🚗 路径规划 · 安全冗余机制

📚 30章从基础到实战

01

安全冗余基础：为什么需要冗余？冗余的定义与分类硬件冗余 · 软件冗余 · 信息冗余 · 时间冗余

02

故障模型与失效模式：故障、错误、失效的区别 SPOF · 拜占庭故障 · 崩溃故障 · 遗漏故障

03

硬件冗余设计：双机热备、三模冗余、冷备与温备 Active/Standby · TMR · 适用场景

04

软件冗余设计：N版本编程、恢复块、一致性检查 N-Version · Recovery Blocks · 表决机制

05

信息冗余：CRC、海明码、奇偶校验在路径规划中的应用循环冗余校验 · Hamming Code · 数据传输

06

时间冗余：指令重试、任务重执行、看门狗定时器 Watchdog Timer · 路径规划中的角色

07

路径规划中的安全约束：运动学/动力学/障碍物/自车状态约束建模 · 安全边界

08

确定性规划与不确定性规划：A*、Dijkstra、RRT、PRM 冗余设计 · 鲁棒性增强

09

多路径生成与选择：Top-K、路径多样性、风险选择路径多样性度量 · 基于风险策略

10

局部规划器的冗余：DWA故障检测与回退、TEB异常处理动态窗口法 · 时间弹性带

11

全局规划与局部规划的协调：冗余备份与重规划触发全局路径备份 · 局部失败重规划

12

传感器融合中的冗余：多传感器配置、卡尔曼/粒子滤波容错激光雷达 · 摄像头 · IMU · GPS

13

定位冗余：RTK-GPS+IMU、视觉SLAM与激光SLAM互为备份组合导航 · 定位失效安全策略

14

地图冗余：多地图层叠加、一致性校验与动态更新高精地图 · 语义地图 · 栅格地图

15

通信冗余：CAN总线冗余、以太网TSN、V2X备份链路无线通信备份 · 冗余网络

16

决策规划中的冗余：规则冗余、安全停车、状态机备份最小风险策略 · 行为决策层

17

控制冗余：线控底盘冗余执行器、异构控制器设计 Steer-by-Wire · Brake-by-Wire

18

功能安全标准：ISO 26262、ASIL等级在路径规划中的分解 ASIL A/B/C/D · 功能安全

19

预期功能安全SOTIF：ISO 21448、场景覆盖与触发事件已知/未知场景 · 缓解分析

20

故障注入测试：软件故障注入、硬件故障注入、基于模型 SFI · HFI · 模型驱动注入

21

安全监控与诊断：PHM、在线诊断、异常检测卡方检验 · 残差分析 · 健康管理

22

安全冗余架构设计：1oo1、1oo2、2oo2、2oo3可靠性计算架构选择 · 冗余等级

23

冗余系统的可靠性建模：马尔可夫链、故障树FTA、RBD 可靠性框图 · 故障树分析

24

安全冗余的实时性要求：硬实时/软实时、WCET、任务调度最坏情况执行时间 · 调度冗余

25

冗余切换机制：无缝切换、有缝切换、切换时间与一致性 Hitless · Bump-in-the-Wire

26

数据一致性维护：时钟同步、版本控制、最终一致性分布式系统 · 冗余应用

27

安全冗余的验证与确认：形式化验证、MIL/SIL/HIL、实车路测仿真测试 · 冗余覆盖

28

案例研究：Waymo、Cruise、百度Apollo冗余架构对比行业领先者架构分析

29

未来趋势：车路云一体化冗余、AI模型冗余、量子计算影响模型集成 · 对抗训练

30

综合项目实战：L4级路径规划安全冗余系统设计需求分析 → 验证 · 全流程实战