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传感器故障诊断与冗余容错在无人车集群安全运行中的应用.docx
资料介绍
传感器故障诊断与冗余容错在无人车集群安全运行中的应用
引言
在无人车集群中，传感器故障是导致自动驾驶系统性能下降或完全失效的最主要风险来源之一。传感器可能因硬件损坏、软件故障、通信中断或外部环境干扰（如强电磁干扰、极端温度）而失效。2026年，随着ISO 26262功能安全标准和ISO 21448预期功能安全（SOTIF）标准的全面实施，无人车传感器系统的故障诊断与冗余容错设计已成为确保系统安全运行的核心技术。通过多传感器冗余、在线故障检测和智能降级策略，无人车集群可在传感器故障发生时仍维持安全运行，为乘客和周围交通参与者提供可靠的安全保障。
功能安全标准框架
ISO 26262功能安全
ISO 26262是道路车辆功能安全的国际标准，定义了从ASIL-A到ASIL-D的安全完整性等级。2026年，L4级无人车传感器系统的安全目标通常要求达到ASIL-B至ASIL-D等级，取决于具体功能的安全关键程度。对于转向和制动等安全关键功能，传感器系统需满足ASIL-D要求，单点故障覆盖率需超过99%，潜伏故障覆盖率需超过90%。功能安全标准要求传感器系统具备故障检测、故障响应和故障容错能力，确保在传感器故障时系统仍能维持安全状态。
ISO 21448预期功能安全
ISO 21448（SOTIF）关注的是传感器在无硬件故障的情况下，因性能局限（如传感器在恶劣天气下的性能衰减）导致的安全风险。2026年，SOTIF标准要求传感器系统在各类场景下的性能退化模式需被充分识别和量化，并通过功能降级策略确保安全。SOTIF分析覆盖了传感器在雨雾、夜间、强光、隧道等场景中的性能边界，明确了哪些场景下传感器性能不足，需要切换至其他传感器或触发降级策略。
传感器故障诊断技术
硬件故障检测
2026年，传感器硬件故障检测采用多维度监测手段。电压监测检测传感器供电电压是否在正常范围内；温度监测检测传感器工作温度是否超限；通信监测检测传感器数据通信是否正常（如CAN总线或以太网通信的帧率和校验）；自检程序在传感器上电时执行内部自检，验证传感器功能是否正常。当检测到硬件故障时，传感器通过故障码（DTC）向域控制器报告故障类型和严重程度。
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| 1519-传感器故障诊断与冗余容错在无人车集群安全运行中的应用.docx | 39K |
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