博世集团于1909年首次进入中国市场，博世集团秉承“根植本土、服务本土”的理念，深度融入了中国经济的发展，与中国市场共同成长。现在，博世为中国市场和用户提供汽车与智能交通、工业、消费品以及能源与建筑技术领域先进的技术和解决方案，在各个业务领域深刻地践行并诠释“科技成就生活之美”的理念。
面对汽车的功能安全挑战，2023年12月7日，在2023中国汽车功能安全与质量管理峰会上，博世中国创新与软件开发中心智能座舱功能安全软件专家姬聪飞表示：“博世依据ISO26262规范，在时间成本、研发成本和驾驶体验、功能安全反馈体验等关键项上进行功能安全保障。”
关于功能软件开发，姬聪飞认为，为了解决实际的问题，我们要不断尝试新技术、改善软件，让用户更易于接受。
姬聪飞 | 博世中国创新与软件开发中心智能座舱功能安全软件专家
以下为演讲内容整理：
博世集团简介
说起博世，大家一定都不陌生。老牌的德国工业企业。博世集团为应对个性化、互联化、电动化、自动化带来的变化，博世集团也在进行积极转型和调整，探索面向软件时代的未来出行。博世中国创新与软件开发中心正是在这样的背景下应运而生。
图源：演讲嘉宾素材
现在博世创新软件中心，客户都称我们为博世软件中心，总部位于江苏无锡，同时在上海、苏州、广州分公司。目前主要方向是智能网联汽车、智能座舱、自动驾驶、人工智能大数据、氢燃料电池和一些传统的开发业务等。当前已聚集了近1000位员工。博世软件中心以“打造能力中心和人才聚集中心”为目标，目前细分有73个职务角色，具有汽车行业软件全栈开发能力。
功能安全开发的两个重点——成本考量、用户体验
功能安全开发主要关注的方向是符合规范，成本考量和用户体验。规范上，相对应的国标是ISO26262, 主要是产品出口压力，要出口到欧盟、北美、南美、澳大利亚、中东这些地区，避免法律上不合规问题。
成本上，在保证了产品可靠性安全性的同时，成品成本随之提高，这个不可避免。对于成本我们在考虑可以尝试使用新技术的加持，如AI大数据，chatGPT等，希望能在成本上作些优化。
用户体验上，用户感知度最高的就是体验。驾驶体验，功能安全反馈体验这两者之间有一定的矛盾点。驾驶体验，偏重于用户对智能座舱产品的可用性、舒适性的体验。而功能安全更偏重于可靠性。它的反馈体验就是在出现异常事件时，在满足安全目标的前提下，所采取的措施和进入的安全状态，是否能满足或解决用户的切身需求，并让用户能够和平接受。
就像车辆异常进入跛行模式，行动缓慢，但是用户希望能正常驾驶。再比如说智能座舱中监控到某种异常，然后仪表黑屏。但是用户还希望能看到仪表中的其他指示信息。这是对软件策略制定和开发人员的挑战。
功能安全开发实战经验
下面结合项目，和大家聊一下，在满足功能安全ISO26262要求的前提下，我们在其中的一些探索和思考。
智能座舱功能安全的主流方案其中的一个safety goals是报警灯或者档位指示灯，避免非预期不发出报警或错误指示或者不发出提醒。
目前我们计算安全报警灯显示的内容，完全依赖于区域内所有像素点，像素点显示是否正确。基于所显示的图标的像素点进行检测，大家可以看左侧，我可以对这张图进行转换，转换为二进制，比如说后三位数是011，如果说其中的像素点产生了偏差，最后的二进制就变成了110，这个时候我就可以通过这种机制，来判断是否这张图受到了干扰，或者是这张图已经跟原来不一致了，比如说图有残缺或是完全不一致。
其中的思路是从pipeline混合后的图层中，基于区域获取到区域内所有像素点，利用CRC引擎计算，然后去对比，若有差异则进入安全状态。
当前的主流方案有两个技术性的要求，一个是基于每个像素点的检测，一个是基于一块方形区域进行检测。这是比较传统的做法。
就算增加硬件成本，升级硬件依然是基于区域内所有像素点的，检查图标范围内像素的偏差。于是在满足功能安全规范的前提下，我们也在探索一些新的功能安全解决方案和架构设计。
图源：演讲嘉宾素材
大家看左侧的显示对比，第一个是正常的，其次是背景透传，雪花斑点，波段条纹，是否都可以正常识别出是安全气囊故障报警指示灯？
我们认为驾驶员是可以识别出来的，如果基于现在主流的方案，毕竟存在像素点的偏差，我们会认为这样的状态存在错误。但是站在驾驶员的角度，功能安全更人性化和可用性的角度，这种情况是否也有一定的合理性呢？
基于这种思考，我们在探索一个新的方案：
采用图像识别技术，对图像的特征点和关键点进行动态识别。假如有背景透传，我们认为这些存在像素点的偏差，但是这些像素点的偏差并不会对驾驶员整体的判断产生影响，那么我们依然认为这是一个安全的状态。
那么在实施的时候，我们可以对类似于表示安全气囊的圆球和人形轮廓进行动态采集。在满足功能安全ISO26262标准要求的前提下，将采集到的数据集导入模型组件进行训练，并将训练和验证好的模型部署到工程模块中。
通过部署的模型可以识别出虽然有些瑕疵但是依然可以被用户正常识别的case,避免不必要的进入安全状态情况，提高系统的可用性、容忍性。现在如果对安全状态行为细分的话，现在多数方案为简单的 Fail-Safe，就是第四种重启系统，重启就会黑屏，带来的问题就是用户体验很不友好。这就又回到了驾驶体验与功能安全反馈体验之间的冲突。
为了降低两种体验之间的冲突，我们探索采用多级降级方案，就算进入安全状态也可以继续使用，来提升系统的可用性，同时也提升用户体验。
目前我们评估能够想到的大概是这四种方式。当检测到问题之后，按照严重程度，我们评估出问题若是一些偶发低严重程度的问题，可以采用第一种显示备份图标。如果持续校验失败，严重度升级为中等，可以采用第二种弹窗提示。
如果是持续的，不可恢复的故障 ，那么就要尝试重启相关组件。由此带来另一个问题就是不同组件之间要进行解耦，功能安全相关的功能在设计时要保证独立性。当所有的降解方案都无效后，再尝试采用第四种重启系统恢复。
上面的严重度判定可以结合图像识别模型的判断，反馈的每种错误分为非严重，轻微严重，中等严重，重度严重等级四种严重度对应4级恢复策略。总体来说就是降低驾驶体验与功能安全反馈体验之间的冲突，提升可用性与用户体验，其中重启相关组件最为复杂。
对于重启相关组件，使用多核系统，进行多核功能分区，不同组件之间解耦并保持独立性。
比如，如果功能分区1是对配置数据进行监控，若发现配置数据损坏后，可以单独init该功能分区，重新设置配置数据。或者功能分区3是部署的图片识别模型，与CRC引擎计算结果不匹配，那么可以单独重启图片识别模型功能分区即可。当然在执行相关重启的时候，如果对中控和仪表会有影响，可能设置的策略为在小于60km速度场景下可以尝试单独重启，仪表在30km速度下可以尝试单独重启等。
图源：演讲嘉宾素材
对于测试验证：1.针对图像识别模型，使用错误图数据集训练出的图像故障模型，结合测试case进行自动化故障注入测试。
2.其他所有安全机制，根据需求和应用场景整合大量的test cade，进行充分的自动化测试。用来保证产品的鲁棒性等。
智能座舱领域面临的挑战是更多Telltale灯，更多主题模式，主机厂推出主题商城，层出不穷的UI设计风格，也使开发复杂度难度增大。在这里的体会是，实施了功能安全可以被看作是state of the art。但是需要注意的是state of the art并不是静态停滞的，它是随着技术发展需要不断迭代更新的。我们就要找到新的思路和方法去适应和推动产品的迭代发展，让客户更好的接受和认可功能安全。
（以上内容来自博世中国创新与软件开发中心智能座舱功能安全软件专家姬聪飞于2023年12月7日在2023中国汽车功能安全与质量管理峰会发表的《智能座舱的功能安全软件方案》主题演讲。）
主营产品排气处理系统 尿素计量模块 尿素计量控制单元 尿素供应模块 尿素喷射排气处理系统 执行器换挡执行器 分动箱执行器 动力总成动力总成：电驱动桥、电驱动轴、车辆控制单元、逆变器冷却器功率模块、逆变器、电动机、高压 DC-DC 转换器、充电器转换器 混合动力总成：电驱动桥、电动机 弹性燃料动力总成：弹性燃料系统燃油导轨、热控制单元、燃油喷射器-汽油端燃油喷射、发动机控制单元、燃油供给模块 天然气：压缩天然气、氢燃料发动机进气口燃油喷射、氢燃料发动机直接喷射 氢燃料电池动力总成：阳极循环鼓风机、氢燃料电池电驱动、氢燃料电池控制单元、氢燃料电池堆、eDistanceTruck动力总成解决方案、电动空气压缩机、燃料电池堆核心模块、氢燃料电池动力模块、氢燃料动力传输单元、箔片空气轴承、氢气喷射器、氢气储存系统、氢燃料电池阳极模块 汽油发动机动力总成：高压喷射器-电磁阀、高压泵、燃油导轨、发动机控制单元、燃油供给模块 柴油发动机动力总成：共轨系统电磁阀、压电式共轨系统、卡车共轨系统、模块化共轨系统（Lkw） 辅助系统 自适应巡航控制系统 行驶区域信息提示系统 拖车牵引辅助系统 紧急规避转向辅助系统 自动紧急制动系统 面向弱势道路使用者的自动紧急制动系统 基于云的偏离车道驾驶员警报系统 改造效率模块 倒车辅助系统 后视系统 车道辅助系统 车道保持辅助系统 车道偏离警告系统 车道居中辅助系统 盲点检测系统 驾驶员疲劳探测系统 智能前照灯控制系统 低速紧急制动系统 多摄像头系统 路标信息 联网地图服务 应急车道保持系统 自动驾驶系统驾驶辅助系统 自动驾驶定位 视频感知模块 驾驶辅助系统路况预测服务 电池48V 电池 诊断车辆通信接口 显示屏显示和交互系统、全景抬头显示器（P-HUD） 电动机电驱动桥 电动机用电子-层叠式堆栈 电动机和活动部件 电动冷却风扇的电子换向电机 电动驱动模块 商用车电动机 无刷鼓风机GBB 鼓风机电机GBM 电子元件IP 模块 MEMS 传感器 集成电路 行车安全ABS 模块 防抱死制动系统（ABS） 制 动 助 力 和 制 动 力 分 配 系 统 车身电子稳定系统（ESP） 车身电子稳定系统混动模块 车身电子稳定系统增值功能 车身电子稳定系统模块（ESP模块） 车辆动态控制系统 行人保护系统 机电伺服制动助力器（iBooster） 乘员保护系统 集成式安全系统 智能集成制动系统 模块化集成制动系统 电网管理模块 商用车电网管理模块 再生制动系统 拖车安全控制系统 串联式主缸 真空制动助力器 车载电脑ADAS 集成平台 座舱集成平台 座舱和 ADAS 集成平台 运动集成平台 车辆控制单元 车辆集成平台 中央网关 传动技术自动变速器 变速器传感器 压力或流量激活式直接电动换档控制系统 DH-CVT 变速器 变速器控制单元 电子模块 变速器 CVT4EV 电驱动变速器 线性电池阀 推送带 变速器可变力电磁阀 预热塞陶瓷低压预热塞 预热系统 预热时间控制单元 喷油器压电喷油器 电磁阀喷油器 电磁阀喷油器CRIN 信息娱乐系统座舱集成平台 显示和交互系统 商用车主机 语音控制系统 车机互联 车内系统 驾驶员瞌睡检测 内部传感系统解决方案 燃油分配器燃油轨道 天然气分配器 燃轨弹性燃料 高压油轨 摄像头车内监控系统 摄像接头 多用途摄像头 近距离摄像头 功率电子设备充电器-转换器 高压 DC-DC转换器 电动驱动模块 逆变器 空气质量解决方案空气质量解决方案 空气质量弥散型 设备管理服务 环境敏感下的交通管理 空气管理电子节流阀 加速踏板模块 充电充电软件 充电点定位服务 动态范围计算 电动汽车导航 转向系统转向柱调节驱动器 扭矩传感器 电动助力转向系统 电动助力转向器单齿轮驱动单元 第二齿轮电动助力转向伺服单元 电动助力转向皮带传动伺服单元 转向柱上含伺服单元的电动转向助力系统 后轴转向 转向柱 转向轴 方向盘执行器 线控转向 转向控制单元 倾角盒 泊车系统自主代客泊车 拖车牵引辅助 远程泊车辅助 停车场辅助系统 家庭区域泊车辅助 泊车辅助系统 泊车援助系统 后方交叉交通预警系统 安全卡车泊车系统 泵电动冷却泵 高压泵 燃料供给模块 传感器车辆运动和位置传感器 宽频氧传感器 刹车片磨损传感器 差压传感器 压力管传感器 压力式空气流量计 角度雷达传感器 电池电量传感器 前雷达传感器 变速箱传感器 高压传感器 热膜式空气质量计 惯性测量单元 车内监控系统 爆震传感器 曲轴转速传感器 增压压力和温度传感器 转向角传感器 中压传感器 中压和温度传感器 低压传感器 凸轮轴位置传感器 颗粒传感器 外围加速传感器 外围压力传感器 轮速传感器 转子位置传感器 进气歧管增压压力和温度传感器 切换型氧传感器 传感器数据融合 温度传感器 动力总成传感器 超声波传感器 角度位置传感器 氮氧化物传感器 软件和服务云电池 基于云的错误路径驱动警告系统 生命周期诊断系统 数据驱动智能系统 燃料数字孪生技术 电子车队数据充电和运营服务 数字化解决方案，车间专用工具设备 面向互联服务基础设施功 能 车队管理拓展访问权限 GRADE-X 车辆诊断系统 生命周期动力总成服务 开放式车载 API 面向软件定义汽车的开放式技术平台 无钥匙系统 安全系统服务 技术支持服务 车辆追踪 车辆健康服务 电动汽车联网能源管理 联网地图服务 视频感知模块 路况预测服务 热系统预测控制系统 车辆运动管理 连接器大电流连接器系统 VHC 控制单元安全气囊控制单元 高性能安全气囊控制单元 安全气囊控制单元 AB 灯 变速器控制单元 预热时间控制单元 加热控制单元 车辆充电控制单元 储氢控制单元 压缩天然气系统控制单元 车辆控制单元 域电子控制单元 发动机控制单元 热管理系统发动机无刷冷却风扇 电动制冷压缩机 电动冷却泵 PDE 电动冷却泵 PCE 柔性热单元 无刷鼓风机 GBB 热管理系统预测控制 鼓风机电机 GBM 混合动力系统和电驱动系统的热管理系统 内燃机热管理系统 阀门CNG 喷射器 天然气喷射器 歧管喷射器 高压喷射器 冷却开关阀 雨刮器EC 雨刮驱动器 喷气式雨刮器叶片 挡风玻璃雨刮片 后雨刮 雨刮系统总成 倒车前雨刮系统 互联网技术汽车网联枢纽 互联技术 智能工厂解决方案 防盗器 点火系统火花塞 点火线圈 微机电系统传感器安全气囊系统加速度传感器、安全气囊系统压力传感器、车辆动态控制系统惯性传感器 高级驾驶辅助系统：高性能惯性传感器、运动检测传感器 发动机管理系统：大气压力传感器 舒适性：主动悬架系统传感器、座椅舒适性低压传感器 系统 IC安全气囊的系统集成电路 高级驾驶辅助系统：雷达和视频 SoC 电源管理 IC 发动机管理系统：系统集成电路、传感器接口、驱动器、B6 桥驱、交流发电机 电动汽车动力总成：牵引逆变器栅极驱动器、高温保险丝驱动器 车联网：车载通信 功率半导体电动汽车动力总成：碳化硅功率 MOSFET、碳化硅功率模块 IP模块CAN IP模块：X_CAN IP模块、M_CAN IP模块、TSU‒ TSU - MCAN时间戳单元、CAN XL协议、CAN FD协议、CAN FD Light协议、CAN协议强制许可 定时器 IP模块：通用定时器模块 更多电气化运动、车辆运动、跨域计算解决方案、防抱死制动系统ABS
主营产品动力总成 汽油发动机管理系统：EMS 发动机控制单元、高压喷油嘴、高压泵、点火线圈、油门踏板模块 柴油与共轨系统：乘用车/商用车共轨高压泵、高压喷油器、柴油 ECU（EDC）、商用车尾气后处理系统 电动驱动系统：电驱电机、多合一电驱系统、eAxle 电桥、48V 轻混电机、逆变器/功率电子 动力电池与高压部件：12V/48V 锂电池模组、高压 DC/DC、车载充电机 OBC 氢能动力：氢燃料电池电堆、燃料电池控制单元、阳极再循环鼓风机、氢气喷射器、氢内燃机进气/直喷系统 车辆运动智控制动执行与电控：ABS/ESP/ESC 调制器、iBooster 真空助力、IPB 线控制动（one-box）、全干式线控制动、EPB 转向系统：电动助力转向 EPS 管柱/齿条、后轮转向、线控转向执行器 悬架与车辆动态：阻尼可调减振控制阀、车辆运动智控域控制器 汽车电子与车身传感器 轮速传感器、曲轴/凸轮轴位置传感器、HFM 空气流量计、颗粒物传感器、加速度与碰撞传感器 车身电子：车身域控制器、网关、胎压监测 TPMS、无钥匙进入 PEPS、雨刮电机/洗涤泵、车窗/座椅/天窗电机 智能驾驶与控制系统智驾域控与软件：L2++ 城区辅助驾驶域控、自动泊车 APA/记忆泊车控制器、端到端智驾软件方案 智舱与多媒体：智能座舱域控制器、车载信息娱乐主机、液晶仪表 SoC 板、车载语音/导航模块 感知与执行：毫米波雷达、摄像头模组、超声波雷达、转向/制动冗余执行接口 起动机与发电机乘用车/商用车起动机、交流发电机、起停增强型起发电机
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