AD-EYE：一个联合仿真平台，用于验证自动驾驶汽车的功能安全概念(FSC)

 
在过去的几年中，全球越来越多的研究人员和公司一直在开发自动驾驶技术。但是，在将自动驾驶车辆引入实际道路之前，需要确定其效率和安全性。
在将自动驾驶工具集成到实际车辆中之前，事实证明，模拟平台对于培训和测试自动驾驶工具特别有效。通过评估各种动态场景中模型的性能和局限性，这些平台尤其可用于促进安全工程流程。
瑞典KTH皇家技术学院的两名研究人员领导一个软件开发团队，最近开发了一个共同仿真平台，工程师可以使用该平台来评估设计决策并完善自动驾驶工具的功能安全要求(FSR)。在arXiv上预先发表的一篇论文中介绍了名为AD-EYE的新平台。
进行这项研究的研究人员之一Naveen Mohan对TechXplore表示：“ AD-EYE解决的问题的核心与自动驾驶的复杂性和设计中几乎无限的可能性有关。”
自动驾驶作为计算任务的复杂性体现在多种方面。例如，对于建筑师而言，它涉及确定应使用多少个传感器，理想的传感器类型以及这些传感器在给定的运营设计领域中应具有的视野。
另一方面，安全工程师需要确定在此运营设计领域内应考虑哪些情景，并回答诸如动物越过马路或儿童在交通中跳到车辆前方的可能性之类的问题。果酱。最后，技术专家需要确定对每种情况最有效的计划算法。
莫汉说：“在开发的早期阶段，当基础技术还不够成熟以至于无法量化时，必须做出假设，以便可以并行化工作，即示例中的角色可以取得进步。” “在上面的示例中，在设计自动驾驶功能时所做的任何假设都可能在存在故障的情况下发生更改，而对于安全性至关重要的汽车系统而言，在项目中所做的更改为时已晚，最终可能会变得难以承受。”
由Mohan和他的同事MartinTörngren开发的平台AD-EYE可供建筑师和安全工程师使用。在开发的早期阶段，它可以帮助架构师做出既可行又有效的技术决策，同时还允许安全工程师创建可以纳入其风险评估的仿真数据。
当前用于自动驾驶的大多数工具专注于任务的一个方面，而其他方面则要付出代价。 AD-EYE具有模块化结构，因此研究人员可以单独或与其他技术组合测试这些工具。
Mohan说：“为了改善由仿真决定的功能安全决策的真实性，拥有工具链而不是工具是很重要的，在工具链中可以以模块化方式插入(或拔出)工具。” “灵活性是我们在设计中使用的关键原则。”
与其他仿真技术相比，由Mohan和Törngren开发的协同仿真平台具有多个重要优势。最值得注意的是，它非常灵活，并且使用开源代码，因此允许架构师根据已知信息评估不同的设计决策。
例如，在AD-EYE上，建筑师可以测试不同保真度的传感器模型，并评估具有不同车辆动力学特性的工具。此外，该平台可用于在不同的计算平台上测试代码。
到目前为止，研究人员已经在几个学生项目中以及与著名的科技公司(如Scania，QRTECH和Nvidia)的行业合作中证明了其平台的有效性和灵活性。在最近的论文中，他们特别关注自动驾驶中所谓的功能安全概念(FSC)的早期验证的需求，并介绍了其平台作为可能的解决方案。
莫汉说：“我们的主要发现是没有灵丹妙药，安全自动驾驶汽车的道路比世界上各种原型所建议的更长。” “对于我们来说，很明显，需要新的设计方法(方法和工具)，以应对高度集成的智能自主系统的新的复杂性水平。但是，我们与斯堪尼亚的合作表明，不断取得进展可以通过在假设中明确建模并在设计中包含不确定信息来实现。”
作为两个由欧盟资助的名为Prystine和AutoDrive的项目的一部分，Mohan和Törngren与Scania和欧洲其他公司密切合作，研究可以改善自动车辆安全性的解决方案。他们使用AD-EYE测试了这些公司开发的一些工具，评估了它们的可行性并试图寻找进一步开发的机会。研究人员现在正在继续他们的研究，使用他们的平台进行更多基于体系结构和功能安全性的评估。
Törngren告诉TechXplore：“我们也希望将测试转移到现实世界中。” “我们已经从瑞典的道路运输当局开始了这一程序，并且正在成为第一个参加瑞典公开道路试验的大学许可团队。这是我们的下一步。”
未来，Mohan和Törngren计划继续与多家科技公司合作，包括西门子，英伟达，斯堪尼亚，沃尔沃汽车，AVL和QRTECH。他们已经开始使用AD-EYE进行新的测试，专门用于确定大量可能的测试用例中的哪一个在最短的时间内获得最大的回报。
“最后，我们也有兴趣调查其他行为者的行为，尤其是恶意行为如何影响我们，即安全与保障之间的相互作用。”