随着智能驾驶和驾驶辅助功能不断增加,车辆越来越依赖摄像头、毫米波雷达、激光雷达及相关算法完成环境感知和驾驶决策。部分安全风险并非由电子电气系统发生故障引起,而可能来自传感器性能边界、算法局限、环境条件变化或复杂交通场景。当系统本身处于正常工作状态,却因预期功能存在不足而无法正确处理特定场景时,同样可能产生安全风险,这也是汽车预期功能安全需要重点解决的问题。
标准介绍
ISO 21448是国际标准化组织发布的《道路车辆——预期功能安全》标准,通常称为SOTIF(Safety Of The Intended Functionality),主要针对系统不存在故障时,由预期功能的性能限制或可合理预见的人员误用等因素引发的风险。标准强调通过场景识别、风险分析、触发条件分析、验证和确认等活动,发现功能设计及性能边界可能导致的潜在危险。
ISO 21448与传统功能安全关注的问题存在区别,其重点不是判断某个硬件或软件故障是否发生,而是分析系统在正常运行条件下是否可能因感知、决策或功能性能限制产生不安全行为。实际应用时,需要结合系统功能、运行设计域、传感器能力、算法性能和典型及极端场景确定验证范围,不能将SOTIF测试简单理解为普通功能测试或故障注入测试。
适用产品
ISO 21448主要适用于具有复杂感知、决策或控制功能的道路车辆系统。在汽车配件领域,常见对象包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达、驾驶辅助控制器、自动泊车系统相关模块、前向碰撞预警及自动紧急制动相关系统、车道保持辅助系统以及其他具有环境感知和智能决策能力的电子产品。具体测试范围需要根据产品承担的预期功能确定。
应用场景
智能驾驶系统可能在夜间、逆光、雨雾、积雪、道路标线不清或目标物形态异常等条件下出现感知性能下降;在复杂交通环境中,多目标遮挡、特殊道路结构及非典型交通参与者也可能形成系统预期功能未充分覆盖的场景。因此,产品开发和验证阶段需要通过实际道路、封闭场地或仿真场景等方式识别和验证潜在风险。
检测项目
SOTIF验证需要围绕具体功能和风险场景制定测试方案,以下为常见的评价方向,并非所有产品均需执行全部项目。
| 检测项目 | 测试内容 | 测试目的/关注点 |
| 功能性能测试 | 在规定运行条件下验证系统感知、识别、判断或控制功能 | 确认预期功能在正常场景下能够达到设计性能要求 |
| 边界场景测试 | 模拟光照、天气、道路及目标特征发生变化的场景 | 识别功能性能下降或超出设计能力范围的情况 |
| 触发条件测试 | 构造可能导致系统产生不安全行为的特定环境和目标条件 | 验证潜在触发条件对预期功能安全性的影响 |
| 感知能力验证 | 测试不同目标距离、速度、尺寸、遮挡及环境条件下的识别表现 | 评价传感器及感知算法在复杂场景中的性能边界 |
| 场景验证 | 通过道路、试验场或仿真环境开展典型及异常场景测试 | 验证系统在实际或可重复场景中的安全响应表现 |
测试流程
- 功能确认:明确产品预期功能、系统边界、运行条件及目标应用场景。
- 场景分析:识别正常场景、边界场景及可能导致功能性能不足的潜在条件。
- 风险识别:分析触发条件及其可能导致的不安全行为,确定重点验证方向。
- 测试方案:根据风险分析结果建立测试场景、测试参数和评价指标。
- 测试实施:通过实验室、试验场、道路或仿真等方式开展相应功能验证。
- 结果评价:分析系统在不同场景下的识别、判断及响应结果,并与预期功能要求进行比对。
- 问题验证:针对发现的性能边界或潜在风险进行优化后复测和补充验证。
注意事项
SOTIF测试的关键不是简单增加测试数量,而是测试场景是否能够覆盖产品实际运行中的风险边界。测试前应明确系统的运行设计域、传感器配置、算法版本及功能限制,并重点考虑天气、光照、道路结构、目标特征和交通参与者变化等因素,避免只验证理想条件下的功能表现。
预期功能安全与功能安全不能相互替代。不存在系统故障并不代表系统一定不存在安全风险,因此测试时既要区分故障导致的异常,也要关注系统正常工作状态下由于感知能力、算法性能或场景覆盖不足产生的风险。测试结果还应与具体功能目标和风险分析保持对应,避免脱离实际应用场景进行单一指标评价。
应用价值
开展ISO 21448相关测试和评价,有助于企业识别智能驾驶及驾驶辅助产品在正常运行状态下可能存在的功能性能边界,并通过场景化验证发现潜在风险。相关结果可用于算法优化、传感器选型、功能设计验证及客户项目安全评价,为智能汽车电子产品的开发和量产导入提供技术支持。
关于德恺汽车配件检测
德恺汽车配件检测可结合智能驾驶及驾驶辅助产品的预期功能、传感器配置和实际应用场景,围绕ISO 21448开展预期功能安全相关测试与评价,包括功能性能验证、边界场景测试、触发条件分析、感知能力验证及场景测试等,并根据产品实际风险和客户技术要求制定针对性的测试方案,帮助企业识别预期功能局限,为产品开发验证和项目安全评价提供检测支持。
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