Application of STPA for the Elicitation of Safety Requirements for a Machine Learning-Based Perception Component in Automotive

功能安全 计算机科学 组分(热力学) 需求获取 可靠性工程 可追溯性 高级驾驶员辅助系统 过程(计算) 人工智能 碰撞 系统工程 需求分析 计算机安全 软件工程 工程类 操作系统 软件 物理 热力学 程序设计语言
作者
Esra Acar Celik,Carmen Cârlan,Asim Abdulkhaleq,Fridolin Bauer,Martin Schels,Henrik J. Putzer
出处
期刊:Lecture Notes in Computer Science 卷期号:: 319-332 被引量:6
标识
DOI:10.1007/978-3-031-14835-4_21
摘要

Approaches based on Machine Learning (ML) provide novel and promising solutions to implement safety-critical functions in the field of autonomous driving. Establishing assurance in these ML components through safety requirements is critical, as the failure of these components may lead to hazardous events such as pedestrians being hit by the ego vehicle due to an erroneous output of an ML component (e.g., a pedestrian not being detected in a safety-critical region). In this paper, we present our experience with applying the System-Theoretic Process Analysis (STPA) approach for an ML-based perception component within a pedestrian collision avoidance system. STPA is integrated into the safety life cycle of functional safety (regulated by ISO 26262) complemented with safety of the intended functionality (regulated by ISO/FDIS 21448) in order to elicit safety requirements. These requirements are derived from STPA unsafe control actions and loss scenarios, thus enabling the traceability from hazards to ML safety requirements. For specifying loss scenarios, we propose to refer to erroneous outputs of the ML component due to the ML functional insufficiencies, while adhering to the guidelines of the STPA handbook.
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