[发明专利]一种智能车辆VS-LKA系统功能安全概念分析方法

说明书

本发明涉及一种智能车辆VS‑LKA系统功能安全概念分析方法，该方法设定了VS‑LKA相关运行场景，确定在不同场景下的失效形式和导致的危害事件，并评估各危害事件，确定各事件的汽车安全完整性等级，以此为基础制定针对VS‑LKA的功能安全目标，并将其转换为VS‑LKA的功能安全要求与技术安全要求。通过VS‑LKA整车层功能安全概念阶段的分析，有利于后期制定对应的安全控制策略与设计相应的容错控制算法，从而达到有效保证乘客和其他交通参与者生命财产安全的目的。

技术领域

本发明涉及一种应用于车道保持辅助的智能电动车辆视觉系统(简称VS-LKA，Vision System of Lane Keep Assist)功能安全分析技术，特别涉及针对L2级及以下的智能电动车辆自动驾驶辅助系统—VS-LKA的整车层功能安全概念分析方法。

背景技术

无论是高级别还是低级别的自动驾驶，都会涉及到环境感知、自主决策和实时控制。目前市面上使用较为广泛的感知传感器有激光雷达，毫米波雷达，视觉摄像头等，其中，视觉摄像头凭借其处理系统基础、处理效果直观、价格低廉、“一头多用”等特点受到广大消费者的青睐。视觉摄像头按照种类可分为单目摄像头、多目摄像头、鱼眼摄像头等，通过视觉摄像头，车辆能够实现车道保持辅助(LKA)、前向碰撞预警(FCW)、交通标志识别(RSR)、行人碰撞预警(PCW)、全景泊车(SVP)等多项L2级及以下的自动驾驶辅助功能。自动驾驶辅助技术本身属于主动安全技术，但是其在能够有效预防危害事件发生和降低危害程度的同时，缺乏自身的有效安全机制，当主动安全技术自身发生故障时，由于多数驾驶员对系统可靠性的过分相信，将大大延长有效接管时间，从而导致更加严重的交通事故。近年来Uber、Google、特斯拉等公司发生的自动驾驶交通事故，都引起了公众对自动驾驶的质疑与焦虑。因此，自动驾驶辅助技术的安全性急需得到提高。

电子电气系统本身无法做到绝对不发生故障，所以需要对系统进行功能安全设计，VS-LKA作为自动驾驶辅助中环境感知环节的重要组成部分，对其进行功能安全设计具有十分重要的意义。

VS-LKA属于L2级及以下的自动驾驶辅助技术，目前尚无针对其整车层面的功能安全技术的相关研究，而功能安全概念分析是对整个系统进行功能安全设计的前提，合理的概念分析有利于后续安全控制策略的制定和容错控制算法的开发，因此，对VS-LKA进行功能安全概念分析，能有效保障乘客和其他交通参与者的生命财产安全，意义重大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明旨在针对L2级及以下的自动驾驶辅助技术，提供一种应用于车道保持辅助的智能电动车辆视觉系统(VS-LKA)整车层功能安全概念分析方法。

本发明所采取的技术方案如下：一种智能车辆VS-LKA系统功能安全概念分析方法，该方法首先对VS-LKA进行功能定义，并设定VS-LKA运行场景；基于运行场景确定VS-LKA失效形式和导致的整车危害事件；然后对各危害事件进行危害分析与风险评估，确定汽车安全完整性等级；再以安全完整性等级为基础制定功能安全目标；再将功能安全目标转化为对系统的功能安全要求；最后根据功能安全要求，转换为对系统的技术安全要求；

这其中，对VS-LKA的功能定义如下：1)为车辆提供准确的前方道路信息，包括当前时刻车辆与两侧车道线的横向距离，两侧车道线长度、宽度、线型，前方道路车道线方程；2)系统辅助车辆保持在期望车道内行驶，驾驶员在线监控，并在必要时刻接管车辆。

这其中，确定VS-LKA失效形式有5种：a.视觉信号漂移，b.视觉信号缺失，c.视觉信号丧失，d.视觉信号卡顿，e.视觉信号卡死；对各失效形式的确定方法如下：

a).对于视觉信号漂移，定义表现形式为：