安全壳：一种用于处理自动驾驶中功能不足的架构

为使驾驶员不再作为安全备份的高度自动驾驶车辆成为可能，车辆必须应对各种功能不足（FIs）。迄今为止，尚无广泛接受的功能架构能在复杂的车辆运行设计域中最大化自动驾驶可用性并确保安全。本文对致力于预防或处理FIs的现有方法进行综述。我们观察到，当前预防FIs的设计时方法缺乏完整性保证。用于在线处理的补充方案若不严影响行程延续式自动驾驶功能的可用性，便无法恰当地提升安全性。为填补此空白，我们提出安全壳（Safety Shell）——一种基于既有功能安全冗余通道架构构建的可扩展多通道架构与仲裁设计。我们通过数值案例研究将该新方法与其他架构进行比较。结果表明，安全壳架构使自动驾驶车辆达到与替代方案同等或更优的安全性，同时提升车辆自动驾驶的可用性，从而扩大在线功能不足处理的可行覆盖范围。