【論文要約:自動運転関連】Analysis of Functional Insufficiencies and Triggering Conditions to Improve the SOTIF of an MPC-based Trajectory Planner

自動運転に関連する論文の要約をしています。
論文へのリンク：https://arxiv.org/abs/2407.21569

1. タイトル（原題、和訳）

原題: Analysis of Functional Insufficiencies and Triggering Conditions to Improve the SOTIF of an MPC-based Trajectory Planner
和訳: MPCベースの軌道計画装置のSOTIF向上のための機能的不足およびトリガ条件の分析

2. 著者名

• Mirko Conrad

• Georg Schildbach

3. 公開年月日

2024年8月1日

4. キーワード

• Automated Driving System (ADS) (自動運転システム)

• Autonomous Vehicles (自律走行車)

• Trajectory Planning (軌道計画)

• Model Predictive Control (MPC) (モデル予測制御)

• Functional Safety (FS) (機能安全)

• Safety of the Intended Functionality (SOTIF) (意図した機能の安全性)

• Functional Insufficiencies (FIs) (機能的不十分)

• Triggering Conditions (TCs) (トリガ条件)

• SOTIF-related Element out of Context (SOTIF-EooC) (文脈外SOTIF関連要素)

5. 要旨

自動運転技術は過去10年間で大きな進歩を遂げましたが、アルゴリズムの複雑さの増大により、安全性の確保が課題となっています。本論文では、MPCベースの軌道計画装置に焦点を当て、SOTIF（意図した機能の安全性）の分析とISO21448に基づく具体的な手法の適用を通じて、安全性を向上させる方法を提案します。

6. 研究の目的

1. 一般的なMPCベースの軌道計画装置におけるSOTIFの分析。

2. ISO21448の手法を用いて機能的不十分 (FIs) とトリガ条件 (TCs) を特定し、MPCベースの軌道計画装置の安全コンセプトを最適化する。

7. 論文の結論

ISO21448に基づく手法を適用し、MPCベースの軌道計画装置のSOTIFを向上させる具体的な方法を示しました。これにより、安全性の向上とMPCの実用化に向けた一歩が示されました。

8. 論文の主要なポイント

• MPC（モデル予測制御）の基本概念とその応用

• SOTIFの背景とISO21448の概要

• 機能的不十分 (FIs) とトリガ条件 (TCs) の特定と分析

• 改良された安全設計とMPC-TPの具体的な適用例

9. 実験データ

論文内では、実際のデータを用いた具体的な実験結果やシミュレーションの詳細は示されていません。

10. 実験方法

SOTIF分析には、システムアーキテクチャの分析、要求事項の分析、シナリオベースの分析などの手法が用いられました。これらの手法を通じて、MPC-TPの機能的不十分 (FIs) とトリガ条件 (TCs) を特定しました。

11. 実験結果

分析を通じて、いくつかの主要な機能的不十分 (FIs) とトリガ条件 (TCs) が特定され、これに基づいて安全設計が改良されました。

12. 研究の新規性

• SOTIF関連要素を文脈外で開発する手法（SOTIF-EooC）の提案

• MPCベースの軌道計画装置に特化した機能的不十分 (FIs) とトリガ条件 (TCs) の特定と分析

• 改良された安全コンセプトの提案

13. 結論から活かせる内容

• ISO21448の具体的な適用手法を他の自動運転システムにも適用可能

• SOTIFの概念を用いた新しい安全設計の指針

• 自動運転システムの開発プロセスにおける安全性評価の重要性

14. 今後期待できる展開

• 実際の車両試験を通じたさらなる検証

• 他の高度な運転支援システム（ADAS）への適用

• 安全性評価のための新しいツールや手法の開発

• 業界全体でのSOTIF標準の普及と適用拡大

#ISO21448