本书对各国智能网联汽车预期功能安全的相关政策、法规、标准、专利等前沿动态进行了调研与分析, 介绍了中国特色智能网联汽车预期功能安全场景库建设思路与建设现状, 探索了感知算法、决策算法、感知系统、定位系统、HMI 系统、控制系统的性能局限和功能不足触发条件、评价体系与测试方法等, 总结了针对具备典型的高、中、低速自动驾驶功能的高速巡航系统、城市巡航系统、自主代客泊车系统的功能定义与危害分析、量化评价、测试方法等内容。本书对于促进我国在智能网联汽车预期功能安全方面的研究和智能网联汽车行业的发展、培养汽车安全相关的专业人才具有重要的意义。

本书可供汽车行业、交通行业等行业人士参考阅读, 也适合在校本科、研究生、博士生及相关学历的从业者使用。

前　言

第1 章 概　述

1. 1　智能网联汽车简介/ 001

1. 1. 1　智能网联汽车的基本概念/ 001

1. 1. 2　智能网联汽车安全基础/ 004

1. 2　智能网联汽车预期功能安全基础概论/ 005

1. 2. 1　预期功能安全活动基本流程/ 005

1. 2. 2　预期功能安全研究面临的挑战/ 007

第2 章 预期功能安全国内外研究现状

2. 1　相关政策与标准/ 010

2. 1. 1　政策与法规/ 010

2. 1. 2　标准与规范/ 012

2. 2　预期功能安全测试评价相关技术研究现状/ 013

2. 2. 1　预期功能安全分析及风险评估/ 013

2. 2. 2　预期功能安全验证与确认/ 016

2. 2. 3　预期功能安全测试评价/ 023

第3 章 中国特色预期功能安全场景库研究

3. 1　预期功能安全场景架构/ 025

3. 1. 1　预期功能安全场景总体架构设计/ 025

3. 1. 2　预期功能安全静态场景七层架构/ 026

3. 1. 3　预期功能安全动态场景架构/ 029

3. 2　预期功能安全场景库建设思路/ 030

3. 2. 1　预期功能安全场景库建设方法/ 031

3. 2. 2　预期功能安全场景库场景管理/ 031

3. 2. 3　预期功能安全场景库用途/ 033

3. 3　预期功能安全场景库建设现状/ 033

3. 3. 1　分地域中国特色预期功能安全场景收集/ 033

3. 3. 2　预期功能安全测试用例生成/ 03

第4 章 算法级与部件级智能网联汽车预期功能安全测试评价研究

4. 1　感知系统预期功能安全探索与实践/ 036

4. 1. 1　感知系统预期功能安全研究现状/ 037

4. 1. 2　感知系统局限性与触发条件分析/ 048

4. 1. 3　感知系统预期功能安全评价体系研究/ 069

4. 1. 4　感知系统预期功能安全测试方法研究/ 082

4. 1. 5　感知系统性能局限改进措施研究/ 091

4. 2　感知算法预期功能安全探索与实践/ 093

4. 2. 1　感知算法局限性与触发条件分析/ 093

4. 2. 2　感知算法评价体系研究/ 095

4. 2. 3　感知算法预期功能安全测试方法研究/ 098

4. 2. 4　感知算法性能局限改进措施研究/ 101

4. 3　决策算法预期功能安全探索与实践/ 102

4. 3. 1　决策算法局限性与触发条件分析/ 103

4. 3. 2　决策算法测试评价场景研究/ 107

4. 3. 3　决策算法评价体系研究/ 112

4. 3. 4　决策算法预期功能安全测试方法研究/ 116

4. 4　定位系统预期功能安全探索与实践/ 119

4. 4. 1　定位系统局限性与触发条件分析/ 119

4. 4. 2　定位系统评价体系研究/ 123

4. 4. 3　定位系统预期功能安全测试方法研究/ 130

4. 4. 4　定位系统性能局限改进措施研究/ 139

4. 5　HMI 系统预期功能安全探索与实践/ 140

4. 5. 1　HMI 系统局限性与触发条件分析/ 141

4. 5. 2　HMI 系统评价体系研究/ 150

4. 5. 3　HMI 系统预期功能安全测试方法研究/ 151

4. 5. 4　HMI 系统性能局限改进措施研究/ 154

4. 6　控制系统预期功能安全探索与实践/ 155

4. 6. 1　控制系统局限性与触发条件分析/ 156

4. 6. 2　控制系统评价体系研究/ 161

4. 6. 3　控制系统预期功能安全测试方法研究/ 162

4. 6. 4　控制系统性能局限改进措施研究/ 166

第5 章 整车级智能网联汽车预期功能安全测试评价研究

5. 1　城市巡航系统预期功能安全探索与实践/ 168

5. 1. 1　功能定义与危害分析/ 169

5. 1. 2　典型场景选取/ 171

5. 1. 3　数据采集/ 174

5. 1. 4　量化评价体系/ 176

5. 1. 5　测试规程/ 177

5. 2　高速公路巡航系统预期功能安全探索与实践/ 181

5. 2. 1　功能定义与危害分析/ 181

5. 2. 2　典型场景选取与采集/ 186

5. 2. 3　数据采集/ 187

5. 2. 4　量化评价体系/ 187

5. 2. 5　测试规程/ 189

5. 3　自主代客泊车系统预期功能安全探索与实践/ 192

5. 3. 1　功能定义与危害分析/ 192

5. 3. 2　典型场景选取/ 199

5. 3. 3　数据采集/ 200

5. 3. 4　量化评价体系/ 202

5. 3. 5　测试规程/ 203

第6 章 总结与展望 207

附　录

附录A　预期功能安全相关专利汇总/ 209

附录B　静态场景要素七层架构具体信息/ 217

附录C　预期功能安全共享场景库部分测试用例展示/ 225

附录D　感知系统触发条件清单/ 232

附录E　感知系统触发条件与基础场景/ 235

附录F　感知系统预期功能安全测试用例清单/ 241

附录G　城市巡航系统预期功能安全典型测试用例/ 244

常用缩写词/ 251

参考文献/ 253