智能驾驶汽车安全策略-广汽查鸿山课件

广州汽车集团汽车工程研究院GuangzhouAutomobileGroupCo.LTDAutomotiveEngineeringInstitute查鸿山HongshanZHA2017.10.18上海智能驾驶汽车的安全策略

SafetyDesignforIntelligentVehiclePart1：广汽简介Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全自动驾驶与防撞技术Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全预期功能安全网络安全智能驾驶安全架构Part1：广汽简介Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全自动驾驶与防撞技术Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全预期功能安全网络安全智能驾驶安全架构产业布局宜昌广汽中兴克莱斯勒以广州为中心，以华中、华东为两翼，辐射全国。在全国31个省区拥有经销商超2000家。在广州地区形成北部商用车产业区、东部和南部乘用车产业区、中部汽车金融服务业布局。广汽比亚迪广汽日野广汽本田广汽客车广汽客车本田中国广汽乘用车广汽菲克广州分厂广汽丰田北部产业区东部产业区南部产业区中部汽车金融服务Part1：广汽简介重组广州标致成立广州本田2004.09广汽乘用车（传祺）1998.072008.07广汽丰田广汽研究院2006.07Part1：广汽简介从成立之初年产汽车1万台，到2013年实现“双百双千”（产销双超百万台，营业收入超两千亿，利税超310亿元）。2016年，集团生产经营保持较快增长，汽车产销为166万辆和165万辆，同比增长30%和27%，销量增幅高于行业平均水平13个百分点，其中节能与新能源汽车销售3.8万辆，同比增长237%；营业收入2848亿元，同比增长28%；利税总额408亿元，同比增长26%。

2017年，经营目标是产销汽车190万辆，营业收入3200亿元，利税总额437亿元。1594亿元74万辆1523亿元71万辆2015亿元101万辆2088亿元117万辆2213亿元130万辆2848亿元165万辆经营业绩Part1：广汽简介自主品牌广汽传祺上市以来，呈现跨越式增长，从2011年销售1.7万辆到2016年突破37万辆，年均复合增长率达80%。2016年广汽传祺销量37.1万辆，同比增长97%；营业收入353.3亿元，同比增长100%。明星产品传祺GS4月销量超3万辆，稳居全国SUV车型第2位。广汽传祺Part1：广汽简介三足鼎立GS8GA3S广汽传祺广汽菲克雅阁凯美瑞劲炫Jeep自由光致悦菲翔GS4GA6广汽丰田广汽本田广汽三菱广汽集团Part1：广汽简介

自主创新事业的核心引擎，广汽研究院的科研投入持续增加，截止2017年3月累计投入155亿，十三五预计新增投入超120亿。五山分院广汽研究院总院海外研发中心（硅谷）广汽研究院Part1：广汽简介自动感应开启掀背门LED大灯自动控制系统LDW车道偏离预警系统LKA车道保持系统DMA驾驶员疲劳检测系统ACC自适应巡航控制系统AEB自动紧急制动系统AEB行人LCA并线辅助系统HMA智能远光灯系统SVM全景360度泊车系统ESP电子稳定性控制系统高端七座SUVGS8具备20多项智能化功能，智能化程度领先于行业水平TSR交通限速标志识别系统智能解锁/闭锁/迎宾APA自动泊车系统ATS智能全地形反馈系统Part1：广汽简介广汽研究院2013年2015年

广汽祺迹WitStarII在世界智能驾驶挑战赛获得无人驾驶组“领先奖”和“最佳跟驰奖”2016年Witstar在北美国际车展亮相2017年第一代无人驾驶概念车WitStar在广州车展全球首发第八届“中国智能车未来挑战赛“团体第二名Part1：广汽简介Part1：广汽简介Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全自动驾驶与防撞技术Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全预期功能安全网络安全智能驾驶安全架构Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全交通事故的思考事故发生伤害类型碰撞位置减轻伤害被动安全技术面对交通伤亡，分析伤亡原因，希望减轻事故伤害，开发了被动安全系统。正面碰撞侧面碰撞Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全交通事故的思考事故发生危险临近碰撞方式事故起因防止事故主动安全技术进一步，人们希望防患于未然，主动安全则在事故发生前危险临近时工作，希望减少事故发生。Source:Continental正面碰撞侧面剐蹭AEBBSD\LKSPart2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全主动安全作用主动安全通过事故发生前的危险识别，并作出提醒驾驶员或者直接干预动作，实现减少减少事故发生。只关注危险本身，只对安全负责。持续干预声光警告LDWFCW预干预AWB安全带振动安全带收紧纠正AEBLKACrashAlignment事故引导ABS/ESP其他危险程度干预程度事故前危险逼近正常驾驶RCTABSD方向盘振动紧急避让主动安全辅助驾驶与自动驾驶Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全主动安全作用主动安全开发思路，通过分析事故工况，开发对应功能，对人的能力进行补充或加强。主动安全涉及到包含增强人能力部分和替代人能力部分执行决策感知车身侧侧盲区泊车区前方车辆前方行人路线交规……车道交通标识加速车灯……风险减速AEB前方道路轨迹转向LKSBSD………………功能不断增多完善主动安全正在基于从感知、决策和执行，在危险工况中临时替代人类驾驶员。随着发展，将应对全面的工况，以实现车辆的安全。Part1：广汽简介Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全自动驾驶与防撞技术Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全预期功能安全网络安全智能驾驶安全架构Part2：智能驾驶汽车与安全自动驾驶与防撞技术主动安全局限性当前的主动安全技术，并不能保证车辆完全的安全性。危险工况复杂，主动安全技术正在发展中，目前无法完全覆盖;主动安全介入都在紧急工况，须极短时间内准确控制车辆，技术提升难度大，限制了其发展。在这种前提下，开发自动驾驶技术，去减少人类驾驶过程中的失误带来的风险，可以让车辆尽量远离应急工况，从另一个路径提升安全性。事故发生危险临近正常行车被动安全主动安全驾驶辅助与自动驾驶零伤亡减少事故安全“自动驾驶是为了解决交通事故中占90%以上的人类错误”Part2：智能驾驶汽车与安全自动驾驶与防撞技术通过自动驾驶提高安全性传统驾驶模式下发生的所有交通事故（蓝色部分）Prof.HermannWinner-DarkCanWeValidatetheSafetyofAutomatedDriving?基于有记录的事故，我们开发、测试了自动驾驶系统，可以解决一部分原有的事故场景。Part2：智能驾驶汽车与安全自动驾驶与防撞技术自动驾驶会产生新的安全问题：1.自动驾驶技术，会产生新的工况，带来新的安全风险。“自动驾驶开发的黑暗物质”：我们只能基于已知工况和有报道的事故去开发；难以完整获知从无事故的自动驾驶到事故发生的概率、频率和关键场景避免人类司机造成的事故，并不能保证减少事故频率。DarkMatterProblem不能假设自动驾驶工作时车辆就更加安全，必须由独立的主动安全功能来负责未知工况。Prof.HermannWinner-DarkCanWeValidatetheSafetyofAutomatedDriving?Part2：智能驾驶汽车与安全自动驾驶与防撞技术自动驾驶会产生新的安全问题：2.自动驾驶工作时，需要具备人类驾驶员的驾驶能力驾驶辅助能力人类驾驶员能力自动驾驶能力避险能力常规驾驶（自动驾驶主功能涵盖）紧急工况延伸工况所有工况+ =人类驾驶员原有能力区间 =系统提升并超越人类能力区间 =系统替代人类能力区间从驾驶辅助到自动驾驶，只有系统替代人类驾驶员所有能力区间或表现更优越时，才可以替代人类去驾驶。对主动安全功能提出更高的要求自动驾驶功能负责行车控制，主动安全负责应急工况。由于L3及以上的自动驾驶工作时应急工况都交由系统负责，所以Part2：智能驾驶汽车与安全自动驾驶与防撞技术自动驾驶对主动安全的要求主动安全是基础行车工况应急工况自动驾驶完整主动安全完整的主动安全功能是自动驾驶运行的后备保障。FromSteveUnderwood，2016SAE推荐自动驾驶软件架构中，主动安全功能软件独立存在Part2：智能驾驶汽车与安全自动驾驶与防撞技术自动驾驶汽车主动安全的要求方法：安全性能测试-34碰撞工况通过各项防撞测试NidhiKalra:Drivingtosafety:Howmanymilesofdrivingwouldittaketodemonstrateautonomousvehiclereliability?Najm,W.G.,Smith,J.D.,andYanagisawa,M.,“Pre-CrashScenarioTypologyforCrashAvoidanceResearchNHSTA：2017AUTOMATEDDRIVINGSYSTEMS2.0AVisionforSafety目标：安全性验证目标-对标事故数据库必须优于人类平均水平优于：80万公里/次碰撞通过各种碰撞类型，开发、验证主动安全功能前提：车辆具备足够传感器、决策能力和执行控制硬件，支持开发更完善的防碰功能。而自动驾驶车辆恰好具备这样的前提。Part1：广汽简介Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全自动驾驶与防撞技术Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全预期功能安全网络安全智能驾驶安全架构Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全FunctionalSafetyISO26262旨在提高汽车电子、电气产品功能安全为汽车安全提供了一个生命周期（管理、开发、生产、经营、服务、报废）理念，并在这些生命周期阶段中提供必要的支持。该标准涵盖功能性安全方面的整体开发过程（包括需求规划、设计、实施、集成、验证、确认和配置）。Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全FunctionalSafety设计方法设计方法有两大特点：适用于链式事件针对系统和组件失效进行监控分析设计链式事件安全安全状态危害失效不经过功能安全设计危害分析安全机制安全需求系统、软硬件设计验证确认功能安全设计验证失效探测安全措施经过功能安全工程后，会将车辆电器系统失效后果，从风险转换为安全状态Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全FunctionalSafety功能安全与自动驾驶自动驾驶场景要求任一失效，均能工作传感感知决策控制运动执行自动驾驶与ADAS系统实施功能安全最大差异：可控度：用户在自动驾驶模式下，可控度最差，为C3等级安全状态：不是关闭功能交由驾驶员操作，而是继续工作Fail-SilenceFail-DegradeFail-Operational关闭功能，由人负责控制功能降级，满足一定程度性能要求，以降低风险全功能，满足继续驾驶的性能，较长时间驾驶到安全位置可控度的C3状态会让自动驾驶工况的功能安全在更高的等级要求下开发。Fail-Operational要求自动驾驶系统在失效后，仍然可以行驶一定距离，甚至可以到应急停车区域。Part1：广汽简介Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全自动驾驶与防撞技术Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全预期功能安全网络安全智能驾驶安全架构Part3：智能驾驶的安全设计技术预期功能安全SafetyoftheintendedFunctionality自动驾驶事故并非都是失效导致系统软硬件失效，只是自动驾驶可能出现事故的一种原因。干扰项、未见过的工况等都可能让系统做出错误的决定。预期功能的安全性需求将来自于“功能安全”和“预期功能安全”，后续将按照V流程完成设计。仍然通过对危害风险的分析，但着重于“功能”的不完备性，提出解决方案。验证时，与功能安全的不同在于，更多关注试验的量，以验证未知工况。Part1：广汽简介Part2：智能驾驶汽车与安全从交通事故到主动安全自动驾驶与防撞技术Part3：智能驾驶的安全设计技术功能安全预期功能安全网络安全智能驾驶安全架构Part3：智能驾驶的安全设计技术网络安全自动驾驶与网络安全：技术设计手段：需要根据攻击模型制定设计目标根据项目划分影响领域定义网络安全等级目标与实施方案自动驾驶汽车相对常规网联汽车，除了担心车辆和个人信息的窃取外，更为黑客控制车辆创造了条件。因此，网络