智能駕駛汽車安全策略-廣汽查鴻山課件

廣州汽車集團汽車工程研究院GuangzhouAutomobileGroupCo.LTDAutomotiveEngineeringInstitute查鴻山HongshanZHA2017.10.18上海智能駕駛汽車的安全策略

SafetyDesignforIntelligentVehiclePart1：廣汽簡介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全自動駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part1：廣汽簡介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全自動駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)產(chǎn)業(yè)布局宜昌廣汽中興克萊斯勒以廣州為中心，以華中、華東為兩翼，輻射全國。在全國31個省區(qū)擁有經(jīng)銷商超2000家。在廣州地區(qū)形成北部商用車產(chǎn)業(yè)區(qū)、東部和南部乘用車產(chǎn)業(yè)區(qū)、中部汽車金融服務(wù)業(yè)布局。廣汽比亞迪廣汽日野廣汽本田廣汽客車廣汽客車本田中國廣汽乘用車廣汽菲克廣州分廠廣汽豐田北部產(chǎn)業(yè)區(qū)東部產(chǎn)業(yè)區(qū)南部產(chǎn)業(yè)區(qū)中部汽車金融服務(wù)Part1：廣汽簡介重組廣州標(biāo)致成立廣州本田2004.09廣汽乘用車（傳祺）1998.072008.07廣汽豐田廣汽研究院2006.07Part1：廣汽簡介從成立之初年產(chǎn)汽車1萬臺，到2013年實現(xiàn)“雙百雙千”（產(chǎn)銷雙超百萬臺，營業(yè)收入超兩千億，利稅超310億元）。2016年，集團生產(chǎn)經(jīng)營保持較快增長，汽車產(chǎn)銷為166萬輛和165萬輛，同比增長30%和27%，銷量增幅高于行業(yè)平均水平13個百分點，其中節(jié)能與新能源汽車銷售3.8萬輛，同比增長237%；營業(yè)收入2848億元，同比增長28%；利稅總額408億元，同比增長26%。

2017年，經(jīng)營目標(biāo)是產(chǎn)銷汽車190萬輛，營業(yè)收入3200億元，利稅總額437億元。1594億元74萬輛1523億元71萬輛2015億元101萬輛2088億元117萬輛2213億元130萬輛2848億元165萬輛經(jīng)營業(yè)績Part1：廣汽簡介自主品牌廣汽傳祺上市以來，呈現(xiàn)跨越式增長，從2011年銷售1.7萬輛到2016年突破37萬輛，年均復(fù)合增長率達(dá)80%。2016年廣汽傳祺銷量37.1萬輛，同比增長97%；營業(yè)收入353.3億元，同比增長100%。明星產(chǎn)品傳祺GS4月銷量超3萬輛，穩(wěn)居全國SUV車型第2位。廣汽傳祺Part1：廣汽簡介三足鼎立GS8GA3S廣汽傳祺廣汽菲克雅閣凱美瑞勁炫Jeep自由光致悅菲翔GS4GA6廣汽豐田廣汽本田廣汽三菱廣汽集團Part1：廣汽簡介

自主創(chuàng)新事業(yè)的核心引擎，廣汽研究院的科研投入持續(xù)增加，截止2017年3月累計投入155億，十三五預(yù)計新增投入超120億。五山分院廣汽研究院總院海外研發(fā)中心（硅谷）廣汽研究院Part1：廣汽簡介自動感應(yīng)開啟掀背門LED大燈自動控制系統(tǒng)LDW車道偏離預(yù)警系統(tǒng)LKA車道保持系統(tǒng)DMA駕駛員疲勞檢測系統(tǒng)ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)AEB自動緊急制動系統(tǒng)AEB行人LCA并線輔助系統(tǒng)HMA智能遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)SVM全景360度泊車系統(tǒng)ESP電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)高端七座SUVGS8具備20多項智能化功能，智能化程度領(lǐng)先于行業(yè)水平TSR交通限速標(biāo)志識別系統(tǒng)智能解鎖/閉鎖/迎賓APA自動泊車系統(tǒng)ATS智能全地形反饋系統(tǒng)Part1：廣汽簡介廣汽研究院2013年2015年

廣汽祺跡WitStarII在世界智能駕駛挑戰(zhàn)賽獲得無人駕駛組“領(lǐng)先獎”和“最佳跟馳獎”2016年Witstar在北美國際車展亮相2017年第一代無人駕駛概念車WitStar在廣州車展全球首發(fā)第八屆“中國智能車未來挑戰(zhàn)賽“團體第二名Part1：廣汽簡介Part1：廣汽簡介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全自動駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全交通事故的思考事故發(fā)生傷害類型碰撞位置減輕傷害被動安全技術(shù)面對交通傷亡，分析傷亡原因，希望減輕事故傷害，開發(fā)了被動安全系統(tǒng)。正面碰撞側(cè)面碰撞Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全交通事故的思考事故發(fā)生危險臨近碰撞方式事故起因防止事故主動安全技術(shù)進一步，人們希望防患于未然，主動安全則在事故發(fā)生前危險臨近時工作，希望減少事故發(fā)生。Source:Continental正面碰撞側(cè)面剮蹭AEBBSD\LKSPart2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全主動安全作用主動安全通過事故發(fā)生前的危險識別，并作出提醒駕駛員或者直接干預(yù)動作，實現(xiàn)減少減少事故發(fā)生。只關(guān)注危險本身，只對安全負(fù)責(zé)。持續(xù)干預(yù)聲光警告LDWFCW預(yù)干預(yù)AWB安全帶振動安全帶收緊糾正AEBLKACrashAlignment事故引導(dǎo)ABS/ESP其他危險程度干預(yù)程度事故前危險逼近正常駕駛RCTABSD方向盤振動緊急避讓主動安全輔助駕駛與自動駕駛Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全主動安全作用主動安全開發(fā)思路，通過分析事故工況，開發(fā)對應(yīng)功能，對人的能力進行補充或加強。主動安全涉及到包含增強人能力部分和替代人能力部分執(zhí)行決策感知車身側(cè)側(cè)盲區(qū)泊車區(qū)前方車輛前方行人路線交規(guī)……車道交通標(biāo)識加速車燈……風(fēng)險減速AEB前方道路軌跡轉(zhuǎn)向LKSBSD………………功能不斷增多完善主動安全正在基于從感知、決策和執(zhí)行，在危險工況中臨時替代人類駕駛員。隨著發(fā)展，將應(yīng)對全面的工況，以實現(xiàn)車輛的安全。Part1：廣汽簡介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全自動駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part2：智能駕駛汽車與安全自動駕駛與防撞技術(shù)主動安全局限性當(dāng)前的主動安全技術(shù)，并不能保證車輛完全的安全性。危險工況復(fù)雜，主動安全技術(shù)正在發(fā)展中，目前無法完全覆蓋;主動安全介入都在緊急工況，須極短時間內(nèi)準(zhǔn)確控制車輛，技術(shù)提升難度大，限制了其發(fā)展。在這種前提下，開發(fā)自動駕駛技術(shù)，去減少人類駕駛過程中的失誤帶來的風(fēng)險，可以讓車輛盡量遠(yuǎn)離應(yīng)急工況，從另一個路徑提升安全性。事故發(fā)生危險臨近正常行車被動安全主動安全駕駛輔助與自動駕駛零傷亡減少事故安全“自動駕駛是為了解決交通事故中占90%以上的人類錯誤”Part2：智能駕駛汽車與安全自動駕駛與防撞技術(shù)通過自動駕駛提高安全性傳統(tǒng)駕駛模式下發(fā)生的所有交通事故（藍(lán)色部分）Prof.HermannWinner-DarkCanWeValidatetheSafetyofAutomatedDriving?基于有記錄的事故，我們開發(fā)、測試了自動駕駛系統(tǒng)，可以解決一部分原有的事故場景。Part2：智能駕駛汽車與安全自動駕駛與防撞技術(shù)自動駕駛會產(chǎn)生新的安全問題：1.自動駕駛技術(shù)，會產(chǎn)生新的工況，帶來新的安全風(fēng)險?！白詣玉{駛開發(fā)的黑暗物質(zhì)”：我們只能基于已知工況和有報道的事故去開發(fā)；難以完整獲知從無事故的自動駕駛到事故發(fā)生的概率、頻率和關(guān)鍵場景避免人類司機造成的事故，并不能保證減少事故頻率。DarkMatterProblem不能假設(shè)自動駕駛工作時車輛就更加安全，必須由獨立的主動安全功能來負(fù)責(zé)未知工況。Prof.HermannWinner-DarkCanWeValidatetheSafetyofAutomatedDriving?Part2：智能駕駛汽車與安全自動駕駛與防撞技術(shù)自動駕駛會產(chǎn)生新的安全問題：2.自動駕駛工作時，需要具備人類駕駛員的駕駛能力駕駛輔助能力人類駕駛員能力自動駕駛能力避險能力常規(guī)駕駛（自動駕駛主功能涵蓋）緊急工況延伸工況所有工況+ =人類駕駛員原有能力區(qū)間 =系統(tǒng)提升并超越人類能力區(qū)間 =系統(tǒng)替代人類能力區(qū)間從駕駛輔助到自動駕駛，只有系統(tǒng)替代人類駕駛員所有能力區(qū)間或表現(xiàn)更優(yōu)越時，才可以替代人類去駕駛。對主動安全功能提出更高的要求自動駕駛功能負(fù)責(zé)行車控制，主動安全負(fù)責(zé)應(yīng)急工況。由于L3及以上的自動駕駛工作時應(yīng)急工況都交由系統(tǒng)負(fù)責(zé)，所以Part2：智能駕駛汽車與安全自動駕駛與防撞技術(shù)自動駕駛對主動安全的要求主動安全是基礎(chǔ)行車工況應(yīng)急工況自動駕駛完整主動安全完整的主動安全功能是自動駕駛運行的后備保障。FromSteveUnderwood，2016SAE推薦自動駕駛軟件架構(gòu)中，主動安全功能軟件獨立存在Part2：智能駕駛汽車與安全自動駕駛與防撞技術(shù)自動駕駛汽車主動安全的要求方法：安全性能測試-34碰撞工況通過各項防撞測試NidhiKalra:Drivingtosafety:Howmanymilesofdrivingwouldittaketodemonstrateautonomousvehiclereliability?Najm,W.G.,Smith,J.D.,andYanagisawa,M.,“Pre-CrashScenarioTypologyforCrashAvoidanceResearchNHSTA：2017AUTOMATEDDRIVINGSYSTEMS2.0AVisionforSafety目標(biāo)：安全性驗證目標(biāo)-對標(biāo)事故數(shù)據(jù)庫必須優(yōu)于人類平均水平優(yōu)于：80萬公里/次碰撞通過各種碰撞類型，開發(fā)、驗證主動安全功能前提：車輛具備足夠傳感器、決策能力和執(zhí)行控制硬件，支持開發(fā)更完善的防碰功能。而自動駕駛車輛恰好具備這樣的前提。Part1：廣汽簡介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全自動駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全FunctionalSafetyISO26262旨在提高汽車電子、電氣產(chǎn)品功能安全為汽車安全提供了一個生命周期（管理、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)、報廢）理念，并在這些生命周期階段中提供必要的支持。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋功能性安全方面的整體開發(fā)過程（包括需求規(guī)劃、設(shè)計、實施、集成、驗證、確認(rèn)和配置）。Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全FunctionalSafety設(shè)計方法設(shè)計方法有兩大特點：適用于鏈?zhǔn)绞录槍ο到y(tǒng)和組件失效進行監(jiān)控分析設(shè)計鏈?zhǔn)绞录踩踩珷顟B(tài)危害失效不經(jīng)過功能安全設(shè)計危害分析安全機制安全需求系統(tǒng)、軟硬件設(shè)計驗證確認(rèn)功能安全設(shè)計驗證失效探測安全措施經(jīng)過功能安全工程后，會將車輛電器系統(tǒng)失效后果，從風(fēng)險轉(zhuǎn)換為安全狀態(tài)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全FunctionalSafety功能安全與自動駕駛自動駕駛場景要求任一失效，均能工作傳感感知決策控制運動執(zhí)行自動駕駛與ADAS系統(tǒng)實施功能安全最大差異：可控度：用戶在自動駕駛模式下，可控度最差，為C3等級安全狀態(tài)：不是關(guān)閉功能交由駕駛員操作，而是繼續(xù)工作Fail-SilenceFail-DegradeFail-Operational關(guān)閉功能，由人負(fù)責(zé)控制功能降級，滿足一定程度性能要求，以降低風(fēng)險全功能，滿足繼續(xù)駕駛的性能，較長時間駕駛到安全位置可控度的C3狀態(tài)會讓自動駕駛工況的功能安全在更高的等級要求下開發(fā)。Fail-Operational要求自動駕駛系統(tǒng)在失效后，仍然可以行駛一定距離，甚至可以到應(yīng)急停車區(qū)域。Part1：廣汽簡介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全自動駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)預(yù)期功能安全SafetyoftheintendedFunctionality自動駕駛事故并非都是失效導(dǎo)致系統(tǒng)軟硬件失效，只是自動駕駛可能出現(xiàn)事故的一種原因。干擾項、未見過的工況等都可能讓系統(tǒng)做出錯誤的決定。預(yù)期功能的安全性需求將來自于“功能安全”和“預(yù)期功能安全”，后續(xù)將按照V流程完成設(shè)計。仍然通過對危害風(fēng)險的分析，但著重于“功能”的不完備性，提出解決方案。驗證時，與功能安全的不同在于，更多關(guān)注試驗的量，以驗證未知工況。Part1：廣汽簡介Part2：智能駕駛汽車與安全從交通事故到主動安全自動駕駛與防撞技術(shù)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)功能安全預(yù)期功能安全網(wǎng)絡(luò)安全智能駕駛安全架構(gòu)Part3：智能駕駛的安全設(shè)計技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全自動駕駛與網(wǎng)絡(luò)安全：技術(shù)設(shè)計手段：需要根據(jù)攻擊模型制定設(shè)計目標(biāo)根據(jù)項目劃分影響領(lǐng)域定義網(wǎng)絡(luò)安全等級目標(biāo)與實施方案自動駕駛汽車相對常規(guī)網(wǎng)聯(lián)汽車，除了擔(dān)心車輛和個人信息的竊取外，更為黑客控制車輛創(chuàng)造了條件。因此，網(wǎng)絡(luò)