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Publicação
Monitoring road traffic rules with spatio-temporal properties
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 4.36 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
As technology evolves our world becomes filled with ubiquitous systems. Yet, at some
point, technology has to be tamed because safety-critical systems, if not meticulously
designed and validated, may represent a threat to us and to our environment.
This work aims at the verification and validation of safety-critical systems, such as
autonomous driving systems, using runtime monitoring methods. We studied the monitoring
of spatio-temporal properties which cope with the evolution of a space model
during the flow of time, and an automatic monitor generation mechanism.
The situation presented as a case study in this dissertation considers an autonomous
driving system on an urban environment, where our purpose is to monitor safety-margins
between vehicles, the road, and the surrounding environment. A set of informally written
requirements for the system were formalized in a spatio-temporal logic. This allows for
these expressions to be transformed into monitors, programs, that are able to observe the
behaviours considering space and time. Finally, a tool was implemented which applies
the monitoring method developed throughout this dissertation given a sequence of events
captured by an autonomous driving simulation software.
In conclusion, we hope to be taking a step forward to making driving a more automated,
pleasant, and safer experience through the verification and validation of autonomous
driving systems.
À medida que a tecnologia evolui o nosso mundo fica cada vez mais repleto de sistemas ubíquos. No entanto, a certo ponto é preciso domar esta tecnologia porque se sistemas críticos de segurança não forem meticulosamente desenhados e validados poderão representar perigo para nós ou para o nosso ambiente. Este trabalho consiste na verificação e validação de sistemas críticos, por exemplo, sistemas de condução autónoma, usando métodos de monitorização em tempo de execução. Estuda-se a monitorização de propriedades espácio-temporais que lidam com a evolução do espaço ao longo do tempo e a geração de monitores de forma automática. O cenário apresentado como caso de estudo nesta dissertação considera um sistema de condução autónoma num ambiente urbano onde o objetivo é monitorizar as margens de segurança entre os veículos, a estrada e o ambiente que os rodeia. Foram escritos vários requisitos em linguagem natural e depois formalizados numa logica espácio-temporal. Isto permite que estas expressões possam dar lugar a monitores, programas, que são capazes de observar os comportamentos de espaço e tempo. Por fim foi desenhada uma ferramenta que aplica o método desenvolvido nesta tese e integrada a ferramenta com o software de simulação de condução autónoma. Para concluir, esperamos estar a dar um passo em frente para tornar a condução de veículos uma experiência mais automatizada, prazerosa e segura através da verificação e validação de sistemas de condução autónoma.
À medida que a tecnologia evolui o nosso mundo fica cada vez mais repleto de sistemas ubíquos. No entanto, a certo ponto é preciso domar esta tecnologia porque se sistemas críticos de segurança não forem meticulosamente desenhados e validados poderão representar perigo para nós ou para o nosso ambiente. Este trabalho consiste na verificação e validação de sistemas críticos, por exemplo, sistemas de condução autónoma, usando métodos de monitorização em tempo de execução. Estuda-se a monitorização de propriedades espácio-temporais que lidam com a evolução do espaço ao longo do tempo e a geração de monitores de forma automática. O cenário apresentado como caso de estudo nesta dissertação considera um sistema de condução autónoma num ambiente urbano onde o objetivo é monitorizar as margens de segurança entre os veículos, a estrada e o ambiente que os rodeia. Foram escritos vários requisitos em linguagem natural e depois formalizados numa logica espácio-temporal. Isto permite que estas expressões possam dar lugar a monitores, programas, que são capazes de observar os comportamentos de espaço e tempo. Por fim foi desenhada uma ferramenta que aplica o método desenvolvido nesta tese e integrada a ferramenta com o software de simulação de condução autónoma. Para concluir, esperamos estar a dar um passo em frente para tornar a condução de veículos uma experiência mais automatizada, prazerosa e segura através da verificação e validação de sistemas de condução autónoma.
Descrição
Palavras-chave
monitoring verification spatial-temporal properties safety-critical systems autonomous driving systems