[發(fā)明專利]一種智能車輛網(wǎng)絡(luò)攻擊安全檢測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210198115.0
• 申請(qǐng)日: 2022-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114666100B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐坤豪;趙萬(wàn)忠;王春燕;嚴(yán)偉杰;黃恒;孟琦康;董坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/40
• 分類號(hào): H04L9/40;H04L67/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種智能車輛網(wǎng)絡(luò)攻擊安全檢測(cè)方法，基于智能車輛網(wǎng)絡(luò)攻擊安全檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：車載加速度傳感器、前輪轉(zhuǎn)角傳感器、橫擺角速度傳感器、組合導(dǎo)航傳感器、狀態(tài)估計(jì)模塊、網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測(cè)模塊和網(wǎng)絡(luò)攻擊容錯(cuò)模塊；

所述車載加速度傳感器，用于采集車輛的橫向加速度a_x、縱向加速度a_y；

所述前輪轉(zhuǎn)角傳感器，用于采集車輛的前輪轉(zhuǎn)角；

所述橫擺角速度傳感器，用于采集車輛的橫擺角速度；

所述組合導(dǎo)航傳感器，用于采集車輛的位置信號(hào)Xs、Ys；

所述狀態(tài)估計(jì)模塊，用于接收車載加速度傳感器、前輪轉(zhuǎn)角傳感器、橫擺角速度傳感器及組合導(dǎo)航傳感器發(fā)送的信號(hào)，并通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法設(shè)計(jì)狀態(tài)估計(jì)器，用于估計(jì)車輛的位置信號(hào)Xe、Ye；

所述網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測(cè)模塊，分別接收組合導(dǎo)航傳感器發(fā)送的車輛位置信號(hào)、狀態(tài)估計(jì)模塊發(fā)送的車輛的位置信號(hào)，根據(jù)預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測(cè)，并將網(wǎng)絡(luò)攻擊標(biāo)志位Fault發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)攻擊容錯(cuò)模塊；

所述網(wǎng)絡(luò)攻擊容錯(cuò)模塊，通過(guò)判斷網(wǎng)絡(luò)攻擊檢測(cè)模塊發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)攻擊標(biāo)志位Fault值，對(duì)車輛位置信息進(jìn)行容錯(cuò)處理，將容錯(cuò)處理后的重構(gòu)信號(hào)作為反饋信號(hào)發(fā)送給車輛；

其特征在于，步驟如下：

(1)建立四自由度車輛模型；

(2)通過(guò)組合導(dǎo)航傳感器獲取車輛的位置信號(hào)Xs、Ys；

(3)根據(jù)所述建立的四自由度車輛模型，通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法設(shè)計(jì)狀態(tài)估計(jì)器，估計(jì)車輛的位置信號(hào)Xe、Ye；

(4)根據(jù)步驟(2)獲得的車輛的位置信號(hào)和步驟(3)中狀態(tài)估計(jì)器估計(jì)得到的車輛的位置信號(hào)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)閾值檢測(cè)，實(shí)時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊安全的檢測(cè)和容錯(cuò)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能車輛網(wǎng)絡(luò)攻擊安全檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(1)具體如下：考慮車輛縱向動(dòng)態(tài)和垂直載荷傳遞，建立四自由度車輛模型如下：

式中，m表示車輛的質(zhì)量；x，y分別表示車輛運(yùn)動(dòng)在局部坐標(biāo)系下的橫位移、縱位移，二者的一階微分和二階微分分別表示局部坐標(biāo)系下橫縱方向的速度和加速度；表示橫擺角，其一階微分表示橫擺角速度；m_s表示車輛彈簧質(zhì)量；F_Xij，F(xiàn)_Yij分別表示車輪ij的縱向輪胎力和橫向輪胎力；I_z表示車輛繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；I_x表示車輛繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；h_c表示車輛的質(zhì)心高度；e表示車輛側(cè)傾中心到質(zhì)心的距離；φ表示側(cè)傾角；C_φ表示側(cè)傾系數(shù)；K_φ表示側(cè)傾剛度；C_d表示風(fēng)阻系數(shù)；A_f表示車前面積；ρ表示空氣密度；l表示軸距；a，b分別表示前后軸到質(zhì)心的距離；I_xeq表示簧載質(zhì)量繞X軸的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；d表示輪距；μ表示路面摩擦系數(shù)，δ_f表示前輪轉(zhuǎn)角；

局部坐標(biāo)系和全局坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

式中，X，Y分別表示車輛運(yùn)動(dòng)在全局坐標(biāo)系下的橫位移、縱位移，二者的一階微分和二階微分分別表示全局坐標(biāo)系下橫縱方向的速度和加速度；

車輛動(dòng)態(tài)垂直荷載建模為：

式中，F(xiàn)_Zij表示車輪ij的動(dòng)態(tài)垂直載荷；g為重力比例系數(shù)。