CN116552559A - 在自动驾驶***基于融合数据检测异常行为的***和方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动驾驶运载工具的自动驾驶***(ADS)，包括通信模块、异常行为检测模块和处理器。通信模块配置为接收包括源运载工具数据的运载工具间(V2V)消息，并从包括路侧单元(RSU)的移动边缘计算(MEC)***接收包括融合数据的融合数据消息。源运载工具数据包括源运载工具位置。融合数据基于RSU感测数据和在RSU处从至少一个运载工具接收的运载工具感测数据。异常行为检测模块配置为基于融合数据确定源运载工具是否位于源运载工具位置。处理器配置为至少部分地基于确定结果根据源运载工具数据来管理自动驾驶运载工具的性能。描述了并要求保护其他实施例。

Description

在自动驾驶***基于融合数据检测异常行为的***和方法
技术领域
本技术领域一般涉及自动驾驶运载工具，更具体地涉及用于在自动驾驶***检测恶意运载工具间(V2V)消息的***和方法。
背景技术
自动驾驶运载工具通常配置为从其他自动驾驶运载工具接收运载工具间(V2V)消息。V2V消息包括运载工具标识符和与发送运载工具相关联的运载工具数据。自动驾驶运载工具的自动驾驶***(ADS)通常依赖于从其他自动驾驶运载工具接收的V2V信息中包含的运载工具数据来正确引导和导航自动驾驶运载工具。
恶意实体可以通过无线通信信道向自动驾驶运载工具发送看似合法V2V消息的恶意V2V消息。恶意实体可能试图表现为另一个实际上不存在的自动驾驶运载工具。不存在的自动驾驶运载工具可以称为幽灵运载工具。恶意V2V消息可以包括与幽灵运载工具相关联的恶意运载工具数据。
自动驾驶运载工具中的ADS可能会根据接收到的恶意V2V消息中的恶意运载工具数据来实施一个或多个动作，这些动作可能会降低交通相关的引导效率或者为规避可能导致潜在事故的不存在的幽灵运载工具而实施机动的能力。如果ADS能够识别恶意V2V消息以避免使用可能影响ADS正确引导和导航自动驾驶运载工具的能力的恶意运载工具数据，这会是有益的。
发明内容
在一实施例中，一种自动驾驶运载工具的自动驾驶***(ADS)包括通信模块、异常行为检测模块和处理器。通信模块配置为接收包括源运载工具数据的运载工具间(V2V)消息，并从包括路侧单元(RSU)的移动边缘计算(MEC)***接收包括融合数据的融合数据消息。源运载工具数据包括源运载工具位置。融合数据基于RSU感测数据和在RSU处从至少一个运载工具接收的运载工具感测数据。异常行为检测模块配置为基于融合数据确定源运载工具是否位于源运载工具位置。处理器配置为至少部分地基于确定结果根据源运载工具数据来管理自动驾驶运载工具的性能。
在一实施例中，融合数据基于加权RSU感测数据和加权运载工具感测数据，与RSU感测数据相关联的第一权重大于与加权运载工具感测数据相关联的第二权重。
在一实施例中，异常行为检测模块配置为确定源运载工具数据是否通过了运载工具可信性检查，并且处理器配置为部分地基于确定结果根据该源运载工具数据管理自动驾驶运载工具的性能。
在一实施例中，源运载工具数据的运载工具可信性检查包括源运载工具速度可信性检查、源运载工具位置可信性检查、运载工具加速度可信性检查、运载工具突然出现可信性检查、运载工具消息频率可信性检查、运载工具航向可信性检查和运载工具连续消息一致性可信性检查中的至少一种。
在一实施例中，异常行为检测模块配置为在确定源运载工具没有位于源运载工具位置时，将V2V消息分类为恶意V2V消息。
在一实施例中，该***包括异常行为报告模块，该异常行为报告模块配置为向安全凭证管理***(SCMS)报告与恶意V2V消息相关联的源运载工具标识符。
在一实施例中，融合数据消息是由MEC***广播的消息。
在一实施例中，一种计算机可读介质包括存储在其上的用于在自动驾驶***(ADS)处检测异常行为的指令，这些指令在由处理器执行时使得该处理器进行以下操作：接收包括源运载工具数据的运载工具间(V2V)消息，该源运载工具数据包括源运载工具位置；从包括路侧单元(RSU)的移动边缘计算(MEC)***接收包括融合数据的融合数据消息，该融合数据基于RSU感测数据和在该RSU处从至少一个运载工具接收的运载工具感测数据；基于该融合数据确定源运载工具是否位于源运载工具位置；以及至少部分地基于确定结果根据该源运载工具数据管理自动驾驶运载工具的性能。
在一实施例中，该计算机可读介质还包括指令，以使处理器接收包括融合数据的融合数据消息，该融合数据基于加权RSU感测数据和加权运载工具感测数据，与RSU感测数据相关联的第一权重大于与加权运载工具感测数据相关联的第二权重。
在一实施例中，计算机可读介质还包括指令，以使处理器确定源运载工具数据是否通过了运载工具可信性检查并部分地基于确定结果根据该源运载工具数据管理自动驾驶运载工具的性能。
在一实施例中，该计算机可读介质还包括指令，以使处理器执行源运载工具数据的运载工具可信性检查，运载工具可信性检查包括源运载工具速度可信性检查、源运载工具位置可信性检查、运载工具加速度可信性检查、运载工具突然出现可信性检查、运载工具消息频率可信性检查、运载工具航向可信性检查和运载工具连续消息一致性可信性检查中的至少一种。
在一实施例中，该计算机可读介质还包括指令，以使处理器在确定源运载工具没有位于源运载工具位置时将V2V消息分类为恶意V2V消息。
在一实施例中，该计算机可读介质还包括指令，以使处理器向安全凭证管理***(SCMS)报告与恶意V2V消息相关联的源运载工具标识符。
在一实施例中，该计算机可读介质还包括指令，以使处理器接收融合数据消息，该融合数据消息包括由MEC***广播的消息。
在一实施例中，一种在自动驾驶运载工具的自动驾驶***(ADS)处检测异常行为的方法包括：在自动驾驶运载工具处接收包括源运载工具数据的运载工具间(V2V)消息，该源运载工具数据包括源运载工具位置；在自动驾驶运载工具处从包括路侧单元(RSU)的移动边缘计算(MEC)***接收包括融合数据的融合数据消息，该融合数据基于RSU感测数据和在RSU从至少一个运载工具接收的运载工具感测数据；在异常行为检测***处基于融合数据确定源运载工具是否位于源运载工具位置；以及至少部分地基于确定结果根据该源运载工具数据管理自动驾驶运载工具的性能。
在一实施例中，该***还包括：接收包括融合数据的融合数据消息，该融合数据基于加权RSU感测数据和加权运载工具感测数据，与RSU感测数据相关联的第一权重大于与加权运载工具感测数据相关联的第二权重。
在一实施例中，该方法还包括：确定源运载工具数据是否通过了异常行为检测***处的运载工具可信性检查，并且部分地基于确定结果根据该源运载工具数据管理自动驾驶运载工具的性能。
在一实施例中，该方法还包括：执行源运载工具数据的运载工具可信性检查，运载工具可信性检查包括源运载工具速度可信性检查、源运载工具位置可信性检查、运载工具加速度可信性检查、运载工具突然出现可信性检查、运载工具消息频率可信性检查、运载工具航向可信性检查和运载工具连续消息一致性可信性检查中的至少一种。
在一实施例中，该方法还包括：在异常行为检测***确定源运载工具没有位于源运载工具位置时，将V2V消息分类为恶意V2V消息。
在一实施例中，该方法还包括：向安全凭证管理***(SCMS)报告与恶意V2V消息相关联的源运载工具标识符。
附图说明
下文中将结合以下附图来描述示例性实施例，在附图中相同的附图标记表示相同的元件。
图1是包括异常行为检测***的一实施例的自动驾驶运载工具的功能框图；
图2是包括路侧单元(RSU)的示例性移动边缘计算(MEC)***的功能框图；
图3是包括异常行为检测***的一实施例的自动驾驶运载工具的控制器的功能框图；
图4是在MEC***处生成融合数据消息并在自动驾驶运载工具的自动驾驶***(ADS)处基于该融合数据消息中的融合数据检测异常行为的方法的一实施例的流程图；以及
图5是在自动驾驶运载工具的ADS处基于融合数据检测异常行为的方法的一实施例的流程图。
具体实施方式
以下详细描述在本质上仅是示例性的，而并非旨在限制本申请及用途。此外，不旨在受前述技术领域、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明确或隐含的理论约束。如本文所用，术语“模块”指的是任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器装置中的一个或任何组合，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享处理器、专用处理器或处理器组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适组件。
本文可以根据功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解到的是，这些块组件可以由配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件(例如，存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件或查找表等)，其可以在一个或多个微处理器或其他控制装置的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解的是，本公开的实施例可以结合任何数量的***来实践，并且本文描述的***仅仅是本公开的示例性实施例。
为了简洁起见，本文未详细描述与信号处理、数据传输、信令、控制和***(以及***的各个操作组件)的其他功能方面相关的传统技术。此外，本文包含的各种附图中所示的连线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦接。应当注意的是，在本公开的一实施例中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。
参见图1，所示的是包括异常行为检测***110的一实施例的自动驾驶运载工具100的功能框图。自动驾驶运载工具100通常包括底盘112、主体114、前轮116和后轮118。主体114设置在底盘112上，并且基本上封闭自动驾驶运载工具100的组件。主体114和底盘112可以共同形成框架。前轮116和后轮118各自在主体114的相应拐角附近可旋转地联接至底盘112。
自动驾驶运载工具100是例如受自动控制以将乘客从一个位置运送到另一个位置的运载工具。尽管自动驾驶运载工具100在所示实施例中被描绘为客车，但是自动驾驶运载工具的其他实例包括但不限于摩托车、卡车、运动型多用途车(SUV)、休旅车(RV)、船舶和飞机。在一实施例中，自动驾驶运载工具100是所谓的四级或五级自动化***。四级***表示“高度自动化”，指的是自动驾驶***(ADS)即使在人类驾驶员没有对干预请求做出适当响应的情况下针对动态驾驶任务所有方面的驾驶模式特定性能。五级***表示“完全自动化”，指的是ADS在人类驾驶员可以驾驭的所有道路和环境条件下针对动态驾驶任务所有方面的全时段性能。
如图所示，自动驾驶运载工具100通常包括推进***120、传动***122、转向***124、制动***126、运载工具传感器***128、致动器***130、至少一个数据存储装置132、至少一个控制器134以及运载工具通信***136。在各种实施例中，推进***120可以包括内燃机、电机(诸如牵引马达)和/或燃料电池推进***。传动***122配置为根据可选择的速度比将动力从推进***120传递到前轮116和后轮118。根据各种实施例，传动***122可以包括有级自动变速器、无级变速器或其他合适的变速器。制动***126配置为向前轮116和后轮118提供制动扭矩。在各种实施例中，制动***126可以包括摩擦制动器、线控制动器、诸如电机的再生制动***和/或其他合适的制动***。转向***124影响前轮116和后轮118的位置。尽管为了说明目的将转向***124描绘为包括方向盘，但是在本公开的范围内设想的一些实施例中，转向***124可以不包括方向盘。
运载工具传感器***128包括一个或多个运载工具感测装置140a-140n，该运载工具感测装置感测自动驾驶运载工具100的外部环境和/或内部环境的可观察条件。运载工具感测装置140a-140n的实例包括但不限于雷达、激光雷达、全球定位***、光学相机、热成像相机、超声波传感器和/或其他传感器。致动器***130包括一个或多个致动器装置142a-142n，该一个或多个致动器装置控制一个或多个运载工具特征部，诸如例如但不限于推进***120、传动***122、转向***124和制动***126。在各种实施例中，运载工具特征部还可以包括内部和/或外部运载工具特征部，诸如例如但不限于门、行李箱和车厢特征部(诸如例如空气、音乐和照明)。
运载工具通信***136配置为与其他实体进行彼此之间的无线信息传送(“运载工具与万物间(V2X)通信”)。例如，运载工具通信***136配置为与其他运载工具148(“V2V”通信)、驾驶***基础设施(“运载工具与基础设施间(V2I)”通信)、远程***和/或个人设备进行彼此之间的无线信息传送。驾驶***基础设施的实例包括，但不限于包括路侧单元(RSU)152的移动边缘计算(MEC)***150。在一实施例中，运载工具通信***136是配置为经由采用IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)或者通过采用蜂窝数据通信进行通信的无线通信***。然而，附加的或替代通信方法(诸如专用短程通信(DSRC)信道)也视为在本公开的范围内。DSRC信道是指设计用于汽车的单向或双向短中程无线通信信道以及相应的一组协议和标准。
数据存储装置132存储用于自动控制自动驾驶运载工具100的数据。数据存储装置132可以是控制器134的一部分，但与控制器134分离，或者是控制器134的一部分以及独立***的一部分。
控制器134包括至少一个处理器144和计算机可读存储装置146。计算机可读存储装置146也可以是指计算机可读媒体146和计算机可读介质146。在一实施例中，计算机可读存储装置146包括异常行为检测***110的一实施例。处理器144可以是任何定制的或市场上可买到的处理器、中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、与控制器134相关联的几个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(微芯片或芯片组形式)、宏处理器、其任何组合或者通常用于执行指令的任何设备。例如，计算机可读存储装置146可以包括在只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保持通电型存储器(KAM)中进行易失性和非易失性存储。KAM是持久或非易失性存储器，其可以用于在处理器144断电时存储各种操作变量。计算机可读存储装置146可以采用多种已知存储装置中的任何一种来实现，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据(其中一些表示可执行指令，由控制器134在控制自动驾驶运载工具100时使用)的任何其他电性、磁性、光学或组合存储装置。
指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括一系列有序的用于实现逻辑功能的可执行指令。当由处理器144执行时，指令接收并处理来自运载工具传感器***128的信号，执行逻辑、计算、方法和/或算法以自动控制自动驾驶运载工具100的组件，并向致动器***130产生控制信号以基于逻辑、计算、方法和/或算法自动控制自动驾驶运载工具100的一个或多个组件。尽管在图1中仅示出了一个控制器134，但是自动驾驶运载工具100的备选实施例可以包括任意数量的控制器134，这些控制器通过任何合适的通信介质或通信介质的组合进行通信，并且协同处理传感器信号、执行逻辑、计算、方法和/或算法以及生成控制信号来自动控制自动驾驶运载工具100的特征部。
在各种实施例中，控制器134的一个或多个指令实施为提供如参考本文的一个或多个实施例所描述的ADS功能。控制器134或控制器134的其中一个功能模块配置为实现参考异常行为检测***110的一个实施例或多个实施例的组合描述的功能。
参见图2，示出了包括RSU 152的示例性MEC***150的功能框图。MEC***150包括RSU 152和计算***200。在一实施例中，MEC***150包括与计算***200集成的RSU152。在一实施例中，计算***200和RSU 152是独立的实体，其中计算***200设置在RSU152的通信范围内。
在一实施例中，RSU 152包括RSU控制器202、RSU传感器***204和RSU通信***206。RSU传感器***204包括一个或多个RSU感测装置208a-208n，该一个或多个RSU传感器装置感测与经过RSU 152的运载工具相关联的可观察状况。RSU感测装置208a-208n的实例包括但不限于雷达、激光雷达、光学相机、热成像相机、超声波传感器和/或其他传感器。RSU传感器***204配置为生成RSU感测数据，包括与位于RSU传感器***204范围内的运载工具的运载工具位置相关联的传感器数据。RSU传感器***204可以配置为生成与位于RSU传感器***204范围内的运载工具的其他属性相关联的RSU感测数据。
在一实施例中，RSU通信***206是配置为从RSU 152范围内的运载工具接收包括运载工具感测数据的V2I消息的无线通信***。RSU通信***206配置为经由采用IEEE802.11标准的无线局域网(WLAN)或者通过采用蜂窝数据通信进行通信。然而，附加的或替代通信方法(诸如专用短程通信(DSRC)信道)也视为在本公开的范围内。DSRC信道是指专门设计用于汽车的单向或双向短中程无线通信信道以及相应的一组协议和标准。
在RSU 152处接收到V2I消息的每个运载工具包括运载工具控制器、运载工具传感器***和运载工具通信***。运载工具传感器***配置为感测运载工具传感器***范围内的其他运载工具和物体并生成运载工具感测数据。运载工具控制器配置为生成包括运载工具感测数据的V2I消息。运载工具通信***配置为向RSU 152发送包括运载工具感测数据的V2I消息。V2I消息由RSU 152处的RSU通信***206接收。
在一实施例中，计算***200包括控制器210。在一实施例中，控制器210包括一个或多个处理器212和协同感测模块214。协同感测模块214配置为基于由RSU传感器***204生成的RSU感测数据和从RSU 152范围内的运载工具接收的V2I消息中的运载工具感测数据来生成融合数据。RSU感测数据与特定的运载工具坐标无关。协同感测模块214配置为利用全球坐标(诸如例如全球定位***(GPS)坐标)来融合RSU感测数据和运载工具感测数据，以生成融合数据。协同感测模块214配置为基于从RSU传感器***204接收的更新的RSU感测数据和在V2I消息中接收的更新的运载工具感测数据周期性地生成更新的融合数据。
在一实施例中，协同感测模块214配置为将第一权重应用于RSU感测数据以及将第二权重应用于运载工具感测数据，以生成融合数据，其中第一权重大于第二权重。在RSU152处接收的V2I消息可能是恶意消息。将较低的权重应用于在V2I消息中接收的运载工具感测数据，以减少潜在恶意V2I消息对融合数据完整性的影响。
RSU通信***206配置为广播融合数据消息，该融合数据消息包括由协同感测模块214生成的融合数据。定期更新融合数据，并且定期广播包括更新的融合数据的融合消息。RSU 152范围内的运载工具接收广播的融合数据消息。融合数据消息可以称为定制基本安全消息(BSM)。MEC***150可以包括有助于MEC***150操作的附加组件。尽管示出了MEC***的一种配置，但是替代实施例可以包括MEC***的其他配置。
参见图3，示出了包括异常行为检测***110的一实施例的自动驾驶运载工具100的控制器134的功能框图。控制器134配置为通信耦接至运载工具通信***136。在一实施例中，控制器134配置为通信耦接至安全凭证管理***(SCMS)302。在一实施例中，SCMS 302位于后端办公室。在一实施例中，SCMS 302位于边缘计算集群。SCMS 302包括证书颁发机构(CA)304和异常行为管理机构306。
运载工具通信***136配置为经由无线通信信道接收由MEC***150广播的融合数据消息和V2V消息。每个接收到的V2V消息包括源运载工具标识符和源运载工具数据。源运载工具标识符标识源运载工具，据称V2V消息是从该源运载工具发送到自动驾驶运载工具100的。在一实施例中，源运载工具数据包括源运载工具位置。在一实施例中，从源运载工具接收的包括源运载工具数据的V2V消息称为基本安全消息(BSM)。
在一实施例中，运载工具通信***136是配置为经由采用IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)或者通过采用蜂窝数据通信进行通信的无线通信***。然而，附加的或替代通信方法(诸如专用短程通信(DSRC)信道)也视为在本公开的范围内。DSRC信道是指专门设计用于汽车的单向或双向短中程无线通信信道以及相应的一组协议和标准。
在一实施例中，控制器134在自动驾驶运载工具100中实现ADS。即，利用控制器134的合适软件和/或硬件组件(例如，处理器144和计算机可读存储装置146)来提供与自动驾驶运载工具100的其他组件结合使用的ADS。在一实施例中，ADS的指令由功能或***组织。在一实施例中，本文描述的异常行为检测***110及其功能是ADS的一部分，并且实现了ADS的至少一部分功能。ADS包括有助于自动驾驶运载工具100操作的附加组件(未示出)。控制器134配置为通信耦接至自动驾驶运载工具100的其他组件(未示出)，以有助于ADS的操作。
控制器134包括至少一个处理器144和存储器146。存储器146也称为计算机可读存储装置、计算机可读媒体或计算机可读介质。在一实施例中，存储器146包括异常行为检测***110的一实施例和通信模块308。
通信模块308配置为处理接收到的V2V消息和接收到的融合数据消息。通信模块308配置为根据与V2V消息和融合数据消息相关联的物理层(PHY)、媒体访问控制(MAC)和波短消息协议(WSMP)来处理接收到的V2V消息和接收到的融合数据消息。
在一实施例中，通信模块308包括安全服务层。在一个实施例中，通信模块308包括IEEE1609.2安全服务层。安全服务层配置为确定与接收到的V2V消息和/或接收到的融合数据消息相关联的证书是授权证书或是合法证书。
通信模块308包括V2X应用程序。在一实施例中，V2X应用程序配置为基于经由运载工具通信***136在通信模块308处接收的V2V消息来生成源运载工具数据。源运载工具数据包括源运载工具的源运载工具属性。源运载工具属性的实例包括但不限于源运载工具的速度、源运载工具位置、源运载工具的加速度以及源运载工具的航向。V2V消息包括与源运载工具相关联的时间戳和源运载工具标识符。在一实施例中，V2X应用程序配置为生成在融合数据消息中接收的融合数据。
在一实施例中，V2X应用程序配置为分析源运载工具数据，以确定自动驾驶运载工具100是否存在潜在风险。ADS利用V2X应用程序识别的潜在风险来实施一项或多项风险规避动作。例如，与源运载工具相关联的源运载工具数据可以指示源运载工具位于十字路口。V2X应用程序可以确定源运载工具对自动驾驶运载工具100构成潜在的碰撞风险。通过向制动***126发出命令，ADS可以实施一个或多个动作来减慢或停止自动驾驶运载工具100，以避免与源运载工具发生潜在碰撞。
在一实施例中，异常行为检测***110包括异常行为检测模块310。在一实施例中，异常行为检测***110包括异常行为检测模块310和异常行为报告模块312。异常行为检测模块310配置为基于融合数据来确定源运载工具是否物理上位于V2V消息中包括的源运载工具位置，以确定接收到的V2V消息是合法V2V消息还是恶意V2V消息。异常行为检测模块310配置为将基于全球坐标的融合数据转换成与特定运载工具相关联的坐标。异常行为检测模块310配置为将与特定运载工具相关联的坐标和与源运载工具位置相关联的坐标进行比较，以确定源运载工具是否物理上位于源运载工具位置。
在一实施例中，如果异常行为检测模块310确定源运载工具物理上位于V2V消息中的源运载工具位置，则异常行为检测模块310确定V2V消息是合法V2V消息。在一实施例中，如果异常行为检测模块310确定源运载工具没有物理上位于V2V消息中的源运载工具位置，则异常行为检测模块310确定V2V消息是恶意V2V消息。
在一实施例中，如果异常行为检测模块310确定源运载工具物理上位于V2V消息中的源运载工具位置，则异常行为检测模块310配置为对包括在V2V消息中的运载工具属性执行运载工具可信性检查，以确定V2V消息是否是合法V2V消息。如果运载工具属性通过了运载工具可信性检查，则异常行为检测模块310确定V2V消息是合法V2V消息。如果一个或多个运载工具属性未通过运载工具可信性检查，则异常行为检测模块310确定V2V消息是恶意V2V消息。
恶意V2V消息可以是似乎是由实际运载工具生成的但实际上是由恶意实体生成的V2V消息。恶意实体可能正在尝试进行女巫攻击，其中恶意V2V消息是由幽灵运载工具或不存在的运载工具生成的。异常行为检测模块310配置为通知V2X应用程序接收到的V2V消息是恶意V2V消息，并且忽略与该恶意V2V消息相关联的源运载工具数据，从而确保ADS不会基于在该恶意V2V消息中包含的源运载工具数据来实施导航和/或引导动作。
V2V消息包括源运载工具标识符，该源运载工具标识符标识据称向自动驾驶运载工具100发送V2V消息的源运载工具。如果异常行为检测模块310确定接收到的V2V消息是恶意V2V消息，则异常行为检测模块310将与该恶意V2V消息相关联的源运载工具标识符分类为恶意源运载工具标识符。在一实施例中，异常行为检测模块310配置为通知通信模块308与接收到的恶意V2V消息相关联的源运载工具标识符是恶意源运载工具标识符，以便通信模块308将未来接收到的包括该恶意源运载工具标识符的V2V消息识别为恶意V2V消息，并且忽略与这些恶意V2V消息相关联的源运载工具数据。
在一实施例中，异常行为检测模块310配置为通知异常行为报告模块312与接收到的恶意V2V消息相关联的源运载工具标识符是恶意源运载工具标识符。异常行为报告模块312将包括恶意源运载工具标识符的分类报告发送给SCMS 302。
在一实施例中，当异常行为检测模块310将源运载工具标识符分类为恶意源运载工具标识符时，异常行为报告模块312基于运载工具的牌照、运载工具特征和运载工具的V2V消息或BSM标识符生成包括唯一标识符的分类报告，并将该唯一标识符与分类为合法运载工具或恶意运载工具的运载工具进行映射。异常行为报告模块312配置为将分类报告发送给SCMS302。
在一个实施例中，SCMS 302处的异常行为管理机构306接收包括恶意源运载工具标识符的分类报告，并将该恶意运载工具标识符广播给在识别出该恶意源运载工具标识符的自动驾驶运载工具100附近的其他运载工具，使得这些其他运载工具将接收到的与该恶意源运载工具标识符相关联的V2V消息识别为恶意V2V消息，并且忽略与这些恶意V2V消息相关联的源运载工具数据。
尽管图3中示出了自动驾驶运载工具100和控制器134的多个不同组件，但是自动驾驶运载工具100和/或控制器134可以包括有助于自动驾驶运载工具操作的附加组件。
参见图4，示出了在MEC***150处生成融合数据消息并在自动驾驶运载工具100的自动驾驶***(ADS)处基于该融合数据消息中的融合数据检测异常行为的方法400的一实施例的流程图。方法400由包括异常行为检测***110的一实施例和MEC***150的控制器134执行。方法400可以由MEC***150和控制器134结合自动驾驶运载工具100的其他组件来执行。方法400可以由硬件电路、固件、软件和/或其组合来执行。参考图2和图3描述方法400。
在步骤402中，协同感测模块214接收由RSU传感器***204生成的RSU感测数据。RSU感测数据与位于RSU传感器***204范围内的运载工具相关联。RSU感测数据不包括与RSU传感器***204范围内的不同运载工具相关联的特定运载工具坐标。
在步骤404中，协同感测模块214接收运载工具感测数据。MEC***150处的RSU通信***206从RSU 152范围内的运载工具接收包括运载工具感测数据的V2I消息。从运载工具接收的运载工具感测数据与该运载工具的运载工具感测***范围内的其他运载工具和物体相关联。
在步骤406中，协同感测模块214基于由RSU传感器***204生成的RSU感测数据和从RSU 152范围内的运载工具接收的V2I消息中的运载工具感测数据生成融合数据。协同感测模块214配置为利用全球坐标(诸如例如GPS坐标)来融合RSU感测数据和运载工具感测数据，以生成融合数据。在一实施例中，协同感测模块214将第一权重应用于RSU感测数据，并将第二权重应用于运载工具感测数据，以生成融合数据，其中第一权重大于第二权重。在RSU 152处接收的V2I消息可能是恶意消息。将较低的权重应用于在V2I消息中接收的运载工具感测数据，以减少潜在恶意V2I消息对融合数据完整性的影响。
在步骤408中，MEC***150广播融合数据消息，该融合数据消息包括由协同感测模块214生成的融合数据。在步骤410中，在自动驾驶运载工具100的异常行为检测***110处，经由运载工具通信***136接收包括融合数据的融合数据消息。
在步骤412中，几乎在步骤410中在异常行为检测***110处接收融合数据消息的同时，在异常行为检测***110处接收包括源运载工具数据和源运载工具标识符的V2V消息。经由运载工具通信***136和通信模块308，在异常行为检测***110处接收V2V消息。源运载工具数据包括源运载工具的运载工具属性。运载工具属性的实例包括但不限于源运载工具的速度、源运载工具位置、源运载工具的加速度以及源运载工具的航向。
在步骤414中，异常行为检测***110确定源运载工具是否实际位于在V2V消息中接收的源运载工具位置。异常行为检测***110将基于全球坐标的融合数据转换成与特定运载工具相关联的坐标。异常行为检测***110基于融合数据将与特定运载工具相关联的坐标与在V2V消息中接收的与源运载工具位置相关联的坐标进行比较，以确定源运载工具是否物理上位于该V2V消息中指定的源运载工具位置。
在一实施例中，如果在步骤414中异常行为检测***110确定源运载工具没有物理上位于V2V消息中的源运载工具位置，则在步骤416中，异常行为检测***110确定V2V消息是恶意V2V消息。恶意V2V消息可以是似乎是由实际运载工具生成的V2V消息，但是是由恶意实体生成的V2V消息。恶意实体可能正在尝试进行女巫攻击，其中恶意V2V消息是由幽灵运载工具或不存在的运载工具生成的。
异常行为检测***110通知V2X应用程序接收到的V2V消息是恶意V2V消息，并且忽略与该恶意V2V消息相关联的源运载工具数据，从而确保ADS不会基于恶意源运载工具数据来实施导航和/或引导动作。在一实施例中，异常行为检测***110生成包括恶意源运载工具标识符的分类报告，并将该包括恶意源运载工具标识符的分类报告发送给SCMS 302。SCMS 302处的异常行为管理机构306在SCMS 302处存储恶意源运载工具标识符。异常行为管理机构306将恶意源运载工具标识符广播给位于自动驾驶运载工具100附近的自动驾驶运载工具。
如果在步骤414中异常行为检测***110确定源运载工具物理上位于在V2V消息中接收的源运载工具位置，则在步骤418中，异常行为检测***110对包含在V2V消息中的运载工具属性执行运载工具可信性检查，以确定V2V消息是否是合法V2V消息。运载工具可信性检查用于确定V2V运载工具数据是否可信。在一实施例中，运载工具可信性检查包括源运载工具速度可信性检查、源运载工具位置可信性检查、运载工具加速度可信性检查、运载工具突然出现可信性检查、运载工具消息频率可信性检查、运载工具航向可信性检查和运载工具连续消息一致性可信性检查中的一种或多种。
如果在步骤418中异常行为检测***110确定运载工具属性通过了运载工具可信性检查，则在步骤420中，异常行为检测***110确定V2V消息是合法V2V消息。控制器134配置为在将V2V消息识别为合法V2V消息时，根据与合法V2V消息相关联的源运载工具数据在自动驾驶运载工具100中实现ADS。
参见图5，示出了在自动驾驶运载工具100的ADS处基于融合数据检测异常行为的方法500的一实施例的流程图。方法500由包括异常行为检测***110的一实施例的控制器134执行。方法500可以由控制器134结合自动驾驶运载工具100的其他组件来执行。方法500可以由硬件电路、固件、软件和/或其组合来执行。
在步骤502中，在自动驾驶运载工具100处接收包括源运载工具数据的V2V消息，该源运载工具数据包括源运载工具位置。在步骤504中，在自动驾驶运载工具100处从包括RSU152的MEC***150接收包括融合数据的融合数据消息，该融合数据基于RSU感测数据和在RSU 152处从至少一个运载工具接收的运载工具感测数据。在步骤506中，异常行为检测***110基于融合数据确定源运载工具是否位于源运载工具位置。在步骤508中，ADS至少部分地基于确定结果根据源运载工具数据来管理自动驾驶运载工具100的性能。
在自动驾驶运载工具100处采用异常行为检测***110可以有助于根据协同感测模块214生成的融合数据基于确定实际运载工具是否位于接收到的V2V消息中的源运载工具位置来识别恶意或幽灵运载工具的女巫攻击。识别恶意实体的女巫攻击可以减少将经由恶意V2V消息接收的恶意源运载工具数据混入到自动驾驶运载工具100的智能运输***(ITS)中。在自动驾驶运载工具100处采用异常行为检测***110可以有助于从V2X生态***中移除异常行为实体或恶意实体，从而保护自动驾驶运载工具100以及整个自动驾驶运载工具***。采用协同感测模块214还可以允许识别由伪装成幽灵运载工具的恶意实体生成的恶意V2V消息，该恶意实体似乎位于自动驾驶运载工具100的运载工具传感器***128不能感测到实际运载工具是否存在的位置。
虽然在前述具体实施方式中已呈现至少一个示例性实施例，但应当理解存在大量的变型。还应当理解，一个示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述具体实施方式将为本领域的技术人员提供一种用于实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解的是，在不脱离所附权利要求书及其法律等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种自动驾驶运载工具的自动驾驶***(ADS)，包括异常行为检测***，所述ADS包括：
通信模块，配置为：
接收包括源运载工具数据的运载工具间(V2V)消息，所述源运载工具数据包括源运载工具位置；以及
从包括路侧单元(RSU)的移动边缘计算(MEC)***接收包含融合数据的融合数据消息，所述融合数据基于RSU感测数据和在所述RSU处从至少一个运载工具接收的运载工具感测数据；
异常行为检测模块，配置为基于所述融合数据确定源运载工具是否位于所述源运载工具位置；以及
处理器，配置为至少部分地基于确定结果根据所述源运载工具数据来管理所述自动驾驶运载工具的性能。
2.根据权利要求1所述的***，其中所述融合数据基于加权RSU感测数据和加权运载工具感测数据，与所述RSU感测数据相关联的第一权重大于与所述加权运载工具感测数据相关联的第二权重。
3.根据权利要求1所述的***，其中所述异常行为检测模块配置为确定所述源运载工具数据是否通过了运载工具可信性检查，并且所述处理器配置为部分地基于所述确定结果根据所述源运载工具数据管理所述自动驾驶运载工具的性能。
4.根据权利要求3所述的***，其中所述源运载工具数据的运载工具可信性检查包括源运载工具速度可信性检查、源运载工具位置可信性检查、运载工具加速度可信性检查、运载工具突然出现可信性检查、运载工具消息频率可信性检查、运载工具航向可信性检查和运载工具连续消息一致性可信性检查中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的***，其中所述异常行为检测模块配置为在确定所述源运载工具没有位于所述源运载工具位置时，将所述V2V消息分类为恶意V2V消息。
6.根据权利要求5所述的***，还包括异常行为报告模块，配置为向安全凭证管理***(SCMS)报告与所述恶意V2V消息相关联的源运载工具标识符。
7.根据权利要求1所述的***，其中所述融合数据消息包括由所述MEC***广播的消息。
8.一种计算机可读介质，包括存储在其上的指令，用于在自动驾驶***(ADS)处检测异常行为，所述指令在由处理器执行时，使得所述处理器进行以下操作：
接收包括源运载工具数据的运载工具间(V2V)消息，所述源运载工具数据包括源运载工具位置；
从包括路侧单元(RSU)的移动边缘计算(MEC)***接收包含融合数据的融合数据消息，所述融合数据基于RSU感测数据和在所述RSU处从至少一个运载工具接收的运载工具感测数据；
基于所述融合数据确定源运载工具是否位于所述源运载工具位置；以及
至少部分地基于确定结果根据所述源运载工具数据来管理自动驾驶运载工具的性能。
9.根据权利要求8所述的计算机可读介质，还包括指令，以使所述处理器接收包括所述融合数据的融合数据消息，所述融合数据基于加权RSU感测数据和加权运载工具感测数据，与所述RSU感测数据相关联的第一权重大于与所述加权运载工具感测数据相关联的第二权重。
10.根据权利要求8所述的计算机可读介质，还包括指令，以使所述处理器确定所述源运载工具数据是否通过了运载工具可信性检查并部分地基于所述确定结果根据所述源运载工具数据管理所述自动驾驶运载工具的性能。
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