我們還有很長的路要走，讓自動駕駛汽車鋪滿道路。當(dāng)前傳感器的功能雖然有用，但在自動駕駛汽車方面相對初級。

也就是說，汽車行業(yè)在過去幾年中取得了長足的進步。如果你在五六年前開著一輛全新的汽車，它可能包含大約 60 到 100 個傳感器。今天，這個數(shù)字已經(jīng)接近 200 個或更多。隨著車輛繼續(xù)變得更加智能和更加自主，傳感器的發(fā)展和復(fù)雜性一直保持同步，并將隨著新功能的普及而繼續(xù)增長。

為了推動自動駕駛汽車的進步，技術(shù)供應(yīng)商和汽車制造商正在考慮諸如傳感器退化、行業(yè)標準協(xié)作以及在汽車生命周期內(nèi)軟件網(wǎng)絡(luò)安全防御的維護/服務(wù)等挑戰(zhàn)。

汽車老鼠賽跑

汽車制造商和原始設(shè)備制造商面臨的最大挑戰(zhàn)之一是跟上傳感器和數(shù)據(jù)開發(fā)的快速步伐。傳感器需要為車輛系統(tǒng)提供必要的數(shù)據(jù)保真度，以滿足設(shè)計要求。

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不同的傳感器有不同的優(yōu)點和缺點。一種方法是結(jié)合多種傳感器來實現(xiàn)更徹底的環(huán)境感知

在道路上有大量司機、行人、騎自行車者和摩托車的人口稠密的大都市地區(qū)駕駛需要車輛在瞬間做出停止或轉(zhuǎn)向的決定，以避免撞到行人或其他車輛。因此，我們開始看到傳感器融合開始發(fā)揮作用，在高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 通過消耗和解釋廣泛的數(shù)據(jù)輸入做出反應(yīng)時，做出人類駕駛員可能無法做出的決定。

在傳感器制造的初始階段，汽車制造商還必須遵守汽車功能安全標準，以防止芯片或軟件故障。ISO 26262 是汽車標準，它規(guī)定汽車 OEM 和供應(yīng)商必須遵循并記錄其設(shè)備的開發(fā)過程，以使其設(shè)備被視為功能安全。通過遵守 ISO 26262，汽車 OEM 和供應(yīng)商可確保其設(shè)備在預(yù)期時按預(yù)期運行。

傳感器退化挑戰(zhàn)

不斷變化的傳感器格局的另一個方面是傳感器退化。傳感器退化是自動駕駛汽車等式的一個自然部分，特別是考慮到今天的汽車通常具有 10 到 15 年的使用壽命這一事實。退化的主要原因包括傳感器的一般磨損、惡劣的工作環(huán)境以及其他電子系統(tǒng)元件的退化。

汽車制造商和技術(shù)供應(yīng)商將需要考慮安裝的傳感器的能力，如激光雷達、攝像頭、超聲波等，其性能與新車在整個預(yù)期中的性能相同，甚至更高車輛的使用壽命。他們還必須回答如果傳感器開始出現(xiàn)故障會發(fā)生什么（即如何提醒駕駛員、內(nèi)置安全功能等）。為了對抗退化，原始設(shè)備制造商需要對車輛內(nèi)的半導(dǎo)體和其他組件進行建模和設(shè)計，以在許多不同的環(huán)境中創(chuàng)建可預(yù)測的故障率和替代方案。

網(wǎng)絡(luò)安全問題

在確保自動駕駛車輛傳感器安全時，需要考慮幾個不同的因素。入侵自動駕駛汽車始終是一個問題，應(yīng)該得到解決，但另一個不太明顯的安全因素是攻擊者影響嵌入在車輛中的機器學(xué)習(xí)技術(shù)以惡意方式做出反應(yīng)。

例如，英國的一項研究引入了一個視頻廣告牌，該廣告牌已被篡改，顯示停車標志的時間只有幾分之一秒。自動駕駛汽車會感應(yīng)到停車標志并停下來，因為它們能夠捕捉到該圖像，并以與感應(yīng)到道路上的停車標志相同的方式對其做出反應(yīng)。然而，人類駕駛員將無法對圖像做出反應(yīng)，如果他們前面的自動駕駛汽車在沒有警告或明顯原因的情況下突然停止，就會產(chǎn)生潛在的危險。這些“幻影物體”對駕駛員和行人造成傷害的可能性只是汽車制造商在確保自動駕駛汽車安全方面面臨的又一挑戰(zhàn)。

為了防止傳感器漏洞，NHTSA 建議汽車行業(yè)遵循美國國家標準與技術(shù)研究院 (NIST) 記錄的網(wǎng)絡(luò)安全框架。該框架提出了一種圍繞以下關(guān)鍵功能構(gòu)建的分層網(wǎng)絡(luò)安全方法：識別、保護、檢測、響應(yīng)和恢復(fù)。

系統(tǒng)設(shè)計人員必須保護系統(tǒng)操作，同時在與駕駛員共享的警報方面取得適當(dāng)?shù)钠胶??？紤]一下 ADAS，它旨在警告駕駛員道路上即將發(fā)生的危險以及潛在的系統(tǒng)故障。通常，由于安全漏洞導(dǎo)致的系統(tǒng)錯誤會觸發(fā)召回，這需要前往經(jīng)銷商處，對于汽車制造商而言，可能需要進行昂貴的修復(fù)。更好的方法是建立安全性以防止惡意行為首先導(dǎo)致錯誤。

隨著這些設(shè)備的復(fù)雜性和功能的增加，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全攻擊的不同途徑也將按比例增長。設(shè)計師和汽車制造商將需要更新他們的防御并管理這些類型的意外反應(yīng)，以防止這些非傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊。防御的一部分應(yīng)該是一個強大的軟件生命周期管理程序，它允許組織應(yīng)用從他們的經(jīng)驗中吸取的教訓(xùn)。同樣的理念也適用于傳感器本身的物理性能，以對抗退化。

隨著自動駕駛汽車變得越來越普遍，將會有更多的法規(guī)和各種消費者習(xí)慣開始發(fā)揮作用，這將有助于塑造市場的未來。跟上傳感器融合領(lǐng)域的進步是具有挑戰(zhàn)性的，但也是必要的，因為我們繼續(xù)看到自動駕駛汽車成為主流。

— Chris Clark 是 Synopsys 汽車集團的高級經(jīng)理。