[논문 리뷰] Finding Critical Scenarios for Automated Driving Systems: A Systematic Literature Review

Xinhai Zhang, Jianbo Tao외 10명|arXiv (Cornell University)|2021. 10. 16.

Autonomous Vehicle Technology and Safety참고 문헌 152인용 수 25

한 줄 요약

본 논문은 ADS/ADAS에서의 중요한 시나리오 식별(CSI) 방법에 대한 분류 체계를 제시하고, 2017–2020년의 86편의 논문을 조사하며, 미해결 이슈와 향후 연구 방향을 강조한다.

ABSTRACT

Scenario-based approaches have been receiving a huge amount of attention in research and engineering of automated driving systems. Due to the complexity and uncertainty of the driving environment, and the complexity of the driving task itself, the number of possible driving scenarios that an ADS or ADAS may encounter is virtually infinite. Therefore it is essential to be able to reason about the identification of scenarios and in particular critical ones that may impose unacceptable risk if not considered. Critical scenarios are particularly important to support design, verification and validation efforts, and as a basis for a safety case. In this paper, we present the results of a systematic literature review in the context of autonomous driving. The main contributions are: (i) introducing a comprehensive taxonomy for critical scenario identification methods; (ii) giving an overview of the state-of-the-art research based on the taxonomy encompassing 86 papers between 2017 and 2020; and (iii) identifying open issues and directions for further research. The provided taxonomy comprises three main perspectives encompassing the problem definition (the why), the solution (the methods to derive scenarios), and the assessment of the established scenarios. In addition, we discuss open research issues considering the perspectives of coverage, practicability, and scenario space explosion.

연구 동기 및 목표

• ADS/ADAS 용 CSI 방법을 분류하기 위한 포괄적 분류 체계 정의.
• 해당 분류 체계를 통해 최첨단 CSI 방법에 대한 개요를 제공.
• ADS/ADAS의 안전 보장을 위한 CSI 연구의 미해결 이슈와 향후 연구 방향을 식별.

제안 방법

• 세 가지 주요 관점: 문제 정의(왜), 해결책(시나리오 도출 방법), 평가(시나리오 평가)로 구성된 분류 체계 개발.
• 2017–2020년의 ADS/ADAS를 중심으로 한 CSI 방법에 대한 체계적 문헌 고찰 수행.
• 주요 86편의 연구를 분류하고 분류 체계에 매핑하여 최신 동향을 드러냄.
• 주요 표준(SAE J3016, ISO 26262, ISO/PAS 21448 등) 및 시나리오 개념(시나리오, 씬, ODD)에 분류 체계를 기반으로 함.
• 범위 커버리지, 실용성 및 시나리오 공간 폭발과 관련된 미해결 이슈 논의.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RQ1: 어떤 분류 체계가 ADS/ADAS의 최첨단 CSI 방법을 체계적으로 분류하고 비교할 수 있는가?
• RQ2 RQ2: 이 분류 체계에 비추어 CSI 방법 연구의 현재 상태는 어떠한가?
• RQ3 RQ3: 추가 조사를 위한 남은 문제와 도전 과제는 무엇인가?

주요 결과

• CSI 방법에 대한 포괄적 분류 체계가 개발되었다.
• 86편의 논문(2017–2020)을 분류 체계에 매핑하여 CSI 방법에 대한 개요를 제공한다.
• 연구는 커버리지, 실용성 및 시나리오 공간 폭발을 포함한 미해결 이슈와 향후 연구 방향을 식별한다.