半自动驾驶车辆更安全控制系统的设计

《ACM Transactions on Cyber-Physical Systems》：Design of Safer Control for Semi-Autonomous Vehicles

自动驾驶安全控制系统中，CADCA通过动态解决传感器错误与恶意输入导致的控制冲突，提升紧急制动等安全功能的可靠性，在15700次测试中成功率达98%。

　　

摘要

组件故障、漏洞以及恶意攻击都可能降低半自动驾驶车辆（SAVs）正确捕捉其运行环境的能力，甚至完全阻止其执行这些操作。而运行环境对于支持紧急制动或转向控制等关键安全功能至关重要。尽管现代半自动驾驶车辆的安全功能通常依赖于静态的控制优先级分配，但这种设计在控制或环境估计出现错误或被篡改的情况下，可能会导致灾难性事故。为减轻使用错误数据所带来的严重后果，我们提出了CADCA——一种专为半自动驾驶车辆设计的新型控制决策系统。该系统能够在传感器/数据出现错误或被篡改，以及控制输入存在恶意或错误的情况下正常运行，其最终目标是解决相互冲突的控制指令，以确保行车安全。通过对15,700个测试用例的评估，我们发现CADCA在防止因组件故障和/或恶意攻击导致的错误控制指令执行方面，成功率达到了98%，尤其是在最常见的（即追尾）碰撞场景中。