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JP7717898B2 - 車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびそれを使用する車載用電子デバイス - Google Patents
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JP7717898B2 - 車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびそれを使用する車載用電子デバイス - Google Patents

車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびそれを使用する車載用電子デバイス

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Description

本発明は、偽の危険警告の識別方法に関するものであり、特に、車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびそれを使用する車載用電子デバイスに関するものである。
車両アドホックネットワーク(vehicular ad-hoc network, VANET)は、車とあらゆるモノを繋ぐV2X(vehicle-to-everything)通信を実施し、高度道路交通システムのサポートを提供することができる。そのため、VANETのネットワークセキュリティの重要性は、日々増している。
V2Xを介して実行され得るネットワーク攻撃は、多く存在しており、最も広範で深刻なネットワーク攻撃は、シビル攻撃(Sybil attack)である。シビル攻撃は、ハッカーが車両関連情報を特定して変更することにより、V2Xを介して拡散することのできる偽の車車間(vehicle-to-vehicle, V2V)情報を作成することができる。例えば、偽の車両間ネットワークデータを受信して危険警告メッセージを生成する車両の運転行動に影響を与えるために、存在しない1組の偽の車両間ネットワークデータを偽造して広めることにより、車両の運転安全性を低下させ、生命と財産の損失を引き起こす。
本発明は、物体検出操作、車両間ネットワークに基づく第1危険警告、および物体検出操作に基づく第2危険警告に基づいて、第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断することのできる車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびその方法を使用する車載用電子デバイスを提供する。
本発明の1つの実施形態は、車両の車載用電子デバイスに適用される車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法を提供する。車載用電子デバイスは、プロセッサおよび通信回路ユニットを含む。車載用電子デバイスは、通信回路ユニットを介して車両間ネットワークに接続される。この方法は、以下のステップを含む。物体検出操作を実行するように車両の先進運転支援システムに指示する。車両間ネットワークに基づく第1危険警告を取得すると、それに反応して、第1危険警告に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告を取得したかどうかを判断する。第2危険警告は、先進運転支援システムから受信される。第1危険警告に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告を取得したと判断すると、それに反応して、車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性があると判断する。第1危険警告に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告を取得していないと判断すると、それに反応して、物体検出操作の物体検出結果および物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断する。車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性があると判断すると、それに反応して、第1危険警告または第2危険警告に基づいて、車両の運転行動を調整する。車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性がないと判断すると、それに反応して、第1危険警告を無視し、第1危険警告に基づいて車両の運転行動を調整しない。
本発明の別の実施形態は、さらに、車両に適用され、車両間ネットワークに接続されるように構成された通信回路ユニット、通信回路ユニットに結合されたプロセッサ、および複数の指令を保存する記憶回路ユニットを含む車載用電子デバイスを提供する。プロセッサによって実行されたとき、複数の指令は、物体検出操作を実行するように車両の先進運転支援システムに指示することと、車両間ネットワークに基づく第1危険警告を取得すると、それに反応して、第1危険警告に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告を取得したかどうかを判断し、第2危険警告が、先進運転支援システムから受信されることと、第1危険警告に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告を取得したと判断すると、それに反応して、車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性があると判断することと、第1危険警告に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告を取得していないと判断すると、それに反応して、物体検出操作の物体検出結果および物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断することと、車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性があると判断すると、それに反応して、第1危険警告または第2危険警告に基づいて、車両の運転行動を調整することと、車両間ネットワークに基づく第1危険警告に信頼性がないと判断すると、それに反応して、第1危険警告を無視し、第1危険警告に基づいて車両の運転行動を調整しないことと、を実行するように構成される。
以上のように、本発明によって提供される車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびその方法を使用する車載用電子デバイスは、物体検出操作、車両間ネットワークに基づく第1危険警告、および物体検出操作に基づく第2危険警告に基づいて、第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断することができる。このようにして、偽の第1危険警告を識別し、偽の第1危険警告に対応する誤った運転行動が発生するのを防ぎ、車両の安全性を確保する。さらに、第1危険警告を取得したときにのみ第1危険警告に信頼性があるかどうかを検証するため、偽の車両間データによる危険警告を回避するために常時すべての周囲環境で物体比較を継続的に実行する必要がないため、車載用電子デバイスのリソース消費が削減され、運転効率が向上する。
添付の図面は、本発明の原理をさらに理解するために含まれており、本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。
本発明の1つの実施形態に係る車両上に構成された複数の電子デバイスの概略的ブロック図である。 本発明の1つの実施形態に係る車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法の操作フローチャートである。 本発明の1つの実施形態に係る車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法の別の操作フローチャートである。 本発明の1つの実施形態に係る図3のステップS350のフローチャートである。 本発明の1つの実施形態に係る図3のステップS360のフローチャートである。 本発明の1つの実施形態に係る図3のステップS370のフローチャートである。 本発明の1つの実施形態に係る車両間ネットワークに接続された複数の電子デバイスの概略図である。 本発明の1つの実施形態に係る車載用電子デバイスによって取得された画像と物体検出結果の概略図である。
図1を参照すると、本実施形態において、車両10は、車載用電子デバイス100、先進運転支援システム(advanced driver assistance system, ADAS)200、および運転システム300を含む。車載用電子デバイス100は、プロセッサ110、通信回路ユニット120、接続インターフェース130、および記憶回路ユニット140を含む。プロセッサ110は、通信回路ユニット120、接続インターフェース130、および記憶回路ユニット140に結合される。車載用電子デバイス100は、オンボードユニット(on board unit, OBU)と称すこともできる。
先進運転支援システム200は、複数のセンサー(例えば、カメラ、レーダー、ライダー、超音波送受信機、GPS受信機、加速度計、慣性計、ジャイロスコープなど)および論理演算ユニット(例えば、プロセッサまたはMCU)を含み、車両10の運転行動を計画/支援して、対応する情報を車載用電子デバイス100に提供する。運転システム300は、車両10の移動を制御するために使用される。先進運転支援システム(ADAS)200および運転システム300は、車載用電子デバイス100に統合することもできるため、車載用電子デバイス100は、車両10の全ての操作を制御することができる。
プロセッサ110は、例えば、マイクロプログラム制御装置(microprogrammed control unit, MCU)、中央処理装置(central processing unit, CPU)、プログラム可能なマイクロプロセッサ(microprocessor)、または特定用途向け集積回路(application specific integrated circuit, ASIC)、プログラマブルロジックデバイス(programmable logic device, PLD)または他の類似するデバイスである。
通信回路ユニット120は、プロセッサ110に結合され、無線通信を介してデータを送受信するために使用される。本実施形態において、通信回路ユニット120は、無線通信回路モジュール(図示せず)を有し、グローバル移動体通信システム(global system for mobile communication, GSM)システム、WiFi(wireless fidelity)システム、異なる世代の移動通信技術(例えば、3G~6G)、ブルートゥース(登録商標)(bluetooth)通信技術のうちの1つまたは組み合わせをサポートすることができるが、本発明はこれに限定されない。通信回路ユニット120は、V2V(vehicle-to-vehicle)通信プロトコルおよびV2X(vehicle-to-everything)通信プロトコルを介して車両間ネットワーク400に接続されるように構成される。車両間ネットワーク400は、例えば、車両アドホックネットワーク(vehicular ad-hoc network, VANET)である。プロセッサ110は、車両間ネットワーク400を介して周囲の車両に関連するデータ(例えば、速度、位置、運転方向、ブレーキ、安定性の喪失など、図1に示した車両間ネットワークデータVDなど)を受信し、所定のアプリケーションを実行して危険警告情報WD1(第1危険警告WD1とも称す)を取得/生成する。つまり、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1を取得する。1つの実施形態において、プロセッサ110は、受信した車両間ネットワークデータVDに基づいて、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1を生成することができる。注意すべきこととして、本実施形態において、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400からの車両間ネットワークデータVDに基づいて第1危険警告WD1を生成するが、本発明はこれに限定されない。例えば、別の実施形態において、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400から第1危険警告WD1を受信することもできる。
車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断したとき、プロセッサ110は、対応する制御指令CSを生成して運転システム300に送信し、車両10の運転行動を調整することができる。さらに、別の実施形態において、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断したとき、プロセッサ110が先進運転支援システム200に通知し、先進運転支援システム200は、対応する制御指令CSを生成して運転システム300に送信し、車両10の運転行動を調整する。
接続インターフェース130は、プロセッサ110に結合される。プロセッサ110は、接続インターフェース130を介して先進運転支援システム200とのデータ接続を確立し、先進運転支援システム200とデータを送受信するために使用される。例えば、物体検出結果ODおよび危険警告情報WD2(第2危険警告とも称す)は、先進運転支援システム200から受信される。1つの実施形態において、接続インターフェース130は、車両用イーサネットを含む。
本実施形態において、第1危険警告WD1および第2危険警告WD2は、前方衝突警告(forward collision warning, FCW)および死角警告(blind spot warning, BSW)を含む。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、第1危険警告WD1および第2危険警告WD2は、さらに、物体検出操作または収集した感知データに基づいてプロセッサ100または先進運転支援システム200によって判断することのできる他の種類の危険警告を含んでもよい。
記憶回路ユニット140は、プロセッサ110に結合される。記憶回路ユニット140は、プロセッサ110の指令によりデータを保存することができる。データは、車両間ネットワークデータなどの外部ソースからのデータを含むと同時に、内部データおよびシステムデータも含む。システムデータは、例えば、車両間ネットワークからの車両間ネットワークデータを処理するためのソフトウェア/ファームウェア、車両の物体検出データを処理するためのソフトウェア/ファームウェアなどである。内部データは、例えば、物体検出データなどである。記憶回路ユニットは、任意の種類のハードディスクドライブ(hard disk drive, HDD)または不揮発性記憶装置(例えば、SSD)を含む。1つの実施形態において、記憶回路ユニットは、さらに、プロセッサによって実行される複数の指令またはデータを一時的に保存するためのメモリ、例えば、動的ランダムアクセスメモリ(dynamic random access memory, DRAM)、静的ランダムアクセスメモリ(static random access memory, SRAM)などを含む。
1つの実施形態において、車載用電子デバイス100は、さらに、入力装置および出力装置を含む入出力ユニットを含む。入力装置は、例えば、マイクロフォン、タッチパッド、タッチパネル、ノブ、ボタンなどであり、データの入力やユーザーが操作したい機能の制御を行えるようにするために使用される。出力装置は、例えば、モニター、スピーカーなどであるが、本発明はこれに限定されない。1つの実施形態において、入出力ユニットは、タッチスクリーン、ヘッドアップディスプレイ、またはヘッドマウントディスプレイであってもよい。
図2を参照すると、ステップS210において、プロセッサ110は、物体検出操作を実行するようように車両10の先進運転支援システム200に指示する。1つの実施形態において、先進運転支援システム200が物体検出操作を実行しないと判断すると、それに反応して、プロセッサ110は、物体検出操作を実行するように先進運転支援システム200に指示する。
次に、ステップS220において、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1を取得すると、それに反応して、プロセッサ110は、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得したかどうかを判断する。ここで、第2危険警告WD2は、先進運転支援システム200から受信される。簡単に説明すると、車両間ネットワーク400から車両間ネットワークデータVDを受信して、対応する第1危険警告WD1が生成された(つまり、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1を取得した)とき、プロセッサ110は、それに応じて、先進運転支援システム200から対応する第2危険警告WD2を受信/取得するかどうかも判断する。1つの実施形態において、第2危険警告WD2を取得する時間と第1危険警告WD1を取得する時間の間の時間差は、所定の時間閾値(例えば、5秒または他の秒数)よりも小さくなければならない。
次に、ステップS230において、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得したと判断すると、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断する。すなわち、第1危険警告WD1を取得した後、プロセッサ110が先進運転支援システム200から第1危険警告WD1に対応する第2危険警告WD2も取得したと判断した場合(例えば、第1危険警告WD1および第2危険警告WD2が、いずれも車両10の周囲で同じ種類または方向の危険が発生したことを示している場合)、プロセッサ110は、この第1危険警告WD1を信頼する。つまり、先進運転支援システム200によって送信された第2危険警告WD2は、収集した感知データに基づいて決定されるため、偽造がより難しくなり、信頼性がさらに高いことから、プロセッサ110は、第2危険警告WD2を使用して、第1危険警告WD1を検証する(第1危険警告WD1は、車両間ネットワーク400を介して車載用電子デバイス100に送信された偽の情報に基づいて生成された危険警告である可能性があるため)。
さらに詳しく説明すると、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得したかどうかを判断するステップは、以下のステップを含む。第1危険警告WD1の種類が受信した第2危険警告WD2の種類と同じであるかどうかを判断する。第1危険警告WD1の種類が受信した第2危険警告WD2の種類と異なっていると判断すると、それに反応して、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得していないと判断する。第1危険警告WD1の種類が受信した第2危険警告WD2の種類と同じであると判断すると、それに反応して、第1危険警告WD1の危険物体が第2危険警告WD2の危険物体に対応しているかどうかを判断する。第1危険警告WD1の危険物体が第2危険警告WD2の危険物体に対応していると判断すると、それに反応して、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得したと判断する。第1危険警告WD1の危険物体が第2危険警告WD2の危険物体に対応しないと判断すると、それに反応して、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得していないと判断する。
簡単に説明すると、第1危険警告WD1を取得した時間点の前後で第2危険警告WD2を取得すると、それに反応して、プロセッサ110は、まず、第1危険警告WD1と第2危険警告WD2が同じ種類(または、同じ相対位置)に属するかどうかを判断する。属する場合、さらに、第1危険警告WD1の対象が第2危険警告WD2の対象と類似している、または同じであるかどうかを判断する。類似している、または同じ場合、プロセッサ110は、取得した第2危険警告WD2が第1危険警告WD1に対応していると判断する。上記の判断のいずれかが否定的な結果である場合、プロセッサ110は、第1危険警告WD1に対応する第2危険警告WD2を取得していないと判断することができる。
次に、ステップS240において、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得していないと判断すると、それに反応して、物体検出操作の物体検出結果および物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があるかどうかを判断する。本実施形態において、物体検出操作は、画像データに基づく第1物体検出操作、点群データに基づく第2物体検出操作、および混合データに基づく第3物体検出操作のうちの1つまたはそれ以上を含む。混合データは、画像データおよび点群データを含む。別の実施形態において、混合データは、画像データおよび点群データによって生成された融合データである。
画像データ(または、画素アレイ)に基づく第1物体検出操作は、第1物体の領域を決定することには優れているが、第1物体と車両の間の相対距離を決定することには優れていない。比較すると、点群データに基づく第2物体検出操作は、第2物体の領域を決定することにはあまり優れていないが、第2物体と車両の間の相対距離を決定することには優れている。一方、混合データに基づく第3物体検出操作は、第3物体の面積および第3物体の相対距離を決定する際には高い信頼性を有するが、画像データと点群データの融合操作を処理するために追加の感知データおよび計算リソースを必要とする。
詳しく説明すると、プロセッサ110は、まず、物体検出操作の種類を識別し、異なる種類の物体検出操作に基づいて、異なる所定条件を使用して対応する物体検出結果を分析することにより、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があるかどうかを判断する。つまり、先進運転支援システム200は、収集した感知データに基づいて物体検出結果を取得するため、物体検出結果を偽造するのが難しくなり、信頼性がさらに高くなる。プロセッサ110は、また、受信した物体検出結果および対応する所定条件を使用することによって分析を行い、受信した物体検出結果が第1危険警告WD1に対応する対象を有するかどうかを判断し、それに応じて、第1危険警告WD1を検証することができる(第1危険警告WD1は、ワークショップネットワーク400を介して車載用電子デバイス100に送信された偽の情報に基づいて生成された危険警告である可能性があるため)。
次に、ステップS250において、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断すると、それに反応して、プロセッサ110は、第1危険警告WD1または第2危険警告WD2に基づいて、車両の運転行動を調整する。
具体的に説明すると、1つの実施形態において、第1危険警告情報WD1に対応する第2危険警告情報WD2に基づいて、第1危険警告情報WD1に信頼性があると判断した後、プロセッサ110は、第1危険警告WD1に信頼性があることを先進運転支援システム200に通知し、先進運転支援システム200は、第2危険警告WD2に基づいて、対応する制御指令CSを生成し、生成された制御指令CSを運転システム300に送信して、車両の運転行動を調整することができる。例えば、第1危険警告WD1および第2危険警告WD2が前方衝突警告であると仮定すると、生成された制御指令CSを使用して、ブレーキ操作を行う、運転速度を減らす、または車線変更を行うように運転システム300に指示し、車両10の運転行動を調整することによって、第1危険警告WD1および第2危険警告WD2に対応する可能性のあるリスク事象を回避する。
別の実施形態において、第1危険警告情報WD1に信頼性があると判断した後、プロセッサ110は、また、第1危険警告WD1に基づいて、対応する制御指令CSを生成し、生成された制御指令CSを運転システム300に送信して、車両の運転行動を調整することができる。例えば、信頼性のある第1危険警告WD1が前方衝突警告であると仮定すると、制御指令CSを使用して、ブレーキ操作を行う、運転速度を減らす、または車線変更を行うように運転システム300に指示し、車両10の運転行動を調整することによって、第1危険警告WD1に対応する可能性のあるリスク事象を回避する。
比較すると、ステップS260において、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性がないと判断すると、それに反応して、プロセッサ110は、第1危険警告WD1を無視し、第1危険警告WD1に基づいて車両10の運転行動を調整しない。その後、ステップS270において、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400を介して第1危険警告WD1を認証機関(例えば、図5Aにした認証機関TA)に報告する。例えば、1つの実施形態において、プロセッサ110は、信頼性のない危険警告を生成する車両間データおよび/または信頼性がない危険警告を認証機関TAに報告し、認証機関TAは、データおよびそのソースを記録して、さらなる監視またはリスト化を行うことができる。
以下、図3および図4A~図4Cを参照しながら、その他のプロセスについて詳しく説明する。
図3を参照すると、先進運転支援システム200は、物体検出操作を実行する(S310)。次に、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1を取得したかどうかを判断する(S320)。取得した場合、プロセッサ110は、次に、第1危険警告WD1に対応する物体検出操作に基づく第2危険警告WD2を取得したかどうかを判断する(S330)。取得した場合、プロセッサ110は、第1危険警告WD1または第2危険警告WD2に基づいて、車両10の運転行動を調整する(S380)。取得していない場合、プロセッサ110は、さらに、物体検出操作の種類を識別する(S340)。プロセッサ110は、実行された物体検出操作の結果および関連情報(例えば、物体検出結果、物体検出操作の種類)を先進運転支援システム200から取得して識別することができる。
物体検出操作の種類に応じて、プロセッサ110は、異なる分析方法および判断方法を採用し、第1危険警告WD1に信頼性があるかどうかを判断することができる。具体的に説明すると、物体検出操作が画像データに基づく第1物体検出操作であるとき、プロセッサ110は、ステップS350を実行し、物体検出操作が点群データに基づく第2物体検出操作であるとき、プロセッサ110は、ステップS360を実行し、物体検出操作が混合データに基づく第3物体検出操作であるとき、プロセッサ110は、ステップS370を実行する。
図4Aを参照しながらさらに詳しく説明すると、物体検出操作が画像データに基づく第1物体検出操作であるとき、物体検出操作の物体検出結果および物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があるかどうかを判断するステップは、ステップS351~S353を含む。
ステップS351において、プロセッサ110は、第1物体検出操作の第1物体検出結果、および第1物体検出操作に対応する第1物体特徴閾値と第1物体確率閾値を識別する。第1物体検出結果は、検出された第1物体、および検出された第1物体に対応する第1物体特徴と第1物体確率を含む。ここで、第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値は、第1物体検出操作に対応する複数の第1所定条件である。
本実施形態において、先進運転支援システム200が第1物体検出操作を実行することによって第2危険警告WD2を開始したとき、プロセッサ110は、その時点で第2危険警告WD2に対応する目標物体の物体特徴値および物体確率値を記録することができる。その後、記録された履歴データを使用することによって、機械学習アルゴリズムにより第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値を訓練するか、統計(例えば、平均または中央値を計算する)により第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値を計算する。得られた第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値は、第1物体検出操作に対応する複数の第1所定条件として設定することができる。さらに、1つの実施形態において、異なる車速を異なる第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値と一致させてもよい。
図4Aに戻ると、ステップS352において、プロセッサ110は、第1物体特徴が第1物体特徴閾値よりも大きいかどうかを判断する。
次に、ステップS353において、プロセッサ110は、第1物体確率が第1物体確率閾値よりも大きいかどうかを判断する。
第1物体特徴が第1物体特徴閾値よりも大きいと判断し(S352において「YES」と判断し)、第1物体確率が第1物体確率閾値よりも大きいと判断する(S353において「YES」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断する。
一方、第1物体特徴が第1物体特徴閾値よりも大きくないと判断する(S352において「NO」と判断する)、または第1物体確率が第1物体確率閾値よりも大きくないと判断する(S353において「NO」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性がないと判断する。
注意すべきこととして、別の実施形態において、ステップS352とS353の実行順序は、逆になってもよい(つまり、最初にステップS353を実行してから、ステップS352を実行する)。また、本実施形態において、第1物体特徴は、検出された第1物体の画像特徴サイズまたは画像特徴比率を含み、検出された第1物体の画像特徴比率は、検出された第1物体の画像特徴サイズと画像データの所定の画像サイズとの比率である。ここで、第1物体確率は、検出された第1物体の存在確率である。
画像特徴サイズは、例えば、検出された第1物体をマーキングするバウンディングボックス(bounding box)によって覆われた画像面積サイズである。画像面積サイズは、先進運転支援システム200によって車両10の環境に対して取り込まれた画像の面積サイズ(つまり、所定の画像サイズ)と比較して、比率、すなわち、画像特徴比率を得ることができる。
一方、図4Bを参照すると、物体検出操作が点群データに基づく第2物体検出操作であるとき、物体検出操作の物体検出結果および物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があるかどうかを判断するステップは、ステップS361~S363を含む。
ステップS361において、プロセッサ110は、第2物体検出操作の第2物体検出結果、および第2物体検出操作に対応する第2物体距離閾値と第2物体確率閾値を識別する。第2物体検出結果は、検出された第2物体および検出された第2物体に対応する第2物体距離と第2物体確率を含む。ここで、第2物体距離閾値および第2物体確率閾値は、第2物体検出操作に対応する複数の第2所定条件である。
本実施形態において、先進運転支援システム200が第2物体検出操作を実行することによって第2危険警告WD2を開始したとき、プロセッサ110は、その時の第2危険警告WD2に対応する目標物体の物体距離値および物体確率値を記録することができる。そして、記録された履歴データを使用することによって、機械学習アルゴリズムにより第2物体距離閾値および第2物体確率閾値を訓練するか、統計により第2物体距離閾値および第2物体確率閾値を計算する。
次に、ステップS362において、プロセッサ110は、第2物体距離が第2物体距離閾値よりも小さいかどうかを判断する。
次に、ステップS363において、プロセッサ110は、第2物体確率が第2物体確率閾値よりも大きいかどうかを判断する。
第2物体距離が第2物体距離閾値よりも小さいと判断し(S362において「YES」と判断し)、第2物体確率が第2物体確率閾値よりも大きいと判断する(S363において「YES」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断する。
第2物体距離が第2物体距離閾値よりも小さくないと判断する(S362において「NO」と判断する)、または第2物体確率が第2物体確率閾値よりも大きくないと判断する(S363において「NO」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性がないと判断する。
注意すべきこととして、別の実施形態において、ステップS362とS363の実行順序は、逆になってもよい。また、本実施形態において、第2物体距離は、検出された第2物体と車両10の間の距離である。ここで、第2物体確率は、検出された第2物体の存在確率である。
一方、図4Cを参照すると、物体検出操作が混合データに基づく第3物体検出操作であるとき、物体検出操作の物体検出結果および物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があるかどうかを判断するステップは、ステップS371~S374を含む。
ステップS371において、プロセッサ110は、第3物体検出操作の第3物体検出結果、および第3物体検出操作に対応する第3物体特徴閾値、第3物体距離閾値、および第3物体確率閾値を識別する。第3物体検出結果は、検出された第3物体、および検出された第3物体に対応する第3物体特徴、第3物体距離、および第3物体確率を含む。第3物体特徴閾値、第3物体距離閾値、および第3物体確率閾値は、第3物体検出操作に対応する複数の第3所定条件である。上記の第1物体特徴閾値、第1物体確率閾値、第2物体距離閾値、および第2物体確率閾値を取得する方法と同様に、第3物体特徴閾値、第3物体距離閾値、および第3物体確率閾値は、機械学習アルゴリズムの訓練により取得してもよく、または統計により計算してもよい。
次に、ステップS372において、プロセッサ110は、第3物体確率が第3物体確率閾値よりも大きいかどうかを判断する。第3物体確率が第3物体確率閾値よりも大きいと判断する(S372において「YES」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、ステップS373を実行する。第3物体確率が第3物体確率閾値よりも大きくないと判断する(S372において「NO」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性がないと判断する。
次に、ステップS373において、プロセッサ110は、第3物体特徴が第3物体特徴閾値よりも大きいかどうかを判断する。第3物体特徴が第3物体特徴閾値よりも大きいと判断する(S373において「YES」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断する。第3物体特徴が第3物体特徴閾値よりも大きくないと判断する(S373において「NO」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、ステップS374を実行する。
次に、ステップS374において、プロセッサ110は、第3物体距離が第3物体距離閾値よりも小さいかどうかを判断する。第3物体距離が第3物体距離閾値よりも小さいと判断する(S374において「YES」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断する。第3物体距離が第3物体距離閾値よりも小さくないと判断する(S374において「NO」と判断する)と、それに反応して、プロセッサ110は、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性がないと判断する。
注意すべきこととして、別の実施形態において、ステップS373とS374の実行順序は、逆になってもよい。また、本実施形態において、第3物体特徴は、検出された第3物体の画像特徴サイズまたは画像特徴比率を含む。ここで、検出された第3物体の画像特徴比率は、検出された第3物体の画像特徴サイズと画像データの予定画像サイズとの比率であり、第3物体確率は、検出された第3物体の存在確率である。
本実施形態において、検出された第1物体、検出された第2物体、および検出された第3物体は、前方車両や死角にある側面車両などの危険警告を引き起こす可能性のある物体であり、目標第1物体、目標第2物体、および目標第3物体とも称すことができる。1つの実施形態において、検出された第1物体、検出された第2物体、および検出された第3物体は、車両に最も近い物体でもある。
図3に戻ると、車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性があると判断すると、それに反応して、プロセッサ110は、第1危険警告または第2危険警告に基づいて、車両の運転行動を調整する(S380)。車両間ネットワーク400に基づく第1危険警告WD1に信頼性がないと判断すると、それに反応して、プロセッサ110は、第1危険警告WD1を無視し、第1危険警告WD1に基づいて車両10の運転行動を調整しない(S390)。さらに、プロセッサ110は、第1危険警告WD1(または第1危険警告WD1に対応する偽の車両間データ)を認証機関に報告することができる(S400)。
例えば、図5Aおよび図5Bを参照すると、車両間ネットワーク(例えば、VANET)は、3つの主要なエンティティ、すなわち、車両OBU、認証機関TA、および路側ユニットRSUを含む。車両C1~C3のOBU(すなわち、車載ユニット)、認証機関TA、および路側ユニットRSUは、それぞれ無線通信回路ユニットを有し、車両間ネットワークに接続される。認証機関TAは、路側ユニットRSUおよび道路上のOBUを承認する責任がある。OBUとRSUの間の通信は、車車間(V2V)通信および路車間(vehicle-to-infrastructure, V2I)通信を含む。偽の攻撃は、V2Vのセキュリティアプリケーションを使用して、偽の車両間ネットワークデータVDを車両間ネットワーク内のOBUに送信することができるため、OBUは、偽の危険警告を生成することができる。
さらに、車両C1が車両10であり、先進運転支援システム200によって実行される物体検出操作が画像データに基づく第1物体検出操作であると仮定する。先進運転支援システム200のカメラは、視野FOVを通して画像IMG1を取り込む。先進運転支援システム200は、画像IMG1に対して第1物体検出操作を実行し、目標第1物体C2を識別するとともに、バウンディングボックスBBを使用して、目標第1物体C2をマークすることができる。また、先進運転支援システム200は、バウンディングボックスBBまたは目標第1物体C2の画像を介して、目標第1物体C2に対応する画像特徴サイズまたは画像特徴比率を決定することができる。目標第1物体C2の画像特徴比率は、例えば、バウンディングボックスBBによって覆われた画像IMG2のサイズを画像IMG1のサイズで割ることによって得られる比率である。目標第1物体C2、対応する目標第1物体C2の存在確率(すなわち、目標第1物体確率)、目標第1物体C2に対応する画像特徴サイズまたは画像特徴比率(すなわち、目標第1物体特徴)などは、物体検出結果ODとしてパッケージ化し、車両C1の車載用電子デバイス100に送信することができる。
第1例において、車両C1が第1物体検出操作を実行し、前方の車両C2に衝突しそうであることを示す車両間ネットワーク400に基づく前方衝突警告(第1危険警告WD1)を取得したと仮定する。同時に、車両C1の先進運転支援システム200は、車両C2に対応する物体検出結果ODを送信し、車両C2が先進運転支援システム200の前方衝突警告の開始条件を満たしていないとみなす(車両C2に対応する第2危険警告WD2が送信されていない)。さらに、車両C1の先進運転支援システム200は、車両C3に対応する物体検出結果ODを送信し、車両C3が先進運転支援システム200の死角警告の開始条件を満たしているとみなす。先進運転支援システム200は、BSWの検出範囲DRを介して死角領域に位置する車両C3の危険を感知し、車両C3に対応する死角警告(BSW)(車両C3に対応する第2危険警告WD2)を車両C1の車載用電子デバイス100に送信する。すなわち、車両C1の先進運転支援システム200によって送信された第2危険警告は、第1危険警告に対応していない(第2危険警告は、車両C3に対応するBSWであり、第1危険警告で警告された車両C2のFCWには対応していないため)。
この場合(取得した第2危険警告WD2が第1危険警告WD1に対応していないため、S330において「NO」と判断した場合)、車両C1は、さらに、受信した物体検出結果ODが画像データの第1物体検出操作に基づいていると識別することができる(S340)。この時、車両C1は、第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値を含む第1物体検出操作に対応する複数の第1所定条件にアクセスすることができる。
次に、車両C1は、さらに、画像データに基づく第1物体検出操作の第1物体検出結果(例えば、目標第1物体C2の画像特徴比率および目標第1物体C2の存在確率)および対応する第1所定条件(例えば、第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値)に基づいて、車両C2に対応する第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断する(S350)。
目標第1物体C2の画像特徴比率が第1物体特徴閾値よりも大きくないとき、または目標第1物体C2の存在確率が第1物体確率閾値よりも大きくないとき、プロセッサ110は、第1危険警告WD1に信頼性がない、つまり、第1危険警告WD1が偽の可能性があると判断する。プロセッサ110は、第1危険警告WD1を無視することができる(S390)。さらに、プロセッサ110は、第1危険警告WD1を認証機関に報告する(S400)。例えば、1つの実施形態において、プロセッサ110は、さらに、偽の危険警告レポートを生成し、通信回路ユニット120を介して偽の危険警告レポート(例えば、偽の車両間ネットワークデータおよび/または対応する生成された偽の危険警告レポートを含む)を認証機関TAに送信する(S400)ことにより、認証機関TAは、現在車両間ネットワーク400で発生した偽の危険警告および/または対応する偽の車両間ネットワークデータVDを記録するとともに、認証機関TAは、この偽の危険警告/または対応する偽の車両間ネットワークデータVD(およびその対応するエンティティ/ソース)をブラックリストに登録するか、ブロックするかを決定する。このようにして、全体の車両間ネットワークのセキュリティをより良く維持することができる。
逆に、目標第1物体C2の画像特徴比率が第1物体特徴閾値よりも大きく、目標第1物体C2の存在確率が第1物体確率閾値よりも大きいとき、プロセッサ110は、第1危険警告WD1に信頼性がある、つまり、第1危険警告WD1が偽ではないと判断する。プロセッサ110は、第1危険警告WD1に基づいて、車両C1の運転行動を調整することができる(S380)。例えば、プロセッサ110は、第1危険警告WD1に基づいて、対応する制御指令CSを生成し、それを運転システム300に送信して、車両C1の運転行動を調整する。
第2例において、車両C1が第1物体検出操作を実行し、前方の車両C2(FCW)に衝突しそうであることを示す車両間ネットワーク400に基づく前方衝突警告(第1危険警告WD1)を取得したと仮定する。一方、同時に、車両C1の先進運転支援システム200が車両C2に対応する物体検出結果ODを送信し、車両C2が先進運転支援システム200の前方衝突警告の開始条件を満たしているとみなすと仮定する。先進運転支援システム200は、車両C2(FCW)に対応する前方衝突警告(第2危険警告)を車両C1の車載用電子デバイス100に送信する。
この場合(取得した第2危険警告WD2が第1危険警告WD1に対応しているため、S330において「YES」と判断した場合)、車両C1のプロセッサ110は、車両C2に対応する第1危険警告WD1に信頼性があると判断する。その後、プロセッサ110は、第1危険警告WD1に基づいて、車両C1の運転行動を調整する(S380)。例えば、第1危険警告WD1に信頼性があることが先進運転支援システム200に通知されるため、先進運転支援システム200は、第2危険警告WD2に基づいて、制御指令CSを生成し、それを運転システム300に送信して、車両C1の運転行動を調整することができる。
第3例において、車両C1が第1物体検出操作を実行し、前方の車両C2(FCW)に衝突しそうであることを示す車両間ネットワーク400に基づく前方衝突警告(第1危険警告WD1)を取得したと仮定する。一方、同時に、車両C1の先進運転支援システム200が車両C2に対応する物体検出結果ODを送信し、車両C2が先進運転支援システム200の前方衝突警告の開始条件を満たしていないとみなすと仮定する。先進運転支援システム200は、車両C2(FCW)に対応する前方衝突警告(第2危険警告)を車両C1の車載用電子デバイス100に送信しない。つまり、車両C1の先進運転支援システム200は、第1危険警告に対応する第2危険警告を車両C1のプロセッサ110に送信しない。
この場合(第1危険警告WD1に対応する第2危険警告WD2を取得していないため、S330において「NO」と判断した場合)、車両C1は、さらに、受信した物体検出結果ODを識別することができる(S340)。その後の操作は、第1例と同様であるため、ここでは繰り返し説明しない。
上記の説明からわかるように、車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびそれを使用する車載用電子デバイスは、以下の利点を有する:(1)低い計算負荷:本発明によって提供される車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法は、常時追加の計算操作を行う必要がなく、先進運転支援システムによって提供されたデータを使用することによって、第1危険警告が偽の危険警告であるかどうかを判断することができる。
(2)低遅延および低消費電力:常時追加の計算操作を行う必要がないため、車載用電子デバイス100の遅延および消費電力を低減することもできる。
(3)高い信頼性:本発明によって提供される車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法は、元の先進運転支援システム200によって提供された既存のデータを使用するため、規格の一致によって生じる信頼性の問題を回避する。
以上のように、本発明によって提供される車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびその方法を使用する車載用電子デバイスは、物体検出操作、車両間ネットワークに基づく第1危険警告、および物体検出操作に基づく第2危険警告に基づいて、第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断することができる。この方法は、その後、偽の第1危険警告を特定し、それにより、そのような偽の警告によって引き起こされる誤った運転行動を回避して、車両の安全を確保する。また、車両間ネットワークに基づく第1危険警告は、第1危険警告を取得した後にのみ信頼性があることが確認されるため、偽の車両間データによる危険警告を回避するために常時すべての周囲環境で物体を継続して比較する必要がないため、車載用電子デバイスのリソース消費が削減され、運転効率が向上する。
車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法およびそれを使用する車載用電子デバイスは、V2X(vehicle-to-everything)通信を実施する車両アドホックネットワーク(vehicular ad-hoc network, VANET)を有する交通システムに適用することができる。特に、交通システムのVANETのセキュリティを向上させることができる。
10 車両
100 車載用電子デバイス
200 先進運転支援システム
300 運転システム
400 車両間ネットワーク
110 プロセッサ
120 通信回路ユニット
130 接続インターフェース
140 記憶回路ユニット
WD1、WD2 危険警告
OD 物体検出結果
S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270 車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法の操作ステップ
S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380、S390、S400 車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法の他の操作ステップ順
S351、S352、S353 図3のステップS350の処理ステップ
S361、S362、S363 図3のステップS360の処理ステップ
S371、S372、S373、S374 図3のステップS370の処理ステップ
TA 認証機関
RSU 路側ユニット
C1、C2、C3 車両/物体
FCW 前方衝突警告
BSW 死角警告
IMG1、IMG2 画像
FOV 視野
BB バウンディングボックス

Claims (5)

  1. 車両の車載用電子デバイスに適用される車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法であって、前記車載用電子デバイスが、プロセッサおよび通信回路ユニットを含み、前記車載用電子デバイスが、前記通信回路ユニットを介して前記車両間ネットワークに接続され、
    物体検出操作を実行するように前記車両の先進運転支援システムに指示することと、
    前記車両間ネットワークに基づく第1危険警告を取得すると、それに反応して、前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく第2危険警告を取得したかどうかを判断することであって、前記第2危険警告が、前記先進運転支援システムから受信されることと、
    前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得したと判断すると、それに反応して、前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があると判断することと、
    前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得していないと判断すると、それに反応して、前記物体検出操作の物体検出結果および前記物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断することと、
    前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があると判断すると、それに反応して、前記第1危険警告または第2危険警告に基づいて、前記車両の運転行動を調整することと、
    前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性がないと判断すると、それに反応して、前記第1危険警告を無視し、前記第1危険警告に基づいて前記車両の前記運転行動を調整しないことと、
    を含む車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法。
  2. 前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得したかどうかを判断することが、
    前記第1危険警告の種類が前記受信した第2危険警告の種類と同じであるかどうかを判断することと、
    前記第1危険警告の前記種類が前記受信した第2危険警告の前記種類と異なっていると判断すると、それに反応して、前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得していないと判断することと、
    前記第1危険警告の前記種類が前記受信した第2危険警告の前記種類と同じであると判断すると、それに反応して、前記第1危険警告の危険物体が前記第2危険警告の危険物体に対応するかどうかを判断することと、
    前記第1危険警告の前記危険物体が前記第2危険警告の前記危険物体に対応していると判断すると、それに反応して、前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得したと判断することと、
    前記第1危険警告の前記危険物体が前記第2危険警告の前記危険物体に対応していないと判断すると、それに反応して、前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得していないと判断することと、
    を含む請求項1に記載の車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法。
  3. 前記物体検出操作が、
    画像データに基づく第1物体検出操作と、
    点群データに基づく第2物体検出操作と、
    混合データに基づく第3物体検出操作と、
    の操作のうちの1つまたは複数を含み、前記混合データが、前記画像データおよび前記点群データを含む請求項1に記載の車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法。
  4. 前記物体検出操作の前記物体検出結果および前記物体検出操作に対応する前記複数の所定条件に基づいて、前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断することが、
    前記物体検出操作が前記画像データに基づく前記第1物体検出操作であるとき、前記第1物体検出操作の第1物体検出結果、および前記第1物体検出操作に対応する第1物体特徴閾値と第1物体確率閾値を識別することであって、前記第1物体検出結果が、検出された第1物体、および前記検出された第1物体に対応する第1物体特徴と第1物体確率を含み、前記第1物体特徴閾値および第1物体確率閾値が、前記第1物体検出操作に対応する複数の第1所定条件であることと、
    前記第1物体特徴が前記第1物体特徴閾値よりも大きいかどうかを判断することと、
    前記第1物体確率が前記第1物体確率閾値よりも大きいかどうかを判断することと、
    前記第1物体特徴が前記第1物体特徴閾値よりも大きいと判断し、前記第1物体確率が前記第1物体確率閾値よりも大きいと判断すると、それに反応して、前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があると判断することと、
    前記第1物体特徴が前記第1物体特徴閾値よりも大きくないと判断する、または前記第1物体確率が前記第1物体確率閾値よりも大きくないと判断すると、それに反応して、前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性がないと判断することと、
    を含む請求項3に記載の車両間ネットワークにおける偽の危険警告の識別方法。
  5. 車両に適用される車載用電子デバイスであって、
    車両間ネットワークに接続されるように構成された通信回路ユニットと、
    前記通信回路ユニットに接続されたプロセッサと、
    複数の指令を保存する記憶回路ユニットと、
    を含み、前記複数の指令が前記プロセッサによって実行されたとき、前記車載用電子デバイスが、
    物体検出操作を実行するように前記車両の先進運転支援システムに指示することと、
    前記車両間ネットワークに基づく第1危険警告を取得すると、それに反応して、前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく第2危険警告を取得したかどうかを判断することであって、前記第2危険警告が、前記先進運転支援システムから受信されることと、
    前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得したと判断すると、それに反応して、前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があると判断することと、
    前記第1危険警告に対応する前記物体検出操作に基づく前記第2危険警告を取得していないと判断すると、それに反応して、前記物体検出操作の物体検出結果および前記物体検出操作に対応する複数の所定条件に基づいて、前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があるかどうかを判断することと、
    前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性があると判断すると、それに反応して、前記第1危険警告または前記第2危険警告に基づいて、前記車両の運転行動を調整することと、
    前記車両間ネットワークに基づく前記第1危険警告に信頼性がないと判断すると、それに反応して、前記第1危険警告を無視し、前記第1危険警告に基づいて前記車両の前記運転行動を調整しないことと、
    を実行するように構成された車載用電子デバイス。
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