Автономные транспортные средства основаны на улучшенных сенсорных технологиях

Текущие возможности сенсоров, хотя и полезны, но относительно рудиментарны, когда они доходит до автономных транспортных средств.

Нам еще предстоит пройти долгий путь, чтобы создать дороги, заполненные беспилотными транспортными средствами. Текущие возможности датчиков, хотя и полезны, относительно рудиментарны, когда речь идет об автономных транспортных средствах.

Тем не менее, автомобильная промышленность за последние несколько лет значительно продвинулась вперед. Если пять или шесть лет назад вы сошли со стоянки с совершенно новым автомобилем, он, вероятно, будет содержать от 60 до 100 датчиков. Сегодня это число намного ближе к 200 и более. По мере того как автомобили становятся все более интеллектуальными и автономными, эволюция и совершенствование датчиков идет в ногу со временем и будет продолжать расти по мере того, как новые функции становятся обычным явлением.

Чтобы обеспечить развитие автономных транспортных средств, поставщики технологий и автомобилестроители учитывают такие проблемы, как деградация сенсоров, совместная работа над отраслевыми стандартами и обслуживание / обслуживание средств защиты кибербезопасности программного обеспечения в течение всего срока службы транспортного средства.

Автомобильные крысиные гонки

Одна из самых больших проблем, с которой сталкиваются производители автомобилей и OEM-производители, - это идти в ногу с быстрыми темпами разработки датчиков и данных. Датчики должны обеспечивать необходимый уровень достоверности данных для систем автомобиля, чтобы соответствовать проектным требованиям.

щелкните, чтобы увидеть полноразмерное изображение

У разных сенсоров разные сильные и слабые стороны. Один из подходов - объединить несколько датчиков для более тщательного измерения окружающей среды

Вождение в густонаселенных мегаполисах с большим количеством водителей, пешеходов, велосипедистов и мотоциклов на дороге требует, чтобы транспортные средства за доли секунды принимали решение остановиться или свернуть, чтобы избежать столкновения с пешеходом или другим транспортным средством. В результате мы начинаем видеть, как объединение датчиков вступает в игру, принимая решения, которые человек-водитель может быть неспособен в то время, когда усовершенствованная система помощи водителю (ADAS) реагирует, потребляя и интерпретируя широкий диапазон входных данных.

Также крайне важно, чтобы на предварительных этапах производства датчиков автопроизводители соблюдали стандарты функциональной безопасности автомобилей для предотвращения сбоев микросхемы или программного обеспечения. ISO 26262 - это автомобильный стандарт, который предписывает процесс разработки, которому производители и поставщики автомобилей должны следовать и документировать, чтобы их устройства считались функционально безопасными. Соответствуя стандарту ISO 26262, производители и поставщики автомобильных комплектующих обеспечивают уверенность в том, что их устройства будут работать так, как задумано, и когда они были задуманы.

Проблемы с деградацией сенсора

Еще один аспект постоянно меняющегося ландшафта сенсоров - это деградация сенсоров. Деградация датчика - естественная часть уравнения автономного транспортного средства, особенно с учетом того факта, что сегодня транспортное средство обычно имеет срок службы от 10 до 15 лет. Основные причины деградации включают общий износ датчиков, тяжелые условия эксплуатации и деградацию других элементов электронной системы.

Автопроизводителям и поставщикам технологий необходимо будет учитывать способность установленных датчиков для таких функций, как LiDAR, камеры, ультразвук и т. Д., Работать на том же, если не более высоком уровне, чем они были, когда автомобиль был новым, в течение всего ожидаемого срока. срок службы автомобиля. Они также должны будут ответить, что произойдет, если датчик начнет выходить из строя (например, как предупредить водителя, встроить средства безопасности и т. Д.). Чтобы бороться с деградацией, OEM-производителям необходимо моделировать и проектировать полупроводники и другие компоненты в автомобиле, чтобы прогнозировать интенсивность отказов и альтернативы во многих различных средах.

Проблемы кибербезопасности

При проверке безопасности датчиков автономных транспортных средств необходимо учитывать несколько различных факторов. Взлом автономного транспортного средства всегда вызывает беспокойство, и его следует решать, но другой менее очевидный фактор безопасности - это злоумышленники, влияющие на технологию машинного обучения, встроенную в транспортное средство, для злонамеренной реакции.

Например, в исследовании, проведенном в Великобритании, был представлен рекламный щит с видео, который был изменен таким образом, чтобы показывать знак остановки всего за долю секунды. Автономные транспортные средства улавливают знак остановки и останавливаются, потому что они могут улавливать это изображение, реагируя на него так же, как если бы они почувствовали знак остановки на проезжей части. Однако водители-люди не смогут отреагировать на изображение, создавая потенциальную опасность, если автономное транспортное средство перед ними внезапно остановится без предупреждения или очевидной причины. Потенциал этих «фантомных объектов» причинить вред как водителям, так и пешеходам - ​​это еще одна проблема, с которой автопроизводители сталкиваются при обеспечении безопасности автономных транспортных средств.

Для защиты от уязвимостей датчиков NHTSA рекомендует автомобильной промышленности следовать документированной структуре кибербезопасности Национального института стандартов и технологий (NIST). Эта структура предлагает многоуровневый подход к кибербезопасности, который строится вокруг следующих ключевых функций:идентификация, защита, обнаружение, реагирование и восстановление.

Разработчики систем должны обеспечивать безопасность работы системы, сохраняя при этом правильный баланс с точки зрения предупреждений, передаваемых водителям. Рассмотрим ADAS, который предназначен для предупреждения водителей о надвигающихся опасностях на дороге, а также о потенциальных сбоях системы. Обычно системные ошибки из-за нарушения безопасности вызывают отзыв, который требует поездки в автосалон, а для производителя транспортного средства - потенциально дорогостоящего исправления. Лучшим подходом было бы встроить систему безопасности, чтобы предотвратить злонамеренное действие, которое изначально могло вызвать ошибку.

По мере того, как сложность и возможности этих устройств увеличиваются, различные направления, в которых происходят атаки кибербезопасности, также будут пропорционально расти. Разработчикам и автопроизводителям необходимо будет обновить свою защиту и управлять этими типами непреднамеренных реакций, чтобы защититься от этих нетрадиционных кибератак. Частью этой защиты должна быть надежная программа управления жизненным циклом программного обеспечения, которая позволит организациям применять уроки, извлеченные из их опыта. Та же самая философия касается физических характеристик самих датчиков для борьбы с деградацией.

По мере того, как автономные транспортные средства становятся все более распространенными, в игру вступают дополнительные правила, а также различные потребительские привычки, которые помогут сформировать будущее рынка. Идти в ногу с достижениями в области объединения сенсоров сложно, но необходимо, поскольку мы продолжаем видеть, как автономные транспортные средства становятся мейнстримом.

- Крис Кларк - старший менеджер автомобильной группы Synopsys.

>> Эта статья была первоначально опубликована на наш дочерний сайт EE Times.

Связанное содержание:

• Эксперты ADAS думают об интеграции датчиков в автомобили будущего
• Машинное обучение может уменьшить деградацию сенсора.
• Понимание сложности AV
• Встроенные датчики - ключ к интеллектуальному развитию мобильности.
• Как интеллектуальные датчики улучшают дизайн ADAS

Чтобы получить больше информации о Embedded, подпишитесь на еженедельную рассылку Embedded по электронной почте.