一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法

本发明涉及汽车数据检测，具体但不限于涉及一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法。

背景技术：

1、现阶段，随着车联网、人工智能、大数据等高新技术的迅速发展，智能网联汽车已成为世界汽车产业未来发展的战略方向，这有助于推动汽车产业向智能化、网联化、自动化等方向转型升级，加快产业集聚，促进结构优化。同时，智能网联汽车能有效改善当前交通行业中存在的能源短缺、环境污染、交通拥堵、行车安全等问题，让出行变得更加绿色环保、智能高效、安全畅通。

2、智能网联汽车是多项先进技术的有机融合体，具有信息物理系统和多开放接口的特征，能为我们提供便捷、舒适的驾乘体验，但同时也会提高智能网联汽车系统的脆弱性。由于通信网络的共享性、交互性、开放性等特征，智能网联汽车在与外界进行数据交互的过程中，可能会遭受恶意网络攻击，特别是通过利用开放接口的漏洞，例如：恶意攻击者可对目标车辆发动欺骗攻击，通过虚构、传输相关数据来篡改发送到接收设备的真实数据，也可对目标车辆发动干扰攻击，通过干扰无线信道来阻碍真实数据的传输，最终导致所传输的数据失真、延迟或丢失。除此之外，传感器的老化、恶劣的天气状况、地理位置等因素对智能网联汽车与外界进行通讯和交互也会造成极大的影响。当出现上述情况时，智能网联汽车可能会出现车辆信息数据的泄露，内部的各个控制系统出现故障，甚至会诱发严重的交通事故，危及整个交通系统的安全运行。在数据异常环境已成为一种常态的背景下，想要大力发展智能网联汽车，必须保障数据交互的真实性与准确性。因此，积极开发一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，将能大力推动智能网联汽车行业的进步与改革。

3、有鉴于此，需要提供一种新的方法，以期解决上述至少部分问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的一个或多个问题，本发明提出了一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，通过采集与传输can总线数据，将该数据转化为前车与本车的交通运行数据并存入对应的数据库中，并基于交通运行数据，进行前车交通运行速度的推算，依据不同的现实情形进行数据异常情况监测分类，最后判断检测系统是否进行预警提醒，并确定预警提醒的类型。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：

3、一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，包括如下步骤：

4、s1.数据采集与传输：每隔一定的时间间隔g，实时采集前车与本车的can总线的数据，并将前车的can总线的数据传输至本车；

5、s2.数据转化与存储：在本车对s1中得到的前车与本车的can总线的数据进行转化处理，获得前车与本车的交通运行数据，并存入交通运行数据的数据库中；

6、s3.交通运行速度推算：利用s2转化得到的前车与本车的交通运行数据，进行t时刻前车的交通运行速度的推算；

7、s4.数据异常情况监测：

8、当且t时刻前车的速度与s3所得的前车的交通运行速度推算值的相对偏差小于容许相对偏差ε，即时，智能网联汽车不处于数据异常的环境，其中，ε为容许相对偏差参数，单位为％，为前车的can总线数据采集时刻、为本车的can总线数据采集时刻；

9、当或前车的交通运行速度推算值与t时刻前车的速度中存在空值，或t时刻前车的速度与s3所得的前车的交通运行速度推算值的相对偏差大于等于容许相对偏差ε，即智能网联汽车处于数据异常的环境；

10、s5.检测系统预警提醒：对s4中数据异常情况的监测结果进行实时预警提醒，当出现或或n≥b情形时，智能网联汽车检测系统进行数据异常情况的预警提醒，其中，σ为相对偏差的容许极限值，k为截至当前时刻发生数据异常情况的次数，i为大于等于1且小于等于k的整数，ti为发生数据异常情况对应的时刻，a为(tk-t1)时间间隔内发生累积相对偏差的容许极限值，n为单位时间内发生数据延迟的次数，b为单位时间内发生数据延迟的容许极限值。

11、进一步的，本发明的一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，s1中，时间间隔g的单位为毫秒，且g∈{4,5,8,10}。

12、进一步的，本发明的一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，s2中，当本车在t-g时刻至t时刻收到多组前车的can总线的数据，本车仅将距离t时刻最近的一组前车的can总线的数据转化为交通运行数据。

13、进一步的，本发明的一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，s2中，所述交通运行数据至少包括当前时刻t、前车的can总线数据采集时刻前车的速度本车的can总线数据采集时刻本车的速度前车与本车之间的距离lt，其中，前车与本车之间的距离lt通过本车的车载激光雷达采集得到。

14、进一步的，本发明的一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，s3中推算t时刻前车的交通运行速度具体为：

15、在t时刻，前车的交通运行速度推算值为其中，lt-g为t-g时刻对应的前车与本车之间的距离，为t-g时刻对应的本车的速度，为t-g时刻对应的前车的速度。

16、进一步的，本发明的一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，s4中所述数据异常情况监测的具体包括：

17、根据交通运行数据和前车的交通运行速度推算值确定对应的数据异常情况：

18、情况1)当前车的交通运行速度推算值或t时刻前车的速度为空值时，对应的数据异常情况包括前车速度延迟、两车间距延迟、前车速度与两车间距同时延迟；

19、情况2)当前车与本车之间的距离lt存在，前车的速度存在，同时满足时，对应的数据异常情况包括前车速度不准、两车间距不准、前车速度与两车间距同时不准、前车速度重复、两车间距重复、前车速度与两车间距同时重复；

20、情况3)当前车与本车之间的距离lt存在，前车的速度存在，同时满足时，对应的数据异常情况包括前车速度重复、前车速度与两车间距同时重复、前车速度延迟、前车速度与两车间距同时延迟。

21、进一步的，本发明的一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，s5中，所述单位时间内发生数据延迟的次数n、截至当前时刻发生数据异常情况的次数k与发生数据异常情况对应的时刻ti的确定：

22、对n、k与i进行初始化，即令：n＝0，k＝0，i＝0；

23、当出现情况1)的数据异常情况时，对n进行更新，即令：n＝n+1；

24、当出现情况2)、情况3)的数据异常情况时，对k与i进行更新，即令：k＝k+1，i＝i+1，且将此时的时刻t记录为ti。

25、进一步的，本发明的一种智能网联汽车数据异常环境的检测方法，s5中，所述检测系统的预警提醒包括：

26、<1>当n≥b时，预警提醒为“数据延误情况”；

27、<2>当时，预警提醒为“单次数据异常特殊情况”；

28、<3>当且n≥b时，预警提醒为“数据延误+单次数据异常特殊情况”；

29、<4>当且时，预警提醒为“数据异常一般情况”；

30、<5>当n≥b同时满足时，预警提醒为“数据延误+数据异常一般情况”；

31、<6>当且时，预警提醒为“数据异常极端情况”；

32、<7>当n≥b同时满足时，预警提醒为“数据延误+数据异常极端情况”。

33、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

34、本发明的智能网联汽车数据异常环境的检测方法，可以解决前车的速度数据或两车间距数据出现异常时，如何实时动态检测智能网联汽车是否处于数据异常环境的问题。在实现数据异常情况监测和预警的同时，能有效提高驾乘人员的安全性，减少交通事故的发生，保证交通系统的运行效率。此外，检测系统预警提醒的准确性也可以得到保障，通过剔除单次误差，设计多次判断和一定的延迟，实现在误差范围内的异常数据的剔除。由于恶意网络攻击、天气状况、仪器的老化损坏等因素的存在，智能网联汽车处于数据异常的情况成为一种常态，因此本发明具备很强的现实意义和推广价值。