隨著信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,新型復(fù)雜系統(tǒng)如信息物理融合系統(tǒng)（Cyber-Physical System,CPS）逐漸融入人類(lèi)社會(huì)生活。自動(dòng)駕駛作為CPS經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景,它根據(jù)駕駛環(huán)境的感知并通過(guò)計(jì)算做出相應(yīng)駕駛決策,且具備自主性、安全性等特性。然而,復(fù)雜多變的城市交通駕駛場(chǎng)景、大量實(shí)時(shí)時(shí)空數(shù)據(jù)、駕駛環(huán)境中的固有不確定性等,都為確保自動(dòng)駕駛的安全性帶來(lái)挑戰(zhàn)。本文采用形式化方法研究分析自動(dòng)駕駛的安全性。形式化方法采用數(shù)學(xué)（邏輯）證明的手段對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行建模、規(guī)約、分析、推理和驗(yàn)證。鑒于其嚴(yán)謹(jǐn)性,該方法已被廣泛運(yùn)用到系統(tǒng)安全性研究中。然而,采用形式化方法研究分析自動(dòng)駕駛系統(tǒng)安全性仍存在諸多挑戰(zhàn)。比如,目前時(shí)空約束大多基于微分方程建模,并不利于時(shí)空約束的抽象分析,需要提出時(shí)空邏輯支持規(guī)約和推理時(shí)空約束;對(duì)于自動(dòng)駕駛環(huán)境中的狀態(tài)空間爆炸問(wèn)題,需要提出抽象模型以及對(duì)不確定性的建模方法;在此基礎(chǔ)上,還需將驗(yàn)證系統(tǒng)安全問(wèn)題轉(zhuǎn)化為基于形式模型的判定問(wèn)題,并驗(yàn)證安全性質(zhì)。本文基于上述自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的特點(diǎn),結(jié)合形式化方法,以自動(dòng)駕駛系統(tǒng)安全評(píng)估為研究目標(biāo),研究了基于時(shí)空抽象模型的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的形式化建模與驗(yàn)證... 

【文章來(lái)源】：華東師范大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與動(dòng)機(jī)
    1.2 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)安全評(píng)估的挑戰(zhàn)
    1.3 研究現(xiàn)狀與相關(guān)工作
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容與主要貢獻(xiàn)
    1.5 組織結(jié)構(gòu)
第二章 基本概念和預(yù)備知識(shí)
    2.1 自動(dòng)駕駛背景知識(shí)
    2.2 形式化方法
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)抽象模型
    3.1 抽象模型結(jié)構(gòu)
    3.2 觀測(cè)信息的抽象模型
        3.2.1 自動(dòng)駕駛場(chǎng)景
        3.2.2 靜態(tài)觀測(cè)信息
        3.2.3 動(dòng)態(tài)觀測(cè)信息
    3.3 場(chǎng)景和基本場(chǎng)景結(jié)構(gòu)
        3.3.1 場(chǎng)景定義
        3.3.2 基本場(chǎng)景結(jié)構(gòu)
    3.4 估算信息的抽象模型
        3.4.1 基于場(chǎng)景的估算模型
        3.4.2 隨機(jī)駕駛決策的概率計(jì)算
    3.5 本章小結(jié)
第四章 時(shí)空邏輯
    4.1 駕駛場(chǎng)景中的時(shí)空約束
    4.2 有界多維模態(tài)邏輯
        4.2.1 有界多維模態(tài)邏輯語(yǔ)法
        4.2.2 空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        4.2.3 有界多維模態(tài)邏輯語(yǔ)義
    4.3 BMML時(shí)空性質(zhì)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于抽象模型的驗(yàn)證方法
    5.1 模型檢驗(yàn)框架
    5.2 抽象模型到隨機(jī)混成自動(dòng)機(jī)的映射
    5.3 性質(zhì)描述語(yǔ)言的映射
    5.4 基于場(chǎng)景的安全評(píng)估框架
    5.5 基本場(chǎng)景結(jié)構(gòu)中的安全評(píng)估
    5.6 本章小結(jié)
第六章 自動(dòng)駕駛案例研究
    6.1 多車(chē)道環(huán)島駕駛?cè)蝿?wù)模型
        6.1.1 自動(dòng)機(jī)Period
        6.1.2 自動(dòng)機(jī)CarSelf
        6.1.3 自動(dòng)機(jī)CarC2InTargetSeg
        6.1.4 自動(dòng)機(jī)CarC1InKeySegs
    6.2 基于多車(chē)道環(huán)島駕駛?cè)蝿?wù)模型的自動(dòng)化驗(yàn)證
    6.3 多車(chē)道環(huán)島駕駛?cè)蝿?wù)中安全責(zé)任的探討研究
    6.4 場(chǎng)景滿(mǎn)足多種系統(tǒng)需求的拓展分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 下一步工作
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文和科研情況



本文編號(hào)：3636326