[发明专利]基于竞争失效模式的无人驾驶域控制器可靠度优化方法

说明书

本发明涉及域控制器技术领域，公开了一种基于竞争失效模式的无人驾驶域控制器可靠度优化方法，包括以下步骤：将域控制器的系统原理图按照预定规则转换为GO图；确定各模块的突发失效参数、退化失效参数；计算各模块的突发失效可靠度、退化失效可靠度，基于贝叶斯模型平均技术综合分析突发失效、退化失效的影响，计算各模块的运行可靠度；根据GO法的操作符运算规则进行GO运算，计算域控制器的系统运行可靠度；计算各模块的单元重要度，并根据单元重要度从大到小的顺序，依次通过改进设计的方式提升各模块的可靠度；如果提升某个模块可靠度的成本高于设定标准或者存在技术条件约束，则通过冗余设计的方式提高系统可靠度。

技术领域

本发明涉及域控制器技术领域，具体涉及一种基于竞争失效模式的无人驾驶域控制器可靠度优化方法。

背景技术

域控制器可靠度是L3级别以上的自动驾驶系统中最基础、最核心的要素。

域控制器一般包括：AI模块、CPU模块、安全MCU模块、图像处理模块、数据交换模块。其中：AI处理模块主要用来实现摄像头和激光雷达的AI计算；CPU模块主要提供一些整型计算，可以用来部署定位、规控等应用软件算法；安全MCU模块负责车辆功能和冗余安全监控；图像处理模块可以把摄像头的原始数据处理成YUV格式或者RGB格式；数据交换模块主要负责其余各个模块的数据交互。

对于自动驾驶系统来说，前四个模块尤为重要。根据可靠度工程理论，提高系统可靠度可通过提高模块可靠度或冗余设计加以实现。在系统设计中需要统筹考虑，以便在满足约束条件下使系统可靠度达到最优，即要求设计者在设定冗余数的同时确定各模块可靠度。通过冗余设计以防止单点故障时，需要考虑整体的车规、电磁干扰与振动方面的设计，以及参考ISO-26262标准的相关要求。

目前，针对域控制器可靠度设计的现有研究还存在以下不足：

(1)可靠度工作不仅包括在研制阶段利用测试、鉴定以及验收数据所开展的前期可靠度设计，还包括基于运行数据的后期可靠度运维优化，然而目前针对后者的研究还相对薄弱。

(2)域控制器包含多种类型的模块，各个模块相互影响，包括连接方式、工作时序以及失效顺序等因素，总体可靠度指标已经不能全面刻画系统性能，需要细化到模块层面。

(3)多失效模式共存作为复杂时变的域控制器系统故障特征之一。除电子器件突发失效外，还包括性能退化失效。目前的域控制器可靠度研究大多是针对突发失效进行数理统计分析，然而随着域控制器性能的不断提高，越来越少的突发失效数据正无形中逐步提升可靠度分析的工作难度。因此，需要针对域控制器运行过程中多失效共存模式这一普遍现象进行综合建模与分析。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于竞争失效模式的无人驾驶域控制器可靠度优化方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于竞争失效模式的无人驾驶域控制器可靠度优化方法，域控制器包括多个模块，优化方法包括以下步骤：

步骤一：将域控制器的系统原理图按照预定规则转换为GO图；

步骤二：确定各模块的突发失效参数、退化失效参数；

步骤三：计算各模块的突发失效可靠度、退化失效可靠度，基于贝叶斯模型平均技术综合分析突发失效、退化失效的影响，计算各模块的运行可靠度；如果各模块的运行可靠度低于该模块的目标可靠度，则通过改进设计的方式提升各模块的可靠度，如果提升某个模块可靠度的成本高于设定标准或者存在技术条件约束，则通过冗余设计的方式提高系统可靠度；如果各模块的运行可靠度不低于该模块的目标可靠度，实施步骤四；

步骤四：根据GO法的操作符运算规则进行GO运算，计算域控制器的系统运行可靠度，如果系统运行可靠度低于系统目标可靠度，则实施步骤五，否则跳转至步骤三；