一种智能车辆感应管理系统以及操作方法与流程

    技术2025-03-05  47


    本发明涉及智能车辆感应管理系统,具体是一种智能车辆感应管理系统以及操作方法。


    背景技术:

    1、智能车辆感应管理系统是一种结合了先进的信息技术、数据通信传输技术、电子标签技术、控制技术和计算机技术等多种技术的智能化系统,它主要目的是为了提高道路交通管理的智能化和自动化水平,减少交通拥堵,提升车辆运行效率,增强交通安全性,但是,现有的智能车辆感应管理系统在使用时,产生的大量数据需要被有效处理和管理,以确保数据的安全与隐私,由于管理系统会收集车内外的各类数据,如位置信息、行车轨迹等,存在一定的数据泄露和滥用风险,且易导致数据被篡改或错误传输,从而引起车辆控制系统做出不可靠的决策和执行不符合预期的功能,这可能使车辆无法正确响应道路情况,增加事故风险,同时如果感知数据中涉及个人隐私信息被错误传输或未经授权获取,可能会对用户的隐私造成泄露和滥用的风险。


    技术实现思路

    1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种智能车辆感应管理系统以及操作方法,其操作步骤如下:

    4、s1、硬件设备准备:选择和配置适合智能驾驶应用的硬件组件;

    5、s2、数据采集:利用各种传感器和设备收集车辆周围的数据;

    6、s3、数据预处理与感知:对采集到的原始数据进行预处理;

    7、s4、高级决策与规划:基于感知结果,使用高级算法和模型来做出决策并规划车辆的路径和动作;

    8、s5、控制与执行:将规划出的路径和动作转化为相应的控制信号;

    9、s6、数据安全管理:采用端到端的加密方案,包括传输过程中和存储时的加密,确保数据的机密性和完整性。

    10、作为本发明再进一步的方案:所述在步骤s1中,需要准备的硬件组件包括传感器、计算机视觉设备、定位系统、数据存储设备、通信设备以及控制单元。

    11、作为本发明再进一步的方案:所述在步骤1和s2中,使用的传感器包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达和超声波传感器,所述计算机视觉设备包括处理器、图形处理单元和专用的计算机视觉芯片,所述定位系统由全球定位系统、惯性导航系统和地面标识物检测组成。

    12、作为本发明再进一步的方案:所述数据存储设备内部包括控制器、存储芯片、数据接口、固件、缓存组件以及控制电路和电源供应模块,所述通信设备内部包括通信模块、处理器、存储器、电源管理模块、接口、安全模块以及嵌入式操作系统,所述通信模块内部还包括无线电频率调节器和天线组件,所述控制单元包括电子控制单元和车载计算机。

    13、作为本发明再进一步的方案:所述在步骤s1-6中加入aes和rsa组合式加密算法,其实现方式如下:

    14、s1、硬件设备准备:实施物理层面的安全措施,使用可信平台模块(tpm)来保护关键加密密钥和敏感数据,对存储在硬件设备上的数据进行硬件级加密,确保数据在设备上的安全性;

    15、s2、数据采集:采用端到端加密方案,对传感器收集到的原始数据进行加密。可以使用对称加密算法(aes)或非对称加密算法(rsa)对数据进行加密,同时,使用ras技术对数据传输过程进行安全管理,确保只有合法的用户或系统能够访问和接收加密的数据;

    16、s3、数据预处理与感知:在数据预处理过程中,对使用的算法和参数进行ase加密,以防止敏感信息泄露或算法被篡改,使用ras技术限制对预处理数据和感知结果的远程访问权限,确保只有授权的节点或系统可以访问和使用这些数据;

    17、s4、高级决策与规划:对高级决策与规划算法进行ase加密,以确保算法的机密性和防止未经授权的分析,利用ras技术限制高级决策和规划结果的访问权限,仅允许授权的系统或实体获取和使用这些数据;

    18、s5、控制与执行:在生成控制信号之前,使用ase加密算法对生成的路径和动作进行加密,可以采用对称加密算法(aes)确保控制信号的机密性,并利用ras技术对控制信号的接收端进行身份验证和授权,仅允许合法的接收端解密和执行控制信号;

    19、s6、数据安全管理:在数据传输过程中,采用端到端的加密方案,使用网络协议和安全传输层(tls/ssl)对数据进行加密保护,对数据存储过程中的敏感数据使用ase技术进行加密,在存储介质上确保数据的安全性,并使用ras技术限制对数据的访问权限,确保只有授权的用户或系统能够访问和处理已解密的数据。

    20、作为本发明再进一步的方案:所述在步骤4中还需要引入混淆技术,其具体步骤如下:

    21、生成rsa公私钥对:首先生成一个rsa公私钥对,公钥用于加密,私钥用于解密,确保生成的密钥对的安全性;

    22、使用rsa公钥进行数据加密:将要加密的数据使用rsa公钥进行加密,确保只有持有rsa私钥的实体可以解密数据;

    23、将加密后的数据进行混淆:添加非线性混淆技术来增加数据的安全性;

    24、使用aes算法进行对称加密:对混淆后的数据进行对称加密,选择合适的aes密钥,并将混淆后的数据与密钥一起作为输入,通过aes算法进行加密;

    25、将加密后的数据进行存储或传输:将加密后的数据存储到存储介质中或通过网络进行传输,确保在存储和传输过程中数据的机密性和完整性;

    26、其过程中所需要的算法公式如下:

    27、rsa加密算法:

    28、密钥生成:选择两个大素数p和q,并计算n=p*q,选择一个与(n)互质的正整数e作为公钥指数,计算私钥指数d满足(e*d)≡1(mod(p-1)*(q-1));

    29、加密:将明文m转换为整数m,通过计算密文c=m^e(modn)进行加密;

    30、aes加密算法:

    31、密钥生成:选择合适的密钥k;

    32、加密:将明文数据分组成固定长度(如128位),对每个数据块进行迭代操作,也称为轮,每轮包括字节代换、行移位、列混淆和轮密钥加操作,最后得到加密后的密文数据;

    33、引入混淆技术:

    34、自定义s-box:可以使用自定义的非线性代换表(s-box)替代aes算法中默认的s-box,自定义s-box可以通过引入更复杂的置换、代换和非线性变换来增加混淆程度,此外,可以在每次加密时使用不同的s-box,或按照特定的规则在不同轮次使用不同的s-box,以增加不可预测性和非线性特性;

    35、扩展轮数:增加aes算法的轮数,即进行更多的迭代操作,一般情况下,aes标准使用10轮、12轮或14轮,可以根据实际需求适当增加轮数,增强算法的复杂性和非线性特性;

    36、混合运算:在aes算法的轮函数中引入其他非线性运算,如位移、旋转、置换等操作,通过在轮函数中嵌入更多的非线性变换,可以增加算法的复杂性,并提高数据的混淆度;

    37、随机置换:在每次加密时,对数据进行随机置换,可以使用伪随机数生成器生成一个与数据长度一致的置换序列,并根据该序列对数据进行重新排列,这可以增加数据的随机性,使破解者无法获取有效信息。

    38、作为本发明再进一步的方案:所述数据安全管理过程中,端到端加密的具体实现方法如下:

    39、密钥生成和交换:发送方和接收方各自生成用于加密和解密的密钥,这些密钥可以对称加密中使用的共享密钥,也可以是公钥加密中使用的公钥和私钥;

    40、加密消息:发送方使用接收方的公钥(或共享密钥)对要发送的消息进行加密;

    41、数据传输:经过加密后的数据通过安全传输渠道(tls/ssl)进行发送,确保数据在传输过程中不会被窃听、篡改或伪造;

    42、接收方解密:接收方使用私钥(或共享密钥)对收到的数据进行解密,恢复原始的明文消息;

    43、数据完整性验证:在解密后,接收方使用哈希函数算法对解密后的数据进行完整性验证,以确保数据没有在传输过程中被篡改或损坏。

    44、作为本发明再进一步的方案:所述在步骤s6中,数据安全管理中还包括加密算法模块、密钥管理模块、数据加密模块、数据解密模块、公钥加密模块、私钥解密模块、混淆技术组件、安全策略和访问控制组件、审计和日志组件以及紧急响应和灾备组件。

    45、作为本发明再进一步的方案:所述在步骤s4中,引入混淆技术后,需要采用哈希函数算法(sha-256)进行数据校验,其校验过程如下:

    46、准备混淆后的数据:确保数据已经完成混淆技术处理,并保存在变量或内存中以供计算校验值使用;

    47、计算哈希值:使用选定的哈希函数算法对混淆后的数据进行计算,生成一个固定长度的哈希值,哈希函数会将数据作为输入,通过算法计算得到哈希值;

    48、验证数据完整性:将计算得到的哈希值与预先存储的正确哈希值进行比较,如果两者匹配,说明数据未被篡改,可以认为数据完整;

    49、其具体操作代码如下:

    50、import hash l i b

    51、#混淆后的数据

    52、obfuscated_data="th i s i s obfuscated data"

    53、#创建sha-256哈希对象

    54、hash_object=hash l i b.sha256()

    55、#更新哈希对象,添加混淆后的数据

    56、hash_object.update(obfuscated_data.encode('utf-8'))

    57、#计算哈希值

    58、hash_va l ue=hash_object.hexd i gest()

    59、#预先存储的正确哈希值

    60、stored_hash_va l ue=

    61、"f4e487d7a0142fb92b36c8bd8e2b3b7a6cd813028fe72086d0ee27eb034174be"

    62、#比较计算得到的哈希值和预先存储的哈希值

    63、i f hash_va l ue==stored_hash_va l ue:

    64、pr i nt("数据完整性验证通过")

    65、e l se:

    66、pr i nt("数据可能已被篡改")。

    67、一种智能车辆感应管理系统的操作方法,其操作方法:

    68、s1、硬件设备准备:选择硬件组件:针对智能驾驶应用选择传感器(摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器)、计算机视觉设备(包含处理器、gpu和专用计算机视觉芯片)、定位系统(gps、惯性导航系统、地面标识物检测)、数据存储设备、通信设备及控制单元(电子控制单元和车载计算机);

    69、s2、数据采集:传感器收集数据:通过车辆上的多种传感器实时收集环境与车辆状态数据,为后续处理提供原始输入;

    70、s3、数据预处理与感知:数据预处理:对收集到的原始数据进行清洗、过滤等预处理操作,降低噪声,提取有用信息;

    71、感知环境:将预处理后的数据送入算法模型中,分析周围环境与对象,如车辆、行人、障碍物的识别与定位;

    72、s4、高级决策与规划

    73、使用高级算法:根据感知的结果,结合混淆技术增加数据和模型的安全性,引入哈希函数(sha-256)进行数据完整性校验;

    74、路线规划:计算出最优行车路径和动作策略;

    75、s5、控制与执行

    76、转化控制信号:将计算得到的行车路径和动作策略转化为控制信号,通过控制单元执行相应动作,如转向、加速和刹车;

    77、s6、数据安全管理

    78、密钥生成与交换:使用aes和rsa组合式加密算法,自动生成密钥并安全交换;

    79、加密与解密:加密要发送的消息并通过tls/ssl安全通道传输;接收方使用对应密钥解密消息;

    80、完整性验证:对接收到的数据使用sha-256等哈希函数算法进行完整性检查,确保数据未被篡改;

    81、安全架构:建立包含加密算法模块、密钥管理模块、数据加解密模块、公私钥加解密模块、混淆技术组件、安全策略和访问控制组件、审计和日志组件、紧急响应和灾备组件在内的综合安全管理体系。

    82、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    83、该系统将多种传感技术(摄像头、激光雷达、毫米波雷达和超声波传感器)融合应用于智能车辆,该多传感器集成方案能够提供更丰富、更可靠的环境数据,有助于提高车辆感知精度,引入混淆技术和使用先进的加密算法(aes和rsa的结合)进行数据安全管理,增强了数据的保密性和安全性,减小了数据被破解和篡改的风险,系统通过加入复杂的决策与规划算法提升了智能车辆在多变道路情况下的自主驾驶能力,同时在通信设备中内置无线电频率调节器和天线组件,增强了通信模块发送和接收信号的能力,扩大了智能车辆在不同环境下的通信范围和稳定性。


    技术特征:

    1.一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:其操作步骤如下:

    2.根据权利要求1所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述在步骤s1中,需要准备的硬件组件包括传感器、计算机视觉设备、定位系统、数据存储设备、通信设备以及控制单元。

    3.根据权利要求2所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述在步骤1和s2中,使用的传感器包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达和超声波传感器,所述计算机视觉设备包括处理器、图形处理单元和专用的计算机视觉芯片,所述定位系统由全球定位系统、惯性导航系统和地面标识物检测组成。

    4.根据权利要求2所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述数据存储设备内部包括控制器、存储芯片、数据接口、固件、缓存组件以及控制电路和电源供应模块,所述通信设备内部包括通信模块、处理器、存储器、电源管理模块、接口、安全模块以及嵌入式操作系统,所述通信模块内部还包括无线电频率调节器和天线组件,所述控制单元包括电子控制单元和车载计算机。

    5.根据权利要求1所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述在步骤s1-6中加入aes和rsa组合式加密算法,其实现方式如下:

    6.根据权利要求1所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述在步骤4中还需要引入混淆技术,其具体步骤如下:

    7.根据权利要求5所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述数据安全管理过程中,端到端加密的具体实现方法如下:

    8.根据权利要求1所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述在步骤s6中,数据安全管理中还包括加密算法模块、密钥管理模块、数据加密模块、数据解密模块、公钥加密模块、私钥解密模块、混淆技术组件、

    9.根据权利要求1所述的一种智能车辆感应管理系统,其特征在于:所述在步骤s4中,引入混淆技术后,需要采用哈希函数算法(sha-256)进行数据校验,其校验过程如下:

    10.一种智能车辆感应管理系统的操作方法,其特征在于:其操作方法:


    技术总结
    本发明涉及智能车辆感应管理系统技术领域,且公开了一种智能车辆感应管理系统以及操作方法,硬件设备准备:选择和配置适合智能驾驶应用的硬件组件;数据采集:利用各种传感器和设备收集车辆周围的数据;数据预处理与感知:对采集到的原始数据进行预处理;高级决策与规划:基于感知结果,使用高级算法和模型来做出决策并规划车辆的路径和动作,通过使用RSA公钥进行数据加密,确保只有持有RSA私钥的实体可以解密数据,同时,使用AES算法进行对称加密,并在加密前引入非线性混淆技术,使得破解者难以还原原始数据或获取有效信息,混淆技术的引入增加了攻击者分析和破解的难度,提高了数据的安全性。

    技术研发人员:王维华
    受保护的技术使用者:贵州兄联弟门业有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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