BE1028501B1

BE1028501B1 - Een methode en een systeem voor het automatisch genereren van een geïntegreerde broncode voor de elektronische regeleenheid van een AD/ADAS-wegvoertuig

Info

Publication number: BE1028501B1
Application number: BE20205791A
Authority: BE
Inventors: Hoang Tung Dinh; Torres Mario Henrique Cruz
Original assignee: Ivex
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2022-02-11
Also published as: US20240078090A9; DE102021211620A8; DE102021211620A1; US20220137932A1

Abstract

Disclosed zijn een methode en een systeem voor het automatisch genereren van een geïntegreerde broncode voor de elektronische regeleenheid van een AD/ADAS-wegvoertuig. Verder zijn AD/ADAS-Wegvoertuigen die dergelijke systemen bevatten, openbaar gemaakt.

Description

' BE2020/5791 Een methode en een systeem voor het automatisch genereren van een geintegreerde broncode voor de elektronische regeleenheid van een AD/ADAS- wegvoertuig.

ACHTERGROND Het verhogen van de veiligheid van autonome wegvoertuigen, met name van ADAS (Advanced Driving Support System) en AD (Autonomous Driving), is van het grootste belang. Daarbij worden rijspecificaties gedefinieerd voor een veilig gebruik van wegvoertuigen, die vervolgens worden vertaald in een uitvoeringsbeleid voor AD/ADAS- wegvoertuigen. Implementatiefouten in de vertaling zijn een belangrijk aandachtspunt. Daarom is een geautomatiseerde codegeneratie voorgesteld in het kader van onbemande luchtvaartuigen (UAV), zie: "Sound and Complete Reactive UAV Behavior using Constraint Programming” door Hoang Tung Dinh, Mario Henrique Cruz Torres, Tom Holvoet, imec-DistriNet, KU Leuven, 3001 Leuven, België.

Deze methode beschrijft echter alleen een gedragsspecificatiemethode voor UAVS. Er is dus een algemene behoefte aan methoden en systemen die een vermindering van de uitvoeringsfouten en een verhoogde implementatiesnelheid ook voor wegvoertuigen mogelijk maken.

Bovendien beschrijft de methode uit het “Sound and Complete UAV Behavior using Constraint Programming” artikel alleen een gedragsgeneratiemethode voor UAV waarbij het gedrag wordt weergegeven als een besluitvormingsbeleid, dat wil zeggen een opzoektabel die elke mogelijke toestand in kaart brengt naar een set van acties die de UAV kan uitvoeren, zonder enige concrete methode voor een implementatie op embedded computers. Er is dus behoefte aan methoden en systemen die het gedrag in een embedded hard-real time broncode genereren.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING De uitvinders hebben nu verrassend genoeg vastgesteld dat de geautomatiseerde generatie van ingebedde broncodes uit een rijspecificatie de representatieve kloof tussen de veiligheidseisen en de software die in een elektronische regeleenheid (ECU)

van een AD/ADAS-wegvoertuig wordt gebruikt, verkleint.

Dergelijke methoden en systemen maken een vermindering van de uitvoeringsfouten en een hogere implementatiesnelheid mogelijk.

Een eerste aspect van de uitvinding is dan ook een in de computer geïmplementeerde methode voor het genereren van een ingebedde broncode voor de elektronische regeleenheid van een AD/ADAS-wegvoertuig, die de volgende stappen omvat a.

Het verstrekken van een rijspecificatie en een formele taal om de systeemvereisten van een AD/ADAS-wegvoertuig te specificeren; b.

Controle van de syntaxis van de rijspecificatie; c.

Controle van de consistentie van de rijspecificatie met de systeemvereisten van het AD/ADAS-wegvoertuig; d.

Het genereren van een ingebedde broncode uit de specificatie; en e.

Weergave van de ingesloten broncode op de grafische gebruikersinterface, waarin de ingebedde broncode automatisch wordt gegenereerd.

In een voorkeursbehandeling zijn de systeemeisen veiligheidseisen.

In een andere uitvoering is de ingebedde broncode een C++ broncode.

In een andere uitvoering wordt de ingebedde broncode gegenereerd door het toepassen van een twee-niveau-logica-minimalisatietechniek om de rekentijd van de runtime executable te verkorten.

In een andere uitvoering heeft de runtime executable worst- case garanties met betrekking tot de uitvoeringstijd.

In een andere uitvoering wordt de ingebedde broncode gegenereerd door het construeren en oplossen van meerdere constraint-satisfactieproblemen.

In een andere uitvoering wordt de consistentie van de rijspecificatie gecontroleerd door nate gaan of er geen sprake is van meervoudige consternatieproblemen.

In een andere uitvoering wordt de ingebedde broncode gegenereerd door meerdere geautomatiseerde planningsproblemen te construeren en op te lossen.

In een andere uitvoering wordt de consistentie van de rijspecificatie gecontroleerd door de onhaalbaarheid van meerdere geautomatiseerde planningsproblemen te controleren.

In een andere uitvoering wordt de ingebedde broncode gegenereerd vanuit een opzoektabel die elke mogelijke discrete toestand in kaart brengt naar een set van acties die het wegvoertuig kan uitvoeren.

In een andere uitvoering wordt de techniek van logicaoptimalisatie op twee niveaus toegepast om de rekentijd van de runtime executable, gecompileerd op basis van de gegenereerde broncode, te verkorten.

In een andere uitvoering ontvangt de gegenereerde ingebedde broncode input als discrete toestandswaarden van de omgeving.

In een andere uitvoering geeft de gegenereerde ingebedde broncode een reeks booleaanse waarden weer die acties vertegenwoordigen die het wegvoertuig zou moeten uitvoeren.

In een andere uitvoering omvat de methode een extra stap voor het weergeven van een foutmelding, als de syntaxis van de rijspecificatie van stap b niet correct is.

In een andere uitvoering omvat de methode de extra stap van het weergeven van een foutmelding, als de rijspecificatie van stap c inconsistent is.

In een andere uitvoering omvat de methode een extra stap, namelijk het wijzigen van de rijspecificatie door de gebruiker op de gebruikersinterface.

In een andere uitvoering omvat de methode een extra stap om de ingesloten broncode als databestand op te halen.

Een ander aspect van de uitvinding is een gegevensverwerkingssysteem voor het genereren van een ingebedde broncode voor de elektronische besturingseenheid van een AD/ADAS-wegvoertuig met middelen voor het uitvoeren van de stappen van: a.

Controle van de syntaxis van de rijspecificatie;

c. Controle van de consistentie van de rijspecificatie met de systeemvereisten van het AD/ADAS-wegvoertuig; d. Het genereren van een ingebedde broncode uit de specificatie; en e. Weergave van de ingesloten broncode op de grafische gebruikersinterface, waarin de ingebedde broncode automatisch wordt gegenereerd. Een ander aspect van de uitvinding is een product van een computerprogramma dat instructies bevat om de computer de stappen van de methode van de uitvinding te laten uitvoeren.

Een ander aspect van de uitvinding is een voor de computer leesbaar medium dat het product van het computerprogramma van de uitvinding heeft opgeslagen of de instructies om de computer de stappen van de door de computer geïmplementeerde methode van de uitvinding te laten uitvoeren.

Een ander aspect van de uitvinding is een AD/ADAS-wegvoertuig omvattend een systeem van de uitvinding, een computerprogrammaproduct van de uitvinding of een computerleesbaar medium van de uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING De onderhavige uitvinding betreft een methode voor het automatisch genereren van een ingebedde broncode uit een rijspecificatie voor AD/ADAS-wegvoertuigen. In dit verband betekent "ADAS" Advanced Driver-Assistance System en "AD" Automated Driving, soms ook wel "ADS" Automated Driving System genoemd.

In de ene uitvoering specificeert de formele taal een of meer van de volgende zaken: e de waameembare toestanden van het milieu en het autonome wegvoertuig als discrete variabelen; e de actie die het autonome voertuig kan uitvoeren als Booleaanse variabelen; e de toestand, of de voorwaarden, die tijdens de uitvoering van een actie moeten gelden;

e de formele taal specificeert de voorwaarde(n) die aan het einde van de uitvoering van een actie moet(en) worden vervuld; e de wederzijdse exclusiviteit van de uitvoering van acties; e de verwachte reactie van het autonome wegvoertuig wanneer een toestand van 5 de waameembare staten geldt; e een of meer doelen van het autonome wegvoertuig als voorwaarde voor de waarneembare toestanden; In een andere uitvoering wordt de vormtaal gedefinieerd om een of meer van de volgende acties uit te voeren: e het afdwingen van parallelle uitvoering van acties; e verschillende doelen in een geprioriteerde volgorde samen te stellen; of e verschillende doelen parallel samenstellen. Daarom zijn de methoden en systemen van de uitvinding in één keer geprogrammeerd om e het afdwingen van parallelle uitvoering van acties; e verschillende doelen in een geprioriteerde volgorde samen te stellen; of e verschillende doelen parallel samenstellen, of een combinatie daarvan. In een andere uitvoering wordt een beperkingstevredenheidsprobleem geconstrueerd uit elke mogelijke discrete staat van de specificatie.

In een andere uitvoering wordt een kaart gegenereerd waarin elke mogelijke staat van de specificatie een sleutel van de kaart is en voor elke sleutel van de kaart is de corresponderende waarde een set van acties in de specificatie.

In een andere uitvoering wordt een boomstructuur gegenereerd waarin elke mogelijke toestand van de specificatie een knooppunt van de boom is en voor elke opeenvolging van knooppunten is er een set bladeren in de boom die overeenkomt met de set van acties in de specificatie.

In een andere uitvoering is de ingebedde broncode een kaartcontainer in C++.

In een andere uitvoering is de ingebedde broncode een functie in C++. In een andere uitvoering is de ingebedde code een functie in C.

In een andere uitvoering is de ingebedde code een functie in Rust.

In een andere uitvoering is een systeem voorzien voor het genereren van de ingebedde broncode bij voorkeur in C++ voor een onderdeel van een autonoom wegvoertuig.

Het systeem omvat een of meer computers, een gebruikersinterface en een specificatie.

De gebruikersinterface stelt de gebruikers in staat om de specificatie van het onderdeel of het systeem te schrijven in een formele taal die de volgende stappen omvat.

Stap 1: controle van de syntaxis van de specificaties In één uitvoering is het apparaat geprogrammeerd om de syntaxis correctheid van de ingangsspecificatie te controleren.

Het apparaat is geprogrammeerd om foutmeldingen op geprogrammeerd de gebruikersinterface weer te geven als de specificatie syntactisch onjuist is.

Stap 2: controle van de consistentie van de specificaties In een tweede stap, wanneer de specificatie syntactisch correct is, wordt het apparaat om de consistentie van de ingangsspecificatie te controleren wanneer het signaal van de gebruikersinterface wordt ontvangen.

Stap 3: Wijziging van de specificaties Als de specificatie inconsistent is, geeft de gebruikersinterface een bericht weer om de gebruiker te informeren en geeft ook een of meer situaties weer waarin de specificatie inconsistent is.

De gebruiker kan de specificatie op de gebruikersinterface wijzigen.

Stap 4: Ingebedde broncodegeneratie De uitvoering omvat een subsysteem dat een ingebedde broncode bij voorkeur in C++ (of C, of Roest) genereert wanneer de specificatie consistent is.

Stap 5: Ingebedde broncode ophalen Nadat een ingesloten broncode (C++, C, Rust) is gegenereerd, toont de gebruikersinterface een middel voor gebruikers om de bron als één of meerdere bestanden op hun computer op te halen.

/ BE2020/5791 Voordelen en positieve effecten De methode en het systeem van de huidige uitvinding heeft meerdere positieve effecten. Ten eerste is het geprogrammeerd om inconsistenties in de systeemvereisten op te sporen en helpt het om beperkingen van de systeemvereisten op te sporen. Verder verkort het de tijd die nodig is voor de implementatie van complexe besluitvormingssoftware en de verificatietijd voor veiligheidskritische software. Ten slotte worden door de methode en het systeem van de huidige uitvinding - door de geautomatiseerde generatie van ingebedde broncodes - uitvoeringsfouten en met name veiligheidskritieke fouten geëlimineerd.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN Figuur 1 toont een stroomschema van het proces en het systeem van de huidige uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN Figuur 1 toont een stroom van de processtappen van een voorbeeldige uitvoering van de methode van de huidige uitvinding. Gebruikers specificeren de systeemvereisten met behulp van een formele taal via een interface, zoals een webinterface. Een systeem dat op een server draait, controleert de consistentie van de gespecificeerde eisen. Als een specificatie de controles niet doorstaat, wat betekent dat er ten minste één inconsistentie in de systeemvereisten is, rapporteert het systeem de situaties/staten die leiden tot de inconsistenties in de systeemvereisten via een output, op de webinterface. Als de controle slaagt, genereert het systeem een ingebedde broncode uit de systeemvereisten en kan een gebruiker de bron downloaden via de webinterface. De methode en het systeem van de huidige uitvinding maken het dus mogelijk om de systeemvereisten te weerspiegelen met betrekking tot een groot aantal potentiële situaties en vergemakkelijken zo de implementatie van de ingebedde software. Bovendien maken de methode en het systeem van de onderhavige uitvinding het mogelijk om tijdens de ontwikkelingsfase de systeemvereisten te verfijnen en de software op een kostenefficiënte manier aan te passen en te verifiëren. Dit is met name gunstig omdat de systeemvereisten voortdurend veranderen. De methode en het systeem van de onderhavige uitvinding vergemakkelijken dus de identificatie van tegenstrijdige systeemvereisten. Als bijvoorbeeld een voorschrift

° BE2020/5791 luidde dat het AD/ADAS-wegvoertuigsysteem naar de linkerrijstrook moet veranderen, terwijl een ander voorschrift luidde dat het AD/ADAS-wegvoertuig in dezelfde situatie naar de rechterrijstrook moet veranderen, kon geen uitvoering worden gegeven om tegelijkertijd aan beide voorschriften te voldoen.

In een andere uitvoering maken de methode en het systeem van de huidige uitvinding het mogelijk om een gedrag te genereren in een ingebedde hard-reële tijd broncode. In een andere uitvoering zorgen de methoden en systemen voor een vermindering van de uitvoeringsfouten en een verhoogde implementatiesnelheid.

Ten slotte maken het systeem en de methode van de onderhavige uitvinding het mogelijk om de uitvoering in overeenstemming te brengen met de systeemvereisten.

Claims

CONCLUSIES

1. Een in de computer geïmplementeerde methode voor het genereren van een geïntegreerde broncode voor de elektronische regeleenheid van een AD/ADAS- wegvoertuig, die de volgende stappen omvat a. Het verstrekken van een rijspecificatie en een formele taal om de systeemvereisten van een AD/ADAS-wegvoertuig te specificeren; b. Controle van de syntaxis van de rijspecificatie; c. Controle van de consistentie van de rijspecificatie; d. Het genereren van een ingebedde broncode uit de specificatie; en e. Optioneel kan de ingesloten broncode worden weergegeven op de grafische gebruikersinterface, Waarin de ingesloten broncode automatisch wordt gegenereerd.

2. Methode van claim 1, waarin de ingebedde broncode C , C++, of Rust is.

3. Methode van een van de voorgaande claims, die verder een extra stap omvat uit het weergeven van een foutmelding, indien de syntaxis van de rijspecificatie van stap b onjuist is.

4. Methode van een van de voorgaande beweringen, die verder omvat een extra stap van het weergeven van een foutmelding, indien de rijspecificatie van stap c onvolledig is met betrekking tot de afzonderlijke toestanden van de rijspecificatie.

5. Methode van een van de voorgaande claims, waarin de ingebedde broncode wordt gegenereerd door het toepassen van een twee-niveau-logica- minimalisatietechniek om de rekentijd van de runtime executable te verkorten.

6. Methode van een van de voorgaande claims, waarbij de runtime executable worst-case garanties heeft met betrekking tot de uitvoeringstermijn.

7. Methode van een van de voorgaande claims, waarin de ingebedde broncode wordt gegenereerd door het construeren en oplossen van meerdere constraint- satisfactieproblemen.

8. Methode van een van de voorgaande claims, waarbij de consistentie van de rijspecificatie wordt gecontroleerd door te controleren of er geen sprake is van problemen met meerdere beperkingen.

9. Methode van een van de voorgaande claims, die verder de extra stap van het weergeven van een foutmelding omvat, als de rijspecificatie van stap c inconsistent is.

10. Methode van een van de voorgaande beweringen, die een extra stap omvat om de rijspecificatie door de gebruiker op de gebruikersinterface te wijzigen.

11. Methode van een van de voorgaande claims, waarbij de methode verder een extra stap omvat om de broncode als databestand op te vragen.

12.Een gegevensverwerkingssysteem voor het genereren van een geïntegreerde broncode voor de elektronische regeleenheid van een AD/ADAS-wegvoertuig met middelen voor het uitvoeren van de stappen van : f. Het verstrekken van een rijspecificatie en een formele taal om de systeemvereisten van een AD/ADAS-wegvoertuig te specificeren; g. Controle van de syntaxis van de rijspecificatie; h. Controle van de consistentie van de rijspecificatie; i. Het genereren van een ingebedde broncode uit de specificatie; en j. Optioneel kan de ingesloten broncode op de grafische gebruikersinterface worden weergegeven, Waarin de ingesloten broncode automatisch wordt gegenereerd.

13. Een product van een computerprogramma dat instructies bevat om de computer de stappen van de claims 1 tot en met 11 uit te laten voeren.

14. Een voor de computer leesbaar medium dat het product van claim 13 van het computerprogramma heeft opgeslagen of instructies om de computer de stappen van claim 1 tot en met 11 uit te laten voeren.

15.Een AD/ADAS-wegvoertuig dat het gegevensverwerkingssysteem van schadegeval 12, het computerprogrammaproduct van schadegeval 13 of een computerleesbaar medium van schadegeval 14 omvat.