要約
自律走行システム（ADS）がますます複雑化し、日常生活に不可欠になるにつれて、これらのシステムにおけるソフトウェアのバグの性質と軽減を理解することの重要性がそれに応じて高まっている。自律走行システムにおけるソフトウェア保守の課題（例えば、リアルタイムのシステム意思決定への対応や、セーフティクリティカルな信頼性の確保など）に対処することは、ADSにおけるリアルタイムの意思決定要件と運用上の不具合という大きな賭けという独特の組み合わせのため、極めて重要である。この領域における自動化ツールの可能性は有望であるが、このようなシステムの手作業によるデバッグや修復の際に直面する課題や採用される戦略についての理解には、まだギャップがある。本論文では、信頼性と安全性を向上させることを目的として、ADSにおけるバグ修正パターンを調査した実証研究を紹介する。我々は、2つの主要な自律走行プロジェクトであるApolloとAutowareの1,331件のバグ修正からコミット履歴とバグレポートを分析し、バグの症状、根本原因、バグ修正パターンを調査した。その結果、経路計画、データフロー、コンフィギュレーション管理など、いくつかの支配的なバグ修正パターンが明らかになった。さらに、バグ修正パターンの頻度分布は、その性質や種類によって大きく異なること、特定のカテゴリのバグが再発しやすく、駆除がより困難であることを発見した。これらの知見に基づき、我々はADSバグの階層構造を提案し、バグの識別と解決のための指針を提供する15の構文的バグ修正パターンと27の意味的バグ修正パターンの2つの分類法を提案する。また、1,331件のADSバグフィックスインスタンスのベンチマークも提供する。
要約(オリジナル)
As autonomous driving systems (ADSes) become increasingly complex and integral to daily life, the importance of understanding the nature and mitigation of software bugs in these systems has grown correspondingly. Addressing the challenges of software maintenance in autonomous driving systems (e.g., handling real-time system decisions and ensuring safety-critical reliability) is crucial due to the unique combination of real-time decision-making requirements and the high stakes of operational failures in ADSes. The potential of automated tools in this domain is promising, yet there remains a gap in our comprehension of the challenges faced and the strategies employed during manual debugging and repair of such systems. In this paper, we present an empirical study that investigates bug-fix patterns in ADSes, with the aim of improving reliability and safety. We have analyzed the commit histories and bug reports of two major autonomous driving projects, Apollo and Autoware, from 1,331 bug fixes with the study of bug symptoms, root causes, and bug-fix patterns. Our study reveals several dominant bug-fix patterns, including those related to path planning, data flow, and configuration management. Additionally, we find that the frequency distribution of bug-fix patterns varies significantly depending on their nature and types and that certain categories of bugs are recurrent and more challenging to exterminate. Based on our findings, we propose a hierarchy of ADS bugs and two taxonomies of 15 syntactic bug-fix patterns and 27 semantic bug-fix patterns that offer guidance for bug identification and resolution. We also contribute a benchmark of 1,331 ADS bug-fix instances.
arxiv情報
| 著者 | Yuntianyi Chen,Yuqi Huai,Yirui He,Shilong Li,Changnam Hong,Qi Alfred Chen,Joshua Garcia |
| 発行日 | 2025-02-04 02:13:05+00:00 |
| arxivサイト | arxiv_id(pdf) |