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Entwicklung von ISO 26262- und SOTIF-konformem strukturiertem Text für langsame autonome Fahrzeuge
Das von IFM Electronic unterstützte Projekt fördert die Entwicklung branchenrelevanter Fähigkeiten für Studierende
„Wir haben uns für MATLAB und Simulink entschieden, um die Algorithmen unserer Sicherheitsschicht zu implementieren, [weil] sie mit einem Toolkit zur ISO 26262-Zertifizierung ausgestattet sind und statische [Prüfungen] sowohl des Modells als auch des generierten Codes ermöglichen.“
Wichtigste Ergebnisse
- Schnelle Prototypentwicklung von Steuerungsalgorithmen für autonome Fahrzeuge, die Tests in szenariogesteuerten 3D-Umgebungen ermöglichen
- Generierung von zertifizierbarem ISO 26262- und SOTIF-konformem strukturiertem Text mit MATLAB und Simulink
- Entwicklung von Lehrmaterialien für den Entwurf eingebetteter Steuerungssysteme auf Grundlage der Projektergebnisse, die die neuesten relevanten Industriethemen widerspiegeln
- Mithilfe der MATLAB- und Simulink-Tools konnte ein Open-Source-Sicherheitskonzept erstellt werden, das wiederverwendbar ist und auf branchenübliche Prozesse und Dokumentationen zurückgreift.
Workflow für die AV-Sicherheitsschicht mithilfe der statischen Modell-/Codeanalyse und formalen Verifizierung.
Die Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) ist eine niederländische Fachhochschule, deren Lehrpläne auf gemeinsam mit Industriepartnern durchgeführter Forschung basieren. Als führender Partner des Projekts „Safety Concept for Low-speed AV Implementations“ (SafeCLAI) in den Niederlanden entwickelte HAN mit Unterstützung von IFM Electronic eine wiederverwendbare ISO® 26262- und SOTIF-konforme Sicherheitsschicht für ROS-basierte autonome Fahrzeuge.
Durch die Wahl von MATLAB® und Simulink® zur Implementierung der Sicherheitsschicht erhielt HAN Zugriff auf das IEC Certification Kit und ermöglichte damit standardkonforme Verifizierungs- und Validierungs-Workflows zur Generierung von zertifizierbarem und integrierbarem Code. Die ROS Toolbox half dem HAN-Team, die Herausforderung der Datenübertragung von simulierten Sensoren in der 3D-Umgebung durch die Verwendung spezieller ROS-Nachrichten zu meistern. IFM Electronic unterstützte das Projekt mit seiner Expertise im Bereich funktionale Sicherheit und lieferte einen Sicherheitscontroller, der den generierten strukturierten Text in einer sicheren Controllerarchitektur ausführt.
Als Ergebnis verfügt HAN nun über eine wiederverwendbare, szenariengesteuerte Verifizierungs- und Validierungsumgebung, in der autonome Fahrzeugsysteme sicher getestet werden können. Es wird erwartet, dass dieser Workflow in Zukunft weiter ausgebaut und besser integriert wird. Da es in ROS beispielsweise an zertifizierbaren Workflows mangelt, erwägt HAN, RoadRunner für simulierte Fahrszenarien zu verwenden und die Workflows für die Bild- und Signalverarbeitung auf MATLAB und Simulink zu verlagern. Für zukünftige Projekte wird auch die Umstellung auf generierten C Code und die Einführung von Polyspace® in Betracht gezogen, um die MISRA™-Konformität des integrierten Codes zu überprüfen und nachzuweisen und die Konsistenz der Toolchain zu verbessern.
Der Quellcode des Projekts und die dazugehörigen Dokumente wurden für den Einsatz in der Industrie und zu Bildungszwecken auf GitLab® veröffentlicht. Darüber hinaus wird der Lehrplan der HAN durch Kursmaterial zur funktionalen Sicherheit aus dem SafeCLAI-Projekt erweitert. Dadurch werden die Studierenden dabei unterstützt, wertvolle berufliche relevante Fähigkeiten zu entwickeln, indem sie erfahren, wie Codegenerierungstools zusammen mit MATLAB und Simulink in der Industrie eingesetzt werden.
