自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展使得車輛在道路上的行駛變得更為普遍，而為了確保這項(xiàng)技術(shù)的安全性和可靠性，各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也應(yīng)運(yùn)而生。其中，SAE標(biāo)準(zhǔn)J3016第4階段以及NHTSA的安全標(biāo)準(zhǔn)成為保障自動(dòng)駕駛車輛安全性的關(guān)鍵。為了滿足這些要求，本論文致力于創(chuàng)建一種硬件配置，以確保自動(dòng)駕駛車輛在無駕駛員干預(yù)的情況下能夠執(zhí)行給定任務(wù)。檢測(cè)部分提出了一套硬件和基于模型的失效保護(hù)診斷方法，包括對(duì)執(zhí)行器、傳感器、CAN信號(hào)以及上位和下位控制器的故障診斷。在決策和控制方面，本文介紹了一種失效保護(hù)階段轉(zhuǎn)移至系統(tǒng)錯(cuò)誤的方法，通過系統(tǒng)錯(cuò)誤階段實(shí)現(xiàn)下位控制器的失效保護(hù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的算法和失效保護(hù)結(jié)構(gòu)在自動(dòng)駕駛車輛上取得了成功應(yīng)用。

為了應(yīng)對(duì)自動(dòng)駕駛車輛可能面臨的硬件故障，本文首先提出了一套全面的硬件配置。這一配置不僅包括執(zhí)行器和傳感器的備用系統(tǒng)，還關(guān)注了CAN信號(hào)的診斷和上下位控制器的冗余性。在檢測(cè)部分，我們采用了基于模型的方法來實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)。通過對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，我們能夠及時(shí)檢測(cè)到執(zhí)行器、傳感器或通信信號(hào)的故障，并在系統(tǒng)中啟動(dòng)相應(yīng)的備用裝置。這一系統(tǒng)不僅僅是 pass/fail 的故障檢測(cè)，更是對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估，以提高自動(dòng)駕駛車輛的安全性和可用性。

在決策和控制方面，當(dāng)車輛被診斷出故障且未檢測(cè)到駕駛員的干預(yù)時(shí)，失效保護(hù)階段將迅速轉(zhuǎn)移至系統(tǒng)錯(cuò)誤階段。通過下位控制器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，我們能夠有效地防止系統(tǒng)錯(cuò)誤的進(jìn)一步蔓延。為了達(dá)到這一目標(biāo)，我們提出了一種先進(jìn)的算法，通過即時(shí)的控制策略來緩解系統(tǒng)錯(cuò)誤的影響，從而確保車輛在故障情況下依然能夠安全運(yùn)行。這一決策和控制的整合性方法，使得自動(dòng)駕駛車輛能夠在最為極端的情況下保持安全。

為了驗(yàn)證提出的硬件配置和失效保護(hù)系統(tǒng)的有效性，我們進(jìn)行了全面的自動(dòng)駕駛車輛實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)不僅僅是簡(jiǎn)單的模擬，而是在實(shí)際道路條件下進(jìn)行的整車試驗(yàn)。結(jié)果表明，所提出的算法和失效保護(hù)結(jié)構(gòu)能夠成功地應(yīng)用于自動(dòng)駕駛車輛，為其提供了強(qiáng)大的安全性和可靠性保障。

盡管NHTSA目前尚未對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的安全性規(guī)定出具體的法規(guī)，但本文提出的失效保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)配置為滿足NHTSA的安全要求，為未來可能的法規(guī)制定提供了有力的技術(shù)支持。本文所介紹的系統(tǒng)不僅僅是應(yīng)對(duì)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的一種方案，更是為未來自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展提供了可持續(xù)的安全性基礎(chǔ)。在技術(shù)會(huì)議主題的討論中，我們推薦了一種滿足NHTSA關(guān)于自動(dòng)駕駛汽車第4階段的系統(tǒng)和控制的應(yīng)急測(cè)試方法，以確保在緊急情況下系統(tǒng)的高效應(yīng)對(duì)。

在自動(dòng)駕駛技術(shù)日益成熟的今天，確保車輛的安全性是不可或缺的。通過提出先進(jìn)的硬件配置和失效保護(hù)系統(tǒng)，本文為自動(dòng)駕駛車輛的安全性和可靠性提供了一種全面的解決方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這一方案在實(shí)際應(yīng)用中取得了成功，為未來自動(dòng)駕駛技術(shù)的推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們相信自動(dòng)駕駛車輛將在更為復(fù)雜的道路環(huán)境中表現(xiàn)出色，并為交通系統(tǒng)帶來更大的便利和安全性。