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ANSYS的博客

2020年11月13日

UL 4600:为自动驾驶汽车安全做准备华体会官网app下载新浪

证明自动驾驶汽车(av)的安全性对于使其成为大众市场的现华体会官网app下载新浪实至关重要。现有的安全标准通过解决功能安全以及预期功能的安全提供了一个起点。现在UL 4600,一个新的补充标准,帮助建立一个强大的,灵活的自动驾驶汽车安全案例方法。通过定义安全案例,并根据该案例验证其设计的性能,工程师可以使用UL 4600作为路线图,以加速自动驾驶汽车的安全开发工作。华体会官网app下载新浪


自动驾驶仍然是全球汽车行业关注的主要领域,并投入了大量资金。Allied Market Research估计2019年全球自动驾驶汽车市场价值542.3亿美元,到202华体会官网app下载新浪6年将增长到5566.7亿美元,年复合增长率接近40%。

这些投资似乎已经取得了回报。的国家安全委员会最近发布的2019年机动车死亡人数初步估计,比2018年下降2%,比2017年下降4%。业内专家将这一趋势至少部分归因于自动紧急制动、车道偏离预警系统和智能大灯等自动驾驶功能的引入。

强大的安全案例的重要性

虽然该行业在个人自动驾驶技术商业化方面取得了令人瞩目的进展,但在完全自动驾驶汽车实现商业化之前,仍有一个核心挑战需要克服。华体会官网app下载新浪自动驾驶汽车工程团队必须证明他们的车辆能够在各种交通条件、天气、照明水平和道路地形下可靠地工作。自动驾驶汽车必须能够识别一系列视觉现象,并立即做出适当的反应——从行人和其他车辆到路标、交通灯和车道标志。

有行业标准来指导实现道路车辆安全的努力,包括功能安全标准ISO 26262。本标准解决了由系统或组件级故障(如随机硬件故障)或系统问题(如未发现的软件错误)引起的危险。一个新的标准,ISO 21448,侧重于预期功能的安全性(SOTIF)。它可以识别并解决自动驾驶汽车系统中即使在没有系统故障的情况下也会出现的潜在危险性能缺陷。华体会官网app下载新浪例如,SOTIF分析揭示了感知传感器或物体识别系统的任何性能限制,以及环境中未被自动驾驶系统正确识别和管理的意外事件。

这些标准和其他各种正在制定的行业标准都有一个共同的基本目标:在真实的运行条件下,实现自动驾驶汽车设计的可接受的安全性,这样汽车就可以投入商业使用。华体会官网app下载新浪然而,将所有这些部分联系在一起以确保没有遗漏任何内容需要一个强有力的安全案例——即,一个有证据支持的结构化论点,旨在证明系统是可接受的安全。

虽然这是一项庞大而复杂的任务,但如今,一个新的补充标准可以帮助指导定义安全案例的过程,然后通过逐步的过程证明自动驾驶汽车设计可以满足其要求。华体会官网app下载新浪

通过在早期阶段明确安全目标、论证和证据,UL 4600加快了验证过程,可以成为其他认证的关键先驱。”
- - - - - -Bernard Dion, Ansys系统业务部门的CTO。

UL 4600:为自动驾驶汽车安全做准备华体会官网app下载新浪

为了支持自动驾驶汽车安全评估和验证的灵活路径,Ansys一直在参与一项全行业的努力,为自动驾驶汽车的开发定义一个新标准。UL 4600于2020年4月发布,其重点不是特定的工程方法或技术,而是为给定的AV产品演示强大的安全案例的最终目标。

UL 4600,叫自动驾驶产品安全性评价标准,包括完全自主的移动系统,如自动驾驶汽车和轻型无人机(uav)。它解决了自动产品在没有人为干预的情况下安全执行的能力,基于它们的技术基础设施和能力,包括正确感知和响应现实世界运行条件的能力。


UL 4600开发团队,包括代表
来自Ansys及其战略合作伙伴Edge Case Research
正在制定新的安全标准
全自动驾驶汽华体会官网app下载新浪车。

“UL 4600旨在让您知道您在安全方面已经做了足够的工作。它确保你已经为你的自动驾驶汽车设计定义了一个适当严格的安全案例,然后它要求你以一种可衡量的方式证明你符合该安全案例。”

- Edge Case Research首席技术官Philip Koopman博士

该标准的开发由保险商实验室和边缘案例研究(边缘)。Edge Case总部位于匹兹堡,一直是Ansys的长期战略合作伙伴,帮助开发强大的风险建模和仿真能力Ansys SCADE VisionAnsys medini还有其他的解。由于Edge Case的专长是识别那些AV感知软件表现出不一致、潜在不安全行为的边缘情况,因此该公司在开发UL 4600时与Underwriters Laboratories天然合作。

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一个实际的,基于目标的过程

Edge Case Research的联合创始人兼首席技术官Philip Koopman博士是UL 4600标准技术面板(STP)的主要作者。Koopman是国际公认的自动驾驶汽车安全专家,拥有20多年的研究经验,他报告说,新标准的定义有一个非常实际的目的:找到一种灵活的方式,确保自动驾驶汽车具有可接受的安全性,同时不阻碍技术发展和部署。华体会官网app下载新浪

库普曼说:“你可以对一辆自动驾驶汽车进行数十亿英华体会官网app下载新浪里的道路测试,但这既不聪明也不实用。”“除了大量的实际测试,你还需要良好的工程严密性、现场作业的全面反馈和强大的安全文化。向他们解释,你们已经把所有这些事情结合起来做了,这就是我们如何在利益相关者之间建立信任的基础,让他们相信自动驾驶汽车是安全的。

Koopman表示:“UL 4600旨在让您知道您在安全方面已经做了足够的工作。“它确保你为你的自动驾驶汽车设计定义了一个适当严格的安全案例,然后它要求你以一种可衡量的方式证明你符合这个安全案例。它是基于目标的,而不是基于过程的。”

模型和模拟的新灵活性

Ansys系统业务部门首席技术官Bernard Dion指出:“无论自动驾驶汽车工程团队处于开发过程的哪个阶段,他们的工作都必须基于做出并证明基于性能的安全声明。UL 4600为实现这一目标提供了一步一步的路径。它确保开发团队在安全方面朝着正确的方向前进。

“这个标准的美妙之处在于,具体的证明点是灵活的,”他继续说。“例如,工程模拟可以以对给定设计最有实际意义的方式定义和进行。这使得自动驾驶汽车开发团队能够充分利用建模和仿真工具的强大功能,而且限制很少。

“UL 4600并不打算取代任何现有标准,而是对其进行补充。通过在早期阶段明确制定安全目标、论证和证据,UL 4600加快了验证过程,可以成为其他认证的关键先驱,”Dion总结道。他指出,Ansys在帮助企业应用UL 4600方面具有独特的地位,因为它为AV建模、仿真和验证提供了完整的工具链。

加速迈向自主之路

Koopman指出,随着自动驾驶技术不断证明其拯救生命的能力,UL 4600标准代表着加速其商业化的努力,而且是安全的。他指出:“大多数行业标准的制定需要数年时间,但UL 4600在一年内就推出了。”“我们已经在讨论标准的下一个迭代。这就是我们让自动驾驶汽车尽早进入市场所需要的速度。

他补充说:“通过允许工程团队更灵活地工作,从一系列安全分析工具和方法中进行选择,UL 4600承认了自动驾驶挑战的复杂性和重要性。”“它将使汽车行业在不影响安全的情况下,更快地实现全自动驾驶汽车的设计。”华体会官网app下载新浪

三步法

新的UL 4600标准定义了一个广泛的三步方法来评估和验证AV安全性:

1.做出可衡量的安全声明。例如:“我们的自动驾驶汽车设计旨在以可接受的、极高的概率避免与行人相撞。”

2.证明论点是正确的。在这一步中,工程师描述了各种探测行人的感知技术,以及将被触发以避开行人的系统(例如,紧急制动)。

3.提供系统将按预期实际运行的证据。在这一阶段,工程师将提供模拟结果、道路测试结果和其他证据,以证明自动驾驶汽车将可靠地执行特定的要求。

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