[發明專利]一種用于控制處于變化的環境中的受控對象的方法及其電子系統

有效

• 申請號: 201810225367.1
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108628284B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 赫而曼·高柏茲;斯蒂芬·波萊德納;G·尼德里斯特;埃里克·施密特;C·何帕
• 申請（專利權）人: TTTECH汽車股份公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 丁靄迪;翟羽

本發明涉及一種用于控制處于變化的環境中的某受控對象的方法，其中用傳感器周期性地觀測受控該對象及其環境，并且在每一幀中基于通過觀測該受控對象及其環境所獲取的數據來執行至少三個獨立的數據流路徑DFP，第一DFP確定受控對象和受控對象的環境的模型，并且執行軌跡規劃，以便建立在給定的環境條件下對應于被指派的預定任務的一條或多條可能的軌跡，以及第二DFP確定受控對象和受控對象的環境的模型并且確定所有安全的軌跡必須位于其中的安全的空?時域SRZD，第三DFP根據通過觀測受控對象及其環境所獲取的數據來確定受控對象和受控對象的環境的模型并且基于該模型來計算緊急軌跡，并且其中在正常操作中決策單元檢驗該緊急軌跡是否在安全的SRZD之內。

技術領域

本發明涉及一種用于控制處于變化的環境中的受控對象(例如車輛)的方法，其中執行控制的電子系統包括通過實時通信系統來交換數據的傳感器(特別是多個傳感器)、執行器(特別是多個執行器)以及節點計算機(特別是多個節點計算機)。

此外，本發明涉及一種用于控制處于變化的環境中的受控對象(例如車輛)的電子系統(例如，計算機系統)，其中該電子系統包括通過實時通信系統來交換數據的傳感器(特別是多個傳感器)、執行器(特別是多個執行器)以及節點計算機(特別是多個節點計算機)。

最后，本發明涉及一種具有此類電子系統的受控對象。

本發明屬于計算機技術領域。本發明涉及用于受控對象、特別是自主受控對象、特別是車輛的容錯控制的方法和電子系統。

背景技術

傳感器技術和計算機技術的發展實現了自主地控制目標的技術設備和對象(例如，車輛)在很大程度上自主的控制。

根據維基百科[4]，自動駕駛的分類分為六個等級：

等級0：“僅駕駛員”，駕駛員自己行駛、轉向、給油、剎車等。

等級1：特定的輔助系統幫助車輛操作(主要是ACC)。

等級2：由輔助系統(例如，堵車助手)承擔部分自動化(例如，自動停車、車道保持功能、一般的縱向引導、加速、剎車等)。

等級3：高度自動化。駕駛員不必持續地監控系統。車輛自主地執行諸如觸發閃光器、車道變換以及車道保持之類的功能。駕駛員可以從事其他事情，但是在需要時在警告時間內被系統要求接管操縱。這種形式的自主在高速公路上技術上是可行的。法律制定者正在著手允許等級3-車輛。預期在2020年以前可以實現。

等級4：完全自動化。車輛的操縱持續地由系統承擔。如果系統不再勝任駕駛任務，則要求駕駛員接管操縱。

等級5：車輛的完全自主。車輛不裝備有方向盤，車輛可以在沒有駕駛員的情況下運動。

目前，在市場上可獲得的車輛實現了等級2。對于等級2而言，駕駛員負責連續地監控計算機系統的規定功能并且在故障情形中立即干預。在更高的自動化等級中，必須容錯地執行計算機系統，以便即使在計算機中有故障的情況下也確保車輛的安全性。

在ISO 26262標準中，車輛中的電子系統(硬件加軟件)被分配為四個完整性級別之一(級別ASIL A到ASIL D)，其中級別ASIL D表示最高完整性等級[5]。用于完全自動化的車輛控制(等級4和等級5)的電子系統的完整性必須對應于ASIL D。雖然在ASIL B的情況下出現對于車輛的安全性而言具有嚴重后果的危險故障的概率必須小于每小時10^-6(即，10³FIT)，但是在ASIL D的情況下此概率必須小于每小時10^-8(即，10FIT)。

電子系統失靈的原因可能是硬件的老化故障(物理故障)或者硬件或軟件中的設計錯誤(設計錯誤)。