【中汽研华为】2024自动驾驶安全模型研究报告_32页_2mb

自动驾驶安全模型研究报告摘要

自动驾驶安全模型概述

• 自动驾驶技术面临严峻的安全挑战，人为过失是主要原因。
• 自动驾驶安全模型（Safety Model）定义明确的数学框架，用于建模安全距离、路权、交通规则等关键因素，并为自动驾驶系统的安全设计、行为约束和风险评估提供理论基础。

安全模型定义与功能

• 安全模型根据场景变量输出布尔值，判断是否需阻止碰撞。
• 典型的定义包括：
  • FRAV：基于车辆物理参数计算是否需拦截碰撞。
  • 综合定义：涵盖纵向/横向安全距离、路权优先级及风险评估。
• 总体特性：模型应具备规则可解释、量化指标及动态适应能力。

安全模型应用

• 设计阶段：约束规划函数，构建合法行为边界。
  Minimize(Comfort)约束条件包含自定义安全模型
• 验证阶段：独立执行安全测试，输出符合模型的行为。
• 运行阶段：评估自动驾驶系统输出驾驶行为的安全性。

核心安全模型详解

模型分类与结构

1. 专用场景模型
   • LastPointtoSteer：计算最小转向/紧急制动必要距离。
   • SafetyZone：预测弱势交通参与者的进入时间，触发制动。
2. 全域安全框架
   • RSS (Responsibility-Sensitive Safety)
     • 纵/横向安全距离，保障相互路权明确下的安全间隔。
     • 应用场景：同向/对向行驶中的避让操控。
   • SFF (Safety Force Field)
     • 时空轨迹重叠为危险，通过“排斥力”方向控制动作。
   • FSM (Fuzzy Safety Metrics)
     • 引入3种状态：安全、模糊、不安全。
     • 风险度量：通过PFS/CFS动态计算预判或临界避让能力。
   • STD (Safety Time Domain)
     • 转化为时间维度评估，同时考虑路权与潮流优先。
3. 人类基准模型
   • CC-driver：模拟人类紧急反应模型，含决策延迟、反应位移时间、减速度。
   • 中国成熟驾驶模型：基于中国驾驶习惯标定，更符合中国区域交通特性。

研究展望

• 当前模型存在：①定义方式分散、②参数不统一、③界限模糊等不足。
• 未来工作 方向：
  1. 模型统一标准，规范模型表达方式。
  2. 对抗性的“容忍性”与“脆弱性”研究。
  3. 扩展模型应用范围，克服测试覆盖局限。

注：摘要总字数约824字，确保核心内容不丢失并符合技术语境准确表达。