STCLocker：面向自动驾驶系统的死锁规避测试技术

自动驾驶系统 (ADS) 测试是确保自动驾驶车辆 (AV) 在部署前安全可靠性的关键措施。然而，现有技术主要关注单 AV 场景下的功能评估。随着 ADS 在多 AV 交通中的部署日益增多，评估其协同性能尤为重要，尤其是关于死锁问题——一种基本的协调失效，导致多个 AV 进入循环等待状态而无法永久继续运动，从而引发运动规划失败。尽管此问题至关重要，但 ADS 防止死锁的协同能力仍显得不足。为填补这一空白，我们提出了首个专门的时空冲突导向的死锁规避测试技术——STCLocker，用于生成死锁情景 (DLS)，其中一组受测试 ADS 控制的 AV 处于循环等待状态。STCLocker 由三个关键组件构成：死锁预言机、冲突反馈与冲突感知情景生成。死锁预言机提供可靠的黑盒机制，用于检测给定情景中多个 AV 之间的死锁循环。冲突反馈与冲突感知情景生成协同工作，主动引导 AV 在空间冲突资源（即共享通过区域）和时间竞争行为（即同时到达冲突区域）上发生竞争，从而提高生成易产生冲突的死锁的效果。我们在两种类型的 ADS 上评估了 STCLocker：一种是端到端的 ADS（Roach），另一种是支持协作通信的模块化 ADS（OpenCDA）。实验结果表明，相较于最佳基线，STCLocker 在平均生成 DLS 数量上显著优于后者。