基于数据和V2V通信安全的驾驶决策方法

本发明涉及汽车智能驾驶系统，具体是一种基于数据和v2v通信安全的驾驶决策方法。

背景技术：

1、随着技术经济的快速发展和智能技术的广泛应用，智能驾驶系统中的决策与规划成为车辆有效导航和安全行驶的关键，同时对提高交通效率和减少道路拥堵至关重要。然而，决策规划的精确性极大依赖于传感器数据的准确性。传感器，如速度传感器、摄像头和激光雷达，在采集车辆行驶状态和车辆周围环境的过程中可能存在数据误差，这些误差可能导致不准确的驾驶决策，从而增加事故风险。

2、考虑到车辆在实际行驶过程中，车联网(v2v)通信在智能驾驶系统中为车辆提供周围车辆状态和路况信息等数据，但这些数据通常局限于基础信息交换，可能影响决策的全面性。此外，v2v通信在传输过程中可能面临如数据被截获、泄露或篡改等安全风险，这种情况下需要考虑v2v通信的安全性。

3、因此，综合考虑并有效融合传感器数据和v2v通信数据，有助于提升驾驶决策的准确性和可靠性，对提高道路安全性和优化交通流量管理具有很大的价值。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于数据和v2v通信安全的驾驶决策方法。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、基于数据和v2v通信加密的驾驶决策方法，包括以下步骤：

4、步骤1)，收集自车的行驶状态数据和周围环境信息作为自车数据，利用v2v通信收集周围车辆决策规划的加密数据，所述加密数据包含加速度、速度、与自车的相对位置、交通流数据；

5、步骤2)，对v2v通信收集的加密数据进行解密，并对解密后的数据进行数据校验；

6、步骤3)，如果数据校验正确，将解密后的v2v数据与自车数据融合进行决策规划；若校验错误，将上一次校验正确的数据与自车数据融合进行决策规划并对该决策规划进行计时，当计时超过200毫秒则停止该决策规划，仅用自车数据进行决策规划；

7、步骤4)，将决策与规划出的路径和动作转化为控制信号，控制自车行驶；

8、步骤5)，将决策规划的数据进行数据加密，用于车辆内部储存的同时通过基于tls通道的v2v通信传输到周围车辆。

9、作为本发明基于数据和v2v通信加密的驾驶决策方法进一步的优化方案，所述步骤1)中采用摄像头、激光雷达、速度传感器和加速度传感器收集自车的行驶状态数据。

10、作为本发明基于数据和v2v通信加密的驾驶决策方法进一步的优化方案，所述步骤2)进行解密时采用基于aes-rsa的解密算法；

11、步骤2.1)，根据预设的混淆规则使用混淆技术对接收到的数据进行复位操作，去除噪声；

12、步骤2.2)，采用rsa算法对接收到的密钥进行解密，rsa算法的公式为：key_aes＝rsa_decrypt(key_rsa_private,c_rsa)，式中，key_aes为解密后的对称加密密钥，key_rsa_private为接收者的rsa私钥，c_rsa为使用rsa算法加密的对称加密密钥；

13、步骤2.3)，使用解密后的密钥对复位操作后的加密数据进行解密，将其还原为原始数据；aes解密算法的公式为：p＝aes_decrypt(key_aes,c)，式中，p是解密后的数据，key_aes是对称密钥，c是加密的数据。

14、作为本发明基于数据和v2v通信加密的驾驶决策方法进一步的优化方案，所述步骤2)中采用哈希函数对解密后的数据进行校验，通过比对解密后与原始的哈希值来识别数据是否被篡改。

15、作为本发明基于数据和v2v通信加密的驾驶决策方法进一步的优化方案，所述步骤3)中将解密后的v2v数据与自车传感器数据融合进行决策规划的具体步骤如下：

16、步骤3.1)，根据自车传感器采集的速度和v2v通信得到的周围车辆的速度计算安全距离；

17、

18、式中，dsafe,i为自车与第i辆v2v车辆的安全距离，vself,sensor为自车传感器采集的速度，vother,i为第i辆v2v车辆的速度；treaction为驾驶员从需要做出反应到开始采取行动所需要的时间，amax,braking为车辆的最大刹车加速度；

19、步骤3.2)，考虑距离、加速度和速度三个指标，根据以下公式计算自车速度变化δv：

20、

21、式中，k1，k2，k3，k4为调整系数，di为第i辆v2v车辆与自车的相对距离；aself,sensor为自车传感器采集的加速度，aother,i为第i辆v2v车辆的加速度，n为周围车辆的数量；

22、步骤3.3)，得到加速度调整和速度调整公式如下：

23、

24、式中，β为平衡因子，用于平衡速度变化与当前加速度之间的关系；anew为更新后的加速度，vnew为更新后的速度；

25、步骤3.4)，考虑自车的周围环境信息eenv、交通流数据tflow、紧急情况数据emergency data和目的地信息destination，构建综合状态向量：

26、s＝fuse(eenv,tflow,emergency data,destination)

27、步骤3.5)，综合考虑更新后的加速度anew，更新后的速度vnew，相对距离di以及综合状态向量s执行决策与规划：

28、plan＝decide(anew,vnew,{di},s)

29、式中fuse函数为数据融合成一个综合状态的表示，为决策规划提供依据；decide函数为基于综合状态向量和当前车辆状态进行决策规划的过程；plan为决策算法的输出，涉及速度变化、驾驶行为和路径规划。

30、作为本发明基于数据和v2v通信加密的驾驶决策方法进一步的优化方案，所述步骤5)中的进行数据加密时采用基于aes-rsa的混淆加密算法；

31、步骤5.1)，采用aes算法对原始数据进行对称加密，aes加密算法的公式为：

32、c＝aes_encrypt(key_aes,p)

33、式中，c为加密后的数据，key_aes为用于加密的对称密钥，p为原始数据；

34、步骤5.2)，采用rsa算法使用预设的rsa公钥对aes加密后的对称密钥进行非对称加密；由于rsa使用的预设的rsa公钥，接收者能够直接解密该密钥；rsa加密算法的公式为：

35、c_rsa＝rsa_encrypt(key_rsa_public,key_aes)

36、式中，c_rsa为加密后的对称密钥，key_rsa_public为接收者的rsa公钥，key_aes为对称加密密钥；

37、步骤5.3)，根据预设的混淆规则使用混淆技术添加噪声和修改加密后的数据，增加v2v加密数据的安全性和复杂性。

38、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：

39、本发明通过采用aes和rsa加密算法并引入混淆技术，可以有效地保护数据的机密性，降低未经授权的访问和数据泄露的风险，同时，对加密数据和加密密钥进行混淆处理，可以增加攻击者分析和猜测的难度，提高数据安全性，将敏感数据使用aes算法进行加密，可以保证数据在传输和存储过程中的机密性，通过将生成的对称密钥使用rsa算法进行加密，并使用私钥对其进行解密，可以确保加密密钥在传输过程中的安全性。

40、本发明通过使用哈希函数对解密后的数据进行校验，通过比对解密后与原始的哈希值来识别数据是否被篡改。此外，引入安全传输层(tls)在车联网通信中创建加密通道，增强传输数据的安全性和机密性，有效避免数据在传输中的泄露和篡改。

41、本发明在进行决策规划时，通过融合自车的传感器数据和v2v通信的解密数据，提高了自车对周围车辆、道路条件和交通流的感知精度，使车辆能够根据实时情况和交通状况动态调整驾驶策略。通过综合多源数据进行决策规划，提高了车辆的行驶安全性和效率。增强了系统对复杂交通环境的适应性和响应能力。