ADAS/AD开发05 - 功能安全

本文介绍了汽车电子领域的功能安全标准ISO26262,它专注于汽车电子、电气和软件组件的安全,提供车辆安全生命周期的支持,并通过ASIL评级管理功能安全需求,以降低风险。内容涵盖了功能安全的开发流程、相关术语和重要概念,如架构、评估、审查、标定数据、剩余故障等。

功能安全本是一个更宽泛的话题,但是在汽车电子领域的功能安全,几乎等同于产品开发过程中对ISO26262标准的贯彻。

一、ISO26262:Road vehicles — Functional safety 标准

该标准只针对汽车电子电器系统。会牵涉到与安全相关的电气、电子和软件等相关组件。相比较于其他消费类电子产品,汽车产品的开发过程中,安全始终是一个关键性问题。对于汽车一些重要的子系统,如驾驶辅助系统、动力系统、车辆动态控制系统、主被动安全系统等,都涉及安全工程领域。随着汽车电子产品的技术复杂度提高及软件、机电一体化的大量应用,系统失效和随机的硬件失效的风险大大提升。ISO26262可以:

a. 提供车辆安全生命周期的支持(管理、开发、生产、操作、服务、拆解);

b. 提供车辆专用的风险评估方法(ASIL,Automotive Safety Integrity Levels,汽车安全完整性等级);

c. 使用ASIL评级提出可实施的功能安全需求,来避免不合理的剩余风险;

d. 向供应商提供功能安全需求。

功能安全受到开发流程(需求、设计、实现、集成、验证、确认和配置)、生产和服务流程、管理流程的影响。

  1. Vocab
### ADAS工程师的工作职责 ADAS高级驾驶辅助系统)工程师的主要工作职责涉及多个方面,包括但不限于设计、开发、测试以及验证自动驾驶功能驾驶辅助系统的各个模块。具体来说: - **控制器模块开发**:负责ADAS/AD控制器的模块化开发过程,这通常遵循ASPICE流程标准[^2]。在此过程中,需要详细定义并说明每个必需系统元素的设计,例如内存和容量需求、硬件接口需求、用户接口需求等。 - **算法实现与优化**:作为应用层软件工程师的一部分角色,ADAS工程师可能被称作算法工程师或控制工程师[^1]。他们专注于转向助力算法、制动系统算法以及其他车辆动态控制系统中的核心逻辑。 - **跨域协调与通信机制构建**:在现代汽车电子架构下,不同ECU之间通过诸如SOME/IP这样的协议进行服务发现和服务调用,从而形成整体解决方案[^3]。因此,理解这些网络通讯原理对于成功部署复杂的ADAS功能至关重要。 ### 技能要求 为了胜任上述职责,一名合格的ADAS工程师应当具备如下技能组合: #### 技术能力 - **嵌入式系统知识**:深刻理解微处理器体系结构及其编程方法;熟悉实时操作系统RTOS概念及其实现方式。 - **信号处理与机器学习基础**:掌握图像识别、传感器融合等领域内的关键技术手段,能够运用统计学模型预测潜在风险状况。 - **AUTOSAR平台经验**:精通经典AUTOSAR框架下的BSW组件配置管理技巧,同时也要关注自适应版新特性引入带来的变化趋势。 #### 软件工程实践 - 遵循严格的质量管理体系如ISO 26262来保障产品安全性; - 使用版本控制工具Git维护源码库,并参与敏捷迭代周期会议讨论项目进展方向。 以下是关于快速原型搭建的一个简单Python脚本示例用于演示如何模拟基本路径规划场景: ```python import numpy as np def plan_path(start, goal, obstacles): open_set = {start} closed_set = set() while open_set: current = min(open_set, key=lambda node: heuristic(node, goal)) if current == goal: return reconstruct_path(came_from, start, goal) open_set.remove(current) closed_set.add(current) for neighbor in get_neighbors(current, obstacles): tentative_g_score = g_scores[current] + dist_between(current, neighbor) if neighbor not in g_scores or tentative_g_score < g_scores[neighbor]: came_from[neighbor] = current g_scores[neighbor] = tentative_g_score if neighbor not in open_set: open_set.add(neighbor) return None def heuristic(a, b): return abs(b[0]-a[0]) + abs(b[1]-a[1]) def get_neighbors(pos, obs): neighbors = [] directions = [(0,-1), (0,+1), (-1,0), (+1,0)] for d in directions: new_pos = tuple(np.array(pos)+np.array(d)) if all([c >=0 and c<grid_size[i] for i,c in enumerate(new_pos)]) \ and new_pos not in obs: neighbors.append(new_pos) return neighbors ```
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