AD-EYE:En co-simuleringsplatform til at verificere funktionelle sikkerhedskoncepter (FSC'er) i selvkørende køretøjer

I løbet af de sidste par år, et stigende antal forskere og virksomheder verden over har udviklet teknikker til automatiseret kørsel. Før selvkørende køretøjer kan introduceres på rigtige veje, imidlertid, deres effektivitet og sikkerhed skal fastslås.

Simuleringsplatforme har vist sig at være særligt effektive til træning og test af automatiserede køreværktøjer, før de integreres i rigtige køretøjer. Blandt andet, disse platforme kan bruges til at lette sikkerhedstekniske processer, ved at evaluere en models ydeevne og begrænsninger i en række dynamiske scenarier.

To forskere ved KTH Royal Institute of Technology i Sverige, lede et team af softwareudviklere, har for nylig udviklet en co-simuleringsplatform, som ingeniører kan bruge til at evaluere designbeslutninger og forfine funktionelle sikkerhedskrav (FSR'er) af værktøjer til automatiseret kørsel. Den nye platform, døbt AD-EYE, blev introduceret i et papir, der var forududgivet på arXiv.

"Kernen af ​​problemet, som AD-EYE løser, vedrører kompleksiteten af ​​automatiseret kørsel og de næsten uendelige muligheder i design, "Naveen Mohan, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte TechXplore.

Kompleksiteten af ​​automatiseret kørsel som en beregningsopgave manifesterer sig på flere måder. For arkitekter, for eksempel, det involverer at finde ud af, hvor mange sensorer der skal bruges, hvilken type sensorer er ideelle, og det synsfelt, som hver af disse sensorer skal have for et givet operationelt designdomæne.

Sikkerhedsingeniører, på den anden side, behov for at bestemme, hvilke scenarier der skal overvejes inden for dette operationelle designdomæne, besvare spørgsmål såsom sandsynligheden for, at et dyr krydser vejen, eller at et barn hopper foran køretøjet i en trafikprop. Endelig, tekniske eksperter skal identificere planlægningsalgoritmer, der er mest effektive for hvert scenarie.

"På tidlige udviklingsstadier, når den underliggende teknologi ikke er modnet nok til at kvantificere, der skal laves forudsætninger, så arbejdet kan paralleliseres, dvs. rollerne i eksemplerne kan gøre fremskridt, " sagde Mohan. "Enhver af antagelserne i eksemplerne ovenfor under udformningen af ​​en automatiseret kørefunktion kan ændre sig i tilfælde af fejl og ændringer foretaget for sent i projektet for sikkerhedskritiske bilsystemer, og kan ende med at blive uholdbart dyrt."

AD-EYE, platformen udviklet af Mohan og hans kollega Martin Törngren, kan bruges af både arkitekter og sikkerhedsingeniører. På et tidligt udviklingsstadium, det kan hjælpe arkitekter med at træffe tekniske beslutninger, der er både gennemførlige og effektive, samtidig med at sikkerhedsingeniører kan skabe simuleringsdata, der kan indarbejdes i deres risikovurderinger.

De fleste aktuelle værktøjer til automatiseret kørsel fokuserer på et enkelt aspekt af opgaven, på bekostning af andre. AD-EYE har en modulær opbygning, så det giver forskere mulighed for at teste disse værktøjer både individuelt og kombineret med andre teknikker.

"For at forbedre realismen i simuleringsdrevne beslutninger om funktionel sikkerhed, det er vigtigt at have værktøjskæder frem for værktøjer, hvor værktøjer kan tilsluttes (og ud) på en modulær måde, " sagde Mohan. "Fleksibilitet var et nøgleprincip, som vi brugte i designet."

Co-simuleringsplatformen udviklet af Mohan og Törngren har flere vigtige fordele i forhold til andre simuleringsteknikker. Især, det er ekstremt fleksibelt, og det bruger åben kildekode, giver således arkitekter mulighed for at vurdere forskellige designbeslutninger baseret på kendt information.

På AD-EYE, for eksempel, arkitekter kan teste sensormodeller af forskellig kvalitet og evaluere værktøjer med forskellig køretøjsdynamik. I øvrigt, platformen kan bruges til at teste kode på forskellige computerplatforme.

Indtil nu, forskerne har demonstreret effektiviteten og fleksibiliteten af ​​deres platform i flere studerendes projekter, samt gennem industrisamarbejder med anerkendte teknologivirksomheder, som Skåne, QRTECH og Nvidia. I deres seneste avis, de fokuserede specifikt på behovet for tidlig verifikation af såkaldte funktionelle sikkerhedskoncepter (FSC'er) i automatiseret kørsel, introducerer deres platform som en mulig løsning.

"Vores vigtigste konstatering er, at der ikke er nogen sølvkugle, vejen til sikre automatiserede køretøjer er længere end forskellige prototyper rundt om i verden antyder, " sagde Mohan. "Det er blevet klart for os, at der er behov for ny designmetodologi (metoder og værktøjer), der er i stand til at håndtere et nyt niveau af kompleksitet for højt integrerede smarte autonome system. Vores arbejde med Scania, imidlertid, har vist, at konsekvente fremskridt kan gøres ved eksplicit at modellere i antagelser og usikker information til design."

Som en del af to EU-finansierede projekter kaldet Prystine og AutoDrive, Mohan og Törngren arbejdede tæt sammen med Scania og andre virksomheder i Europa, undersøge løsninger, der kunne forbedre sikkerheden for automatiserede køretøjer. Brug af AD-EYE, de testede nogle af værktøjerne udviklet af disse virksomheder, evaluere deres gennemførlighed og forsøge at identificere muligheder for yderligere udvikling. Forskerne fortsætter nu deres undersøgelser, bruger deres platform til at udføre mere arkitektoniske og funktionelle sikkerhedsbaserede evalueringer.

"Vi ønsker også at flytte vores test til den virkelige verden, "Törngren, fortalte TechXplore. "Vi har startet processen med vejtransportmyndighederne i Sverige og er på vej til at blive det første universitetslicenserede hold til at deltage i offentlige vejforsøg i Sverige. Dette er vores umiddelbare næste skridt."

I fremtiden, Mohan og Törngren planlægger at fortsætte samarbejdet med flere teknologivirksomheder, inklusive Siemens, Nvidia, Skåne, Volvo biler, AVL, og QRTECH. De er allerede begyndt at udføre en ny test med AD-EYE, specifikt rettet mod at afgøre, hvilken af ​​de enorme mængder af mulige testcases der leverer mest afkast på kortest tid.

"Endelig, vi er også interesserede i at undersøge, hvordan andre aktørers adfærd, især af ondsindet karakter kan påvirke os. dvs. samspillet mellem sikkerhed og tryghed."

© 2019 Science X Network