Härtill 6 uppsatser

Diss. (sammanfattning) Västerås, Mälardalens högskola, 2020

Mass-produced passenger vehicles are one of the greatest inventions of the 20th century that significantly changed human lives. Several safety measures such as traffic signs, traffic lights, mandatory driver education, seat belts, airbags, and anti-lock braking systems were introduced throughout the years. Today, a further increase in safety, comfort, and efficiency is being targeted by developing systems with automated driving capabilities. These systems range from those supporting the driver with a particular function (e.g., ensuring vehicle drives with constant speed while keeping a safe distance to other road participants) to taking all driving responsibilities from the driver (i.e., full driving automation). The development and series production of the former has already been accomplished, whereas reaching full driving automation still presents many challenges. The main reason is the shift of all driving responsibilities, including the responsibility for the overall vehicle safety, from the human driver to a computer-based system responsible for the automated driving functionality (i.e., the Automated Driving System (ADS)). Such a shift makes the ADS highly safety-critical, and the consensus of cross-domain experts is that there is no “silver bullet” for ensuring the required levels of safety. Instead, a set of complementary safety methods are necessary. In this context, runtime monitoring that continuously verifies the safe operation of the ADS, once deployed on public roads, is a promising complementary approach for ensuring safety. However, the development of a runtime monitoring solution is a challenge on its own. On a conceptual level, the complex and opaque technology used in ADS often makes researchers doubt “what” a runtime monitor should verify and “how” such verification should be performed. This thesis proposes novel runtime monitoring solutions for verifying the safe operation of ADS.

Massproducerade personbilar är en av 1900-talets största uppfinningar som väsentligt förändrade människors liv. Genom åren har flera säkerhetsåtgärder introducerats, såsom trafikskyltar, trafikljus, obligatorisk förarutbildning, säkerhetsbälten, krockkuddar och låsningsfria bromsar. Införandet av automatiserade körfunktioner lovar ytterligare ökad passagerarsäkerhet, körkomfort och effektivitet. Dessa system sträcker sig från (i) de som stöder föraren med en viss funktion (t.ex. att fordonet körs med konstant hastighet samtidigt som de håller ett säkert avstånd till andra trafikanter) till (ii) att ta över allt köransvar från föraren (dvs. en självkörande bil). Adaptiva farthållare finns redan i många bilar, medan det fortfarande återstår många utmaningar innan självkörande bilar kan introduceras på marknaden. Den främsta utmaningen är relaterad överföring av allt köransvar, inklusive ansvaret för den totala fordonssäkerheten, från den mänskliga föraren till ett datorbaserat system som ansvarar för den autonoma körfunktionen (systemet som hanterar detta kallas Automated Driving System (ADS)). Ett ADS är i högsta grad säkerhetskritiskt, och experter inom flera discipliner är överens om att det inte finns någon enkel lösning för att säkerställa erforderlig säkerhet. I stället är det nödvändigt med en uppsättning kompletterande säkerhetsmetoder. Ett lovande kompletterande tillvägagångssätt i detta sammanhang är övervakning under körning som kontinuerligt verifierar säker drift av ADS för att säkerställa att säkerheten bibehålls. Utvecklingen av en sådan lösning är dock en utmaning i sig. På begreppsnivå ställer den komplexa teknik som används i ADS forskare inför frågan ”vad behöver verifieras och hur ska verifieringen gå till?”. Denna avhandling föreslår nya lösningar för övervakning under körning för att verifiera säker drift av ADS.