我們還有很長(zhǎng)的路要走，讓自動(dòng)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(dòng)駕駛汽車方面相對(duì)初級(jí)。

也就是說(shuō)，汽車行業(yè)在過(guò)去幾年中取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。如果你在五六年前開(kāi)著一輛全新的汽車，它可能包含大約 60 到 100 個(gè)傳感器。今天，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)接近 200 個(gè)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(zhǎng)。

為了推動(dòng)自動(dòng)駕駛汽車的進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(hù)/服務(wù)等挑戰(zhàn)。

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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(kāi)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(jì)要求。

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不同的傳感器有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。一種方法是結(jié)合多種傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)更徹底的環(huán)境感知

在道路上有大量司機(jī)、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(kāi)始看到傳感器融合開(kāi)始發(fā)揮作用，在高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 通過(guò)消耗和解釋廣泛的數(shù)據(jù)輸入做出反應(yīng)時(shí)，做出人類駕駛員可能無(wú)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(biāo)準(zhǔn)，以防止芯片或軟件故障。ISO 26262 是汽車標(biāo)準(zhǔn)，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(kāi)發(fā)過(guò)程，以使其設(shè)備被視為功能安全。通過(guò)遵守 ISO 26262，汽車 OEM 和供應(yīng)商可確保其設(shè)備在預(yù)期時(shí)按預(yù)期運(yùn)行。

傳感器退化挑戰(zhàn)

不斷變化的傳感器格局的另一個(gè)方面是傳感器退化。傳感器退化是自動(dòng)駕駛汽車等式的一個(gè)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(shí)。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(dá)、攝像頭、超聲波等，其性能與新車在整個(gè)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(kāi)始出現(xiàn)故障會(huì)發(fā)生什么（即如何提醒駕駛員、內(nèi)置安全功能等）。為了對(duì)抗退化，原始設(shè)備制造商需要對(duì)車輛內(nèi)的半導(dǎo)體和其他組件進(jìn)行建模和設(shè)計(jì)，以在許多不同的環(huán)境中創(chuàng)建可預(yù)測(cè)的故障率和替代方案。

網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題

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

例如，英國(guó)的一項(xiàng)研究引入了一個(gè)視頻廣告牌，該廣告牌已被篡改，顯示停車標(biāo)志的時(shí)間只有幾分之一秒。自動(dòng)駕駛汽車會(huì)感應(yīng)到停車標(biāo)志并停下來(lái)，因?yàn)樗鼈兡軌虿蹲降皆搱D像，并以與感應(yīng)到道路上的停車標(biāo)志相同的方式對(duì)其做出反應(yīng)。然而，人類駕駛員將無(wú)法對(duì)圖像做出反應(yīng)，如果他們前面的自動(dòng)駕駛汽車在沒(méi)有警告或明顯原因的情況下突然停止，就會(huì)產(chǎn)生潛在的危險(xiǎn)。這些“幻影物體”對(duì)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(dòng)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shí)別、保護(hù)、檢測(cè)、響應(yīng)和恢復(fù)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須保護(hù)系統(tǒng)操作，同時(shí)在與駕駛員共享的警報(bào)方面取得適當(dāng)?shù)钠胶?。考慮一下 ADAS，它旨在警告駕駛員道路上即將發(fā)生的危險(xiǎn)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(cuò)誤會(huì)觸發(fā)召回，這需要前往經(jīng)銷商處，對(duì)于汽車制造商而言，可能需要進(jìn)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(cuò)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(zhǎng)。設(shè)計(jì)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(gè)強(qiáng)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(yàn)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(duì)抗退化。

隨著自動(dòng)駕駛汽車變得越來(lái)越普遍，將會(huì)有更多的法規(guī)和各種消費(fèi)者習(xí)慣開(kāi)始發(fā)揮作用，這將有助于塑造市場(chǎng)的未來(lái)。跟上傳感器融合領(lǐng)域的進(jìn)步是具有挑戰(zhàn)性的，但也是必要的，因?yàn)槲覀兝^續(xù)看到自動(dòng)駕駛汽車成為主流。

— Chris Clark 是 Synopsys 汽車集團(tuán)的高級(jí)經(jīng)理。