CN115167346B - 自动驾驶域控制器的功能安全验证方法及可读存储介质 - Google Patents
自动驾驶域控制器的功能安全验证方法及可读存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明具体涉及自动驾驶域控制器的功能安全验证方法及可读存储介质。方法包括：设置功能安全影子模式；然后确定功能安全目标及其功能安全机制，并制定违反功能安全目标的场景触发器；在目标车辆行驶过程中，启动功能安全影子模式；当目标车辆发生违反功能安全目标的安全事件时相应的场景触发器被触发，进而触发对应的功能安全机制；记录安全事件发生前后预设时段内的车辆相关数据，生成安全事件数据包并进行标注；基于带标注的安全事件数据包实现自动驾驶域控制器的功能安全验证。本发明还公开了可读存储介质。本发明能够在影子模式下对真实场景中违反功能安全目标的安全事件进行触发和标注并用以实现功能安全验证。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶汽车技术领域，具体涉及自动驾驶域控制器的功能安全验证方法及可读存储介质。
背景技术
目前，自动驾驶技术快速发展，不管是传统车企还是新势力车企都争相驶入自动驾驶赛道，各家也相继推出L2及L3甚至更高级别的自动驾驶功能。然而，很多厂家过度宣传自家有限的高级辅助驾驶功能为自动驾驶功能，使消费者产生误解，进而在使用驾驶辅助的过程中逐渐形成依赖性并放松警惕，最终导致事故的发生。无论是何种级别的自动驾驶，都应将消费者的生命安全放在第一位。因此，自动驾驶域控制器的功能安全开发则至关重要。
针对自动驾驶域控制器的功能安全的开发，已有较为完整的开发流程，而对于功能安全的验证，目前普遍采用故障注入的验证方式。这种方式虽然效率高、针对性强，但缺少实际场景的支撑，且在安全确认过程中无法提供有效的确认指标，这也是目前自动驾驶域控制器功能安全验证的难点。
随着软件定义汽车的理念逐渐得到广泛认可，各大主机厂正在基于SOA来研发新一代EE架构，同时，随着自动驾驶等级越来越高，算法及模型需要大量数据进行训练，更多的厂商在产品开发中会预留影子模式。影子模式是指，在驾驶员在环的驾驶状态下，自动驾驶系统包括传感器仍在运行但并不参与车辆控制，只是对决策算法进行验证，即系统的算法在“影子模式”下做持续模拟决策，并且把决策与驾驶员的行为进行对比，一旦两者不一致，该场景便被判定为“特殊工况”，进而触发数据回传。
申请人发现，基于影子模式能够获取真实场景中与功能安全相关的案例，进而基于这些案例完成功能安全验证。然而，如何设计一种能够基于影子模式实现自动驾驶域控制器的功能安全验证方法是亟需解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，以能够在影子模式下对真实场景中违反功能安全目标的安全事件进行触发和标注并用以实现功能安全验证，从而能够提高自动驾驶域控制器功能安全验证的真实性和有效性。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，包括以下步骤：
S1：基于目标车辆的影子模式设置功能安全影子模式；然后确定自动驾驶域控制器的功能安全目标及其功能安全机制，并制定违反功能安全目标的场景触发器；
S2：在目标车辆行驶过程中，启动功能安全影子模式；
S3：当目标车辆发生违反功能安全目标的安全事件时相应的场景触发器被触发，进而触发对应的功能安全机制；
S4：记录安全事件发生前后预设时段内的车辆相关数据，生成安全事件数据包并进行标注；
S5：基于带标注的安全事件数据包实现自动驾驶域控制器的功能安全验证。
优选的，步骤S1中，功能安全影子模式是指目标车辆在行驶状态下其影子模式中的功能安全机制能够正常触发但不会输出给相应的执行器。
优选的，步骤S1中，通过对目标车辆的自动驾驶域控制器进行功能安全分析，确认功能安全目标及对应的功能安全机制。
优选的，功能安全机制包括提醒驾驶员立即接管车辆、实行紧急制动和紧急靠边停车。
优选的，步骤S1中，场景触发器包括：
触发器1：出现违反功能安全目标的行为，目标车辆的自动驾驶域控制器发出警告：请驾驶员立即进行横向接管；
触发器2：出现违反功能安全目标的行为，目标车辆的自动驾驶域控制器发出警告：请驾驶员立即进行纵向接管；
触发器3：目标车辆的自动紧急制动功能激活；
触发器4：目标车辆的紧急靠边停车功能激活。
优选的，步骤S4中，车辆相关数据包括车辆行驶速度、功能激活数据、驾驶员接管请求、影子模式相关数据和视频图像数据。
优选的，步骤S4中，根据安全事件和横纵向功能的安全目标状态对安全事件数据包进行标注。
优选的，步骤S5中，将带标注的安全事件数据包上传至云端，以供下载。
优选的，步骤S5中，通过带标注的安全事件数据包还原对应功能安全机制的触发场景，进而分析安全事件下影子模式功能安全机制的故障容忍时间，进而验证功能安全是否符合设计预期。
本发明还公开了一种可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现本发明的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法的步骤。
本发明中自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，具有如下有益效果：
本发明确定自动驾驶域控制器的功能安全目标及其功能安全机制，并制定违反功能安全目标的场景触发器，使得能够在车辆发生违反功能安全目标的安全事件时触发相应的场景触发器和功能安全机制，进而记录并标记相应的功能安全机制和车辆相关数据以供实现自动驾驶域控制器的功能安全验证，即能够在影子模式下对真实场景中违反功能安全目标的安全事件进行触发和标注并用以实现功能安全验证，从而能够提高自动驾驶域控制器功能安全验证的有效性。
同时，本发明基于影子模式实现场景触发器和功能安全机制的触发进而实现功能安全验证，一方面，本发明基于影子模式能够获取真实场景中与功能安全相关的案例，使得功能安全验证的结果更有说服力，从而能够提高自动驾驶域控制器功能安全验证的真实性。另一方面，影子模式可大规模装车并随车队进行全国范围内的道路测试，能够提高功能安全测试场景的覆盖率，运行的数据可用于功能安全算法训练，从而能够进一步提高自动驾驶域控制器功能安全验证的有效性和真实性。
需要说明的是，由于各大厂商在自动驾驶开发过程中对硬件配置的追捧正在加剧，为了满足后续算法的迭代升级大多会预留过分富余的自动驾驶的芯片算力，这些昂贵的硬件在自动驾驶未使用的模式下成了摆设。因此，本发明基于影子模式实现自动驾驶域控制器功能安全验证的方式，能够极大地提高芯片算力的利用率，挖掘数据的价值，并为自动驾驶功能安全的开发打开了一种新的思路。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为自动驾驶域控制器的功能安全验证方法的逻辑框图；
图2为集成有功能安全影子模式的车辆的系统框图；
图3为集成有功能安全影子模式的车辆的运行逻辑图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜的。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例一：
本实施例中公开了一种自动驾驶域控制器的功能安全验证方法。
如图1所示，自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，包括以下步骤：
S1：基于目标车辆的影子模式设置功能安全影子模式；然后确定自动驾驶域控制器的功能安全目标及其功能安全机制，并制定违反功能安全目标的场景触发器；
S2：在目标车辆行驶过程中（或者ODD，自动驾驶系统功能设定的运行条件），启动功能安全影子模式；
S3：当目标车辆发生违反功能安全目标的安全事件时相应的场景触发器被触发，进而触发对应的功能安全机制；
S4：记录触发的功能安全机制以及安全事件发生前后预设时段内（可标定，优选设置为30S）的车辆相关数据，生成安全事件数据包并进行标注；
S5：基于带标注的安全事件数据包实现自动驾驶域控制器的功能安全验证。通过带标注的安全事件数据包还原对应功能安全机制的触发场景，进而分析安全事件下影子模式功能安全机制的故障容忍时间，进而验证功能安全是否符合设计预期。
本实施例中，将带标注的安全事件数据包通过5G网络上传至云端，以供功能安全工程师下载，安全事件数据包上传后，删除本地数据，释放本地存储空间。
需要说明的是，本发明中自动驾驶域控制器的功能安全验证方法可通过程序编程的方式生成对应的成软件代码或软件服务，进而能够在服务器和计算机上运行和实施。
本发明确定自动驾驶域控制器的功能安全目标及其功能安全机制，并制定违反功能安全目标的场景触发器，使得能够在车辆发生违反功能安全目标的安全事件时触发相应的场景触发器和功能安全机制，进而记录并标记相应的功能安全机制和车辆相关数据以供实现自动驾驶域控制器的功能安全验证，即能够在影子模式下对真实场景中违反功能安全目标的安全事件进行触发和标注并用以实现功能安全验证，从而能够提高自动驾驶域控制器功能安全验证的有效性。
同时，本发明基于影子模式实现场景触发器和功能安全机制的触发进而实现功能安全验证，一方面，本发明基于影子模式能够获取真实场景中与功能安全相关的案例，使得功能安全验证的结果更有说服力，从而能够提高自动驾驶域控制器功能安全验证的真实性。另一方面，影子模式可大规模装车并随车队进行全国范围内的道路测试，能够提高功能安全测试场景的覆盖率，运行的数据可用于功能安全算法训练，从而能够进一步提高自动驾驶域控制器功能安全验证的有效性和真实性。
需要说明的是，由于各大厂商在自动驾驶开发过程中对硬件配置的追捧正在加剧，为了满足后续算法的迭代升级大多会预留过分富余的自动驾驶的芯片算力，这些昂贵的硬件在自动驾驶未使用的模式下成了摆设。因此，本发明基于影子模式实现自动驾驶域控制器功能安全验证的方式，能够极大地提高芯片算力的利用率，挖掘数据的价值，并为自动驾驶功能安全的开发打开了一种新的思路。
具体实施过程中，如图2和图3所示，功能安全影子模式是指（在车辆的影子模式中添加overwrite条件，使得）目标车辆在行驶状态下其影子模式中的功能安全机制能够正常触发但不会输出给相应的执行器。
具体实施过程中，通过对目标车辆的自动驾驶域控制器进行功能安全分析，确认功能安全目标及对应的功能安全机制。
功能安全目标包括：
SG01:应避免车辆出现非预期的横向控制；
SG02:应避免车辆失去横向控制；
SG03:应避免车辆出现过大的横向控制；
SG04:应避免车辆出现过小的横向控制；
SG05:应避免车辆出现非预期加速；
SG06:应避免车辆失去加速能力；
SG07:应避免车辆出现过大的加速控制；
SG08:应避免车辆出现过小的加速控制；
SG09:应避免车辆出现非预期减速；
SG10:应避免车辆出现过大的减速控制；
SG11:应避免车辆出现过小的减速控制；
功能安全机制包括：
ST01:提醒驾驶员立即接管车辆；
ST02:实行紧急制动；
ST03:紧急靠边停车；
场景触发器包括：
Tigger（触发器）1：出现违反功能安全目标的行为，目标车辆的自动驾驶域控制器发出警告：请驾驶员立即进行横向接管；
Tigger（触发器）：出现违反功能安全目标的行为，目标车辆的自动驾驶域控制器发出警告：请驾驶员立即进行纵向接管；
Tigger（触发器）：AEB_ActivatedReq=1，目标车辆的自动紧急制动功能激活；
Tigger（触发器）：AES_ActivatedReq=1，目标车辆的紧急靠边停车功能激活。
车辆相关数据包括：
Signal1:车辆纵向速度；
Signal2:车辆纵向加速度；
Signal3:车辆横向速度；
Signal4:车辆横向加速度；
Signal5:自动紧急制动功能激活；
Signal6:驾驶员横向接管请求；
Signal7:驾驶员纵向接管请求；
Signal8:紧急靠边停车功能激活；
Signal9:影子模式中自驾请求减速度；
Signal10:影子模式中自驾请求加速度；
Signal11:影子模式中自驾请求横向方向盘转角；
Signal12:影子模式中自驾请求横向方向盘转角变化率；
Signal13:影子模式中自驾对周边环境感知的数据；
Signal14全车摄像头记录的视频数据；
根据安全事件和横纵向功能的安全目标状态对安全事件数据包进行标注。例如，当Tigger1触发，且方向盘实际转角-影子模式下智驾请求的方向盘＞5°，则标注此安全事件数据包为横向接管+横向控制过大。
实施例二：
本实施例中公开了一种可读存储介质。
一种可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现本发明的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法的步骤。可读存储介质可以是U盘或计算机等具有可读存储功能的设备。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：基于目标车辆的影子模式设置功能安全影子模式；然后确定自动驾驶域控制器的功能安全目标及其功能安全机制，并制定违反功能安全目标的场景触发器；
步骤S1中，功能安全影子模式是指目标车辆在行驶状态下其影子模式中的功能安全机制能够正常触发但不会输出给相应的执行器；
S2：在目标车辆行驶过程中，启动功能安全影子模式；
S3：当目标车辆发生违反功能安全目标的安全事件时相应的场景触发器被触发，进而触发对应的功能安全机制；
S4：记录安全事件发生前后预设时段内的车辆相关数据，生成安全事件数据包并进行标注；
S5：基于带标注的安全事件数据包实现自动驾驶域控制器的功能安全验证。
2.如权利要求1所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于：步骤S1中，通过对目标车辆的自动驾驶域控制器进行功能安全分析，确认功能安全目标及对应的功能安全机制。
3.如权利要求2所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于：功能安全机制包括提醒驾驶员立即接管车辆、实行紧急制动和紧急靠边停车。
4.如权利要求1所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于：步骤S1中，场景触发器包括：
触发器1：出现违反功能安全目标的行为，目标车辆的自动驾驶域控制器发出警告：请驾驶员立即进行横向接管；
触发器2：出现违反功能安全目标的行为，目标车辆的自动驾驶域控制器发出警告：请驾驶员立即进行纵向接管；
触发器3：目标车辆的自动紧急制动功能激活；
触发器4：目标车辆的紧急靠边停车功能激活。
5.如权利要求1所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于：步骤S4中，车辆相关数据包括车辆行驶速度、功能激活数据、驾驶员接管请求、影子模式相关数据和视频图像数据。
6.如权利要求1所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于：步骤S4中，根据安全事件和横纵向功能的安全目标状态对安全事件数据包进行标注。
7.如权利要求1所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于：步骤S5中，将带标注的安全事件数据包上传至云端，以供下载。
8.如权利要求1所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法，其特征在于：步骤S5中，通过带标注的安全事件数据包还原对应功能安全机制的触发场景，进而分析安全事件下影子模式功能安全机制的故障容忍时间，进而验证功能安全是否符合设计预期。
9.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的自动驾驶域控制器的功能安全验证方法的步骤。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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