[發明專利]一種智能網聯汽車感知決策模塊功能安全和網絡安全內生保障方法

有效

• 申請號: 202011208015.9
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112406892B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 李玉峰;李江濤;曹晨紅;王鵬;張瑰琦;劉奇
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00;B60R16/023
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發明公開了一種智能網聯汽車感知決策模塊功能安全和網絡安全內生保障方法，包含以下步驟：設計并實現四個功能相同且具有一定異構度的感知決策單元，并將其部署在車輛上；四個單元分別根據感知到的信息推演出實時的車輛控制決策結果；裁決器根據其中三個感知決策單元的決策結果進行精確裁決和近似裁決；最終根據裁決器的不同裁決結果，車輛執行CAN命令，或者對異常單元進行替換并重新裁決，或者按照故障模式運行直至停車。本發明方法采用內生安全的思路，為智能網聯汽車提供一種功能安全和網絡安全一體化增強的新方案。

技術領域

本發明屬于智能網聯汽車安全保障領域，具體涉及一種智能網聯汽車感知決策模塊功能安全功能安全和網絡安全的內生保障方法。

背景技術

智能網聯汽車允許車輛借助車載傳感器感知其周圍環境，同時利用車載通信模塊與周圍車輛和路邊單元進行通信以獲得實時路況。隨后，車載系統通過分析其感知和通信得到的各種數據做出決策，以確定車輛當前是否需要加速、減速轉向等。車載系統最后將其決策結果以CAN指令的形式發送至車輛CAN總線，進而實現對車輛控制，以達到輔助駕駛甚至自動駕駛的目的。上述的感知、通信和決策系統通常被稱為車輛的感知決策模塊，是智能網聯汽車的關鍵組件。

隨著人工智能技術和通信技術的不斷發展，汽車的智能化和網聯化程度也越來越高，與此同時，智能網聯汽車的發展也面臨著功能安全和網絡安全的雙重挑戰。首先，隨著汽車系統復雜度的提高，其軟硬件系統發生故障的風險也越來越高。因此，汽車需要避免因電氣/電子系統故障而導致的不合理風險，這一要求被稱為功能安全。其次，由于智能網聯汽車接入了網絡，從而有更多的暴露面，也更容易遭受網絡攻擊。因此，智能網聯汽車需要避免因網絡攻擊而被敵手侵入車輛系統，進而危害車輛安全和人身安全。這一安全性要求則被稱為網絡安全。

通常來說，在保證汽車不遭受網絡攻擊的同時，往往會增加系統軟硬件設備的復雜程度，從而導致汽車功能安全部分遭到減弱。因此，如何同時增強智能網聯汽車的功能安全和網絡安全是智能網聯汽車安全領域面臨的一個難題。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種智能網聯汽車感知決策模塊功能安全和網絡安全內生保障方法，針對智能網聯汽車功能安全和網絡安全難以同時增強的問題，提供一種感知決策模塊的功能安全和網絡安全內生保障方法。該方法采用內生安全的思想，通過實現感知決策模塊的多個異構單元，來同時增強其功能安全和網絡安全能力，以抵御已知和未知的系統故障和各種網絡攻擊。

為達到上述發明創造目的，本發明采用如下技術方案：

一種智能網聯汽車感知決策模塊功能安全和網絡安全內生保障方法，包括以下步驟：

(1)設計并實現異構的多個感知決策單元，并將其部署在車輛上，多個感知決策單元的主要特征包括：

(1.1)包含一個高等級感知決策單元和多個相對低等級的感知決策單元；所述的高等級感知決策單元支持SAE L3、L4或L5自動駕駛，相對低等級的感知決策單元支持SAEL3或L2自動駕駛；

(1.2)所述高等級的感知決策單元作為整車自動駕駛的主大腦，具備所述高等級自動駕駛的支持SAE L3、L4或L5自動駕駛所需的組件和功能，包括光探測和測距LIDAR、無線電探測和測距雷達、攝像機、全球定位系統GPS，慣性測量單元IMU、里程表傳感器，交通信號檢測子系統TSD、移動物體跟蹤子系統MOT、Mapper子系統、Localizer子系統；接收各種傳感器數據并進行信息融合，得到汽車完成任務所需要的信息，包括行人、車輛、障礙物的信息；車道線、可行駛區域、交通標志和信號燈信息；基于GPS和IMU慣性導航的無人車定位信息、地圖信息；此外，主大腦在上述感知信息基礎上，結合道路網絡、交通規則、汽車動力學的先驗信息，形成包括Route規劃、Path規劃、行為選擇、運動規劃、避障和控制決策；