学习笔记12--智能驾驶安全设计案例

本系列博客包括6个专栏，分别为：《自动驾驶技术概览》、《自动驾驶汽车平台技术基础》、《自动驾驶汽车定位技术》、《自动驾驶汽车环境感知》、《自动驾驶汽车决策与控制》、《自动驾驶系统设计及应用》。
此专栏是关于《自动驾驶系统设计及应用》书籍的笔记.

5.智能驾驶安全设计案例

丰田(Toyota)
- 丰田通过三个不同的支柱处理汽车安全：人员、车辆、交通环境；
- 丰田通过使用各种事故调查数据分析车辆相关事故和乘员受伤的原因；在各种模拟中重建事故，以帮助其开发安全技术；
- 丰田汽车安全架构图如下图所示：
通用汽车(General Motors)
- 通用汽车致力于打造L5L5L5级别的自动驾驶汽车，使车辆的计算机完全控制加速、制动和转向，并能够做出正确的决定，以便在路上安全驾驶；通用汽车的智能驾驶愿景：零碰撞、零排放、零拥堵；
- 通用汽车的系统安全流程由两个关键部分组成：
  - 安全的迭代设计：团队将所开发的系统反复在现场和模拟中进行测试，并将测试结果反馈到设计过程中，使得汽车安全性随着系统的每次迭代而不断改进；
  - 全面风险管理深度整合：全面风险管理是通用汽车系统安全流程的关键组成部分；
- 通用汽车在整个设计、开发和测试过程中，通过在每次迭代过程都深度整合综合风险管理方法，力图彻底识别并解决所有风险，并验证相应的解决方案；在风险分析中通用综合室用了各种风险分析方法，包括：故障树、DFMEA/PFMEA、HAZOP、需求可追溯性分析等；
- 系统安全设计在通用汽车目前的四代自动驾驶汽车Cruise AV中集中体现在两个方面：在功能安全方面，通过增加安全关键设备的冗余，使得在汽车故障发生时仍可确保正常运转；在预期功能安全方面，通用汽车对所有关键自动驾驶功能的操作都进行了定性和定量评估；
- Cruise AV系统多样性与冗余如下图所示：
谷歌(Waymo)
- Waymo的安全设计不是建立在现有的人工驾驶技术，而是从头开始考虑安全性，并在每个系统级别和每个开发阶段(从开发到测试和验证)中纳入安全性；
- 基于安全设计方法，Waymo对自动驾驶车辆的每个部件都进行了充分的测试，以确保所有子系统在作为完整的自动驾驶集成时可以安全地运行；
- 基于安全设计过程，Waymo研发了多种关键安全功能，包括可以在发生技术故障时使车辆安全停止的冗余关键安全系统，具有重叠视场的互补传感器，以及大规模的测试方法等；
- Waymo的安全设计方法包括：行为安全(behavioral safety)、功能安全(functional safety)、碰撞安全(crash safety)、操作安全(operational safety)、非碰撞安全(non-collision safety)5个安全分支，如下表所示：
- Waymo的自动驾驶汽车设置了最小风险条件(Minimal Risk Condition)：如果汽车无法再按计划行程继续行驶，则必须安全停车，如：自动驾驶系统故障、车辆发生碰撞，或环境条件发生变化等；
- Waymo自动驾驶汽车每秒都会对系统进行数千次的检查，以找出故障，并配备了一系列关键系统冗余以应对故障的发生，如下表所示：
百度
- 百度2018年推出的自动驾驶产品APC(Apollo Pilot for Passenger Car)可实现ODD下的自动驾驶，并在切换至手动驾驶模式前为驾驶员预留10s安全响应时间；
- APC现支持的自动驾驶场景有三个：高速公路、城市拥堵、自动泊车，并基于"正确的驾驶习惯是最好的安全"的理念，在各个环节加入更多安全引导，让用户形成正确的安全驾驶习惯；
- 基于ACEA时间轴模型的安全框架如下图所示：
- APC安全设计方法如下表所示：
- APC安全诊断异常类别与状态空间信息合集如下表所示：
- 百度APC的安全系统冗余设计如下表所示：

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