光看特斯拉的车速还不够,还得考虑货车的车速,人马君也根据视频简单算了下,发现被追尾的货车速度不快,大约是10米/秒,也就是36公里每小时。这样我们就得到了特斯拉与货车之间最初的相对速度——124公里/小时或34.4米/秒,注意是相对速度,也就是以货车以参照物,即假设货车静止不动的情况下特斯拉开过来的速度。

在这样的相对速度下,在距离多远时全力刹车,才能保证不相撞呢?这还需要知道这辆特斯拉Model 3的最大刹车力,或是刹车加速度。人马君翻阅了网上之前的评测文章,找到了Model3高性能版的百公里时速刹停距离,在优化之后是37.53米,如果假设刹车加速度是恒定的,那么根据初中物理中的牛顿运动定律(匀加速运动),初始车速v乘上时间t再除以2,就是刹停距离,这样可以算出百公里时速的刹停时间大约是2.7秒,再用速度除以这个时间,就得到了刹车的加速度:负的10.3米每秒方,大约是1倍重力加速度多点儿。

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网上某评测文章给出的Model 3高性能版刹车评测结果

根据这个刹车加速度,再根据牛顿定律,就可轻松算出:如果相对车速为124公里每小时,后车刚好减速到与前车相同速度的时间为3.35秒,再次根据匀加速运动的公式,可求得在开始刹车时两车的间距不能小于57.5米,否则就会相撞。考虑到这3.35秒里货车向前开了33.5米左右,这样加起来,特斯拉Model 3必须在撞击点之前91米外就开始全力刹车,否则将不可能避免撞击。从视频上看,这个区域已经在立交桥另一侧的视野之外了。

那么问题来了,如果这辆Model 3的AEB自动刹车系统处于正常工作状态的话,为了避免撞击,它应该在距前车57.5米以上时就开始紧急制动,而并不是等到距离只有几米时才有所行动,这样就太晚了。Model 3采用了毫米波雷达和摄像头来探测前车位置,毫米波雷达的作用距离远远超过57.5米,没探测到前方货车的可能性不大,为什么自动刹车还是没起到应有的作用呢?有以下几种可能性。

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毫米波雷达能探测到一两百米外的物体

一种是自动刹车被关闭了。这种能确保安全的功能一般都是默认开启的,但不排除有车主为了追求爽快,或不想被其干扰而将AEB关闭。另一种可能性是自动刹车处于开启状态,但软件认为可以通过变道来躲避,而不需要刹车。但视频中可以看到右道上还有一辆车,距离Model 3比货车更近,所以变道是行不通的。还有一种可能,就是自动刹车系统没能做出正确的判断,没有提前感知到危险,错过了最后的减速时机,这种可能性也是比较大的。

其实还存在最后一种可能,那就是与前些天闹得沸沸扬扬的特斯拉车主维权事件相似:车主坚称Model3刹车失灵了,这样无论是人去踩,还自动刹车系统发指令,都无法实现有效地制动,只能眼睁睁地撞上去。

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特斯拉正处在风口浪尖上

以上是人马君的粗浅分析,如有错漏还请各位指正。由于现在的信息太少,一切都是猜测,准确的说法还是应该等警方的调查结论。不管怎么说,这次事故还是应该让大家警醒,一方面自动刹车功能未必很成熟,不能完全依赖它。另一方面,开车须谨慎,在一条非高速公路上开到160公里以上的时速,如果不是因为车子本身故障的话,神仙也救不了啊。

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