Risk analysis of software execution in an autonomous driving system

Autonomous vehicles have the potential to offer efficient ways of moving and improvethe safety of driving. For this to occur, it must be ensured that the autonomousvehicles have a safe and reliable behaviour in nearly all situations andunder nearly all circumstances. The system that enables autonomy relies on astack of complex software functionalities, where the response and execution timesare hard to predict. It is therefore essential to create effective tools and frameworksfor evaluating the performance of the autonomous driving system in a riskyscenario. The aim of this thesis is to create and evaluate a framework for analysingthe risks of an autonomous driving system. The approach is based on an abstractmodel of the main components and interactions of the autonomous system. It providesa manner for systematically analysing the system’s behaviour through simulationswithout requiring timely and costly testing, or a very detailed and complexmodel. Specifically, the use of the method for analysing the autonomous vehicle’stiming behaviour in a risky scenario is investigated.The developed framework is used to evaluate the ability of a vehicle to stop beforecolliding with a static obstacle. In such scenario, the model-based approach foranalysing the risks for an autonomous system is feasible and effective and canprovide useful information during the development process.Autonoma fordon kan potentiellt erbjuda både säkrare och effektivare transportmöjligheter.Men om det ska bli möjligt måste man kunna verifiera att det autonomafordonet har ett pålitligt och säkert beteende i nästan alla situationer ochunder nästan alla förhållanden. Systemet som möjliggör autonom körning byggerpå en komplex mjukvarustack, där utfallet och exekveringstiden är svåra attutsäga. Det är därför är det väsentligt att man utvecklar verktyg och strukturersom kan förutsäga säkerheten hos ett autonomt system. Syftet med detta arbeteär att utveckla och utvärdera ett verktyg för att analysera riskerna hos ett systemför autonom körning. Tillvägagångssättet är baserat på en abstrakt modellöver de huvudsakliga komponenterna och interaktionerna hos det autonoma systemet.Genom enkla simulationer istället för tidskrävande och kostsamma tester,eller mycket detaljerade och komplexa modeller, kan metoden förse användarenmed ett sätt att systematiskt analysera systemets beteende. Specifikt undersökshuruvida metoden kan användas för att analysera det autonoma systemets tidsegenskapervid ett riskfyllt scenario.Den utvecklade strukturen används för att utvärdera om fordonet hinner stannainnan det kolliderar med ett statiskt hinder. I ett sådant scenario kan man dra slutsatsenatt det modellbaserade tillvägagångssättet för att analysera riskerna hos ettautonomt system är görbart och effektivt, och kan ge värdefull information underutvecklingsarbetet