CN113286272B - 一种基于车联网的车辆安全驾驶方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于车联网的车辆安全驾驶方法及系统，通过在普通交通标志图像内嵌入数字水印信息从而生成安全交通标志，车辆在行驶过程中，采集交通标志的图像信息时，同时会采集车辆端的地理位置信息，在安全交通标志的判断勘误阶段，由云端交管服务器基于数字水印信息判断安全交通标志图像是否被非法涂改、篡改，并比对车辆端的地理位置信息和数字水印信息内包含的该安全交通标志所要安放的地理位置信息，以解决安放位置不正确或被非法移动位置后的安全交通标志图像的判断勘误问题，从而避免了自动驾驶汽车在安全交通标志安放位置不正确或被非法移动位置时，在本不应该采取动作的地点或路段出现误动作的问题。

Description

一种基于车联网的车辆安全驾驶方法和系统
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域，具体涉及一种基于车联网的车辆安全驾驶方法及系统。
背景技术
交通标志，是用文字或符号传递引导、限制、警告或指示信息的道路设施。又称道路标志、道路交通标志。交通标志是实施交通管理、保证道路交通安全、顺畅的重要措施。交通标志分为主要标志和辅助标志。主要标志包括限速标志、警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志等几种，其中，限速标志分为限制最低车速的标志和限制最高车速的标志，限制最低车速是为了保障该条道路上的汽车不允许以过低的车速行驶，目的是为了汽车能够快速通过，让交通更快捷一点，避免拥堵。限制最高车速是为了限制驾驶员以过高的车速行驶在道路上，避免了由于车速过快，导致驾驶员突遇紧急情况时可能难以及时作出反应造成交通事故的风险。警告标志是警告车辆、行人注意危险地点的标志，禁令标志是禁止或限制车辆、行人交通行为的标志，指示标志是指示车辆、行人行进的标志，指路标志是传递道路方向、地点、距离信息的标志。辅助标志，是附设在主标志下，起辅助说明作用的标志，辅助标志不能单独设立和使用，辅助标志按其用途又分为表示时间、表示车辆种类、表示区域距离、表示警告和禁令理由的辅助标志以及组合辅助标志等几种。
自动驾驶汽车，又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车依靠视觉计算、人工智能、各种车载雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有人类主动的操作下，自动地操作机动车辆。
对交通标志的识别对于自动驾驶汽车来说非常重要，因为汽车，包括自动驾驶汽车，必须按照交通标志的指示进行驾驶活动。自动驾驶汽车通过车载摄像头对交通标志信息进行捕获。但不幸的是，恶意攻击者只需非法在交通标志上贴上贴纸以改变该交通标志的内容和含义，就可以欺骗自动驾驶汽车的基于视觉的感知系统，让自动驾驶汽车出现误判。另外，恶意攻击者还可以将真的交通标志牌非法挪动到另一个位置，使自动驾驶汽车在识别到该交通标志后，按交通标志的指示在本不应该采取动作的地点或路段出现误动作。这些可能的攻击，对于自动驾驶汽车来讲是非常危险的，可能造成重大的人身或财产损失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种基于车联网的车辆安全驾驶方法及系统，通过运用数字水印技术对交通标志从源头上进行改进，并结合车联网技术进行识别验证，使得进行基于车联网的自动驾驶对于交通标志的识别验证既安全可靠、又简单高效。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是： 一种基于车联网的车辆安全驾驶方法，包括以下步骤：
车辆端在行驶过程中实时拍摄交通标志，获得交通标志图像，并将所述交通标志图像和所述车辆端的当前行驶位置信息发送至云端交管服务器；其中，所述交通标志分为普通交通标志和安全交通标志两种，所述安全交通标志为在普通交通标志上嵌入数字水印后的交通标志，所述数字水印包括普通交通标志图像的第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息及上述数字摘要和位置信息的第一云端数字签名；
所述云端交管服务器，基于所述数字水印验证所述交通标志图像是否为合法的安全交通标志图像，在所述交通标志图像为合法的安全交通标志图像时，判定所述交通标志图像对应的交通标志为合法的安全交通标志，进一步基于所述车辆端的当前行驶位置信息验证所述安全交通标志的安放位置是否正确，并在所述安全交通标志的安放位置正确时生成安全交通标志识别验证成功消息；
所述车辆端，接收到所述云端交管服务器下发的安全交通标志识别验证成功消息后，按照所述安全交通标志进行驾驶。
基于上述，基于所述数字水印验证所述交通标志图像是否为合法的安全交通标志图像的具体步骤如下：
所述云端交管服务器接收到所述交通标志图像后，尝试识别所述交通标志图像内所含的数字水印；
如果数字水印识别失败，则判定所述交通标志图像为非法的安全交通标志图像，所述云端交管服务器生成数字水印识别失败消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述交通标志图像是否确实为安全交通标志图像以及所述安全交通标志图像的完整性是否被破坏、是否被涂改篡改进行查证、核实和/或相应处理；
如果数字水印识别成功，则判定所述交通标志图像为安全交通标志图像，并提取所述安全交通标志图像内所含的数字水印信息，获得第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息和第一云端数字签名；
所述云端交管服务器根据所述第一云端数字摘要和所述安全交通标志的目标安放点的位置信息，对所述第一云端数字签名进行验签；
如果验签失败，则判定所述安全交通标志图像为非法的安全交通标志图像，生成第一云端数字签名验签失败消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述安全交通标志的完整性是否被破坏、是否被涂改篡改进行查证、核实和/或相应处理；
如果验签成功，则判定所述安全交通标志图像是完整的未被篡改的、并且是由所述云端交管服务器签发的合法的安全交通标志图像。
基于上述，基于所述车辆端的当前行驶位置信息验证所述安全交通标志的安放位置是否正确的具体步骤如下：
所述云端交管服务器将所述安全交通标志的目标安放点的位置信息与所述车辆端的当前行驶位置信息进行比对：
如果两者的位置距离的误差超过所设定的位置误差阈值范围，则判定所述安全交通标志的安放位置不正确，生成安全交通标志错误安放消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述安全交通标志图像的位置进行查证、核实和/或相应处理；
如果两者的位置距离的误差在设定的位置误差阈值范围内，则判定所述安全交通标志的安放位置正确，生成安全交通标志识别验证成功消息返回给所述车辆端。
基于上述，所述车辆端在拍摄到所述交通标志图像后，对所述交通标志图像生成第一车端数字摘要，对所述第一车端数字摘要和所述车辆端当前行驶位置进行数字签名生成第一车端数字签名；然后，将所述交通标志图像、所述车辆端当前行驶位置和所述第一车端数字签名发送给所述云端交管服务器；
所述云端交管服务器对接收到的所述交通标志图像生成第二云端数字摘要，结合接收到的所述车辆端当前行驶位置对所述第一车端数字签名进行验签，若验签成功，则判定车辆端发来的所述交通标志图像、所述车辆端当前行驶位置是完整的未被篡改的，并且车辆端的身份是真实的；
所述云端交管服务器生成安全交通标志识别验证成功消息后，对所述安全交通标志识别验证成功消息进行签名，得到第二云端数字签名；
所述云端交管服务器将所述安全交通标志识别验证成功消息和所述第二云端数字签名发送给所述车辆端；
所述车辆端基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签失败，则所述车辆端向所述云端交管服务器返回第二云端数字签名验证失败信息；如果第二云端数字签名验签成功，则判定云端交管服务器发来的安全交通标志识别验证成功消息是完整的未被篡改的、并且所述云端交管服务器的身份是真实的。
基于上述，所述车辆端在接收到所述云端交管服务器下发的验证结果为安全交通标志识别验证成功消息时，将所述安全交通标志与车辆端地图信息中的安全交通标志信息进行比对，并在两者一致时，按照所述安全交通标志进行驾驶；
所述安全交通标志信息包括数字水印信息和所述普通交通标志图像所对应的交通标志信息。
基于上述，在基于安全交通标志进行自动驾驶前，还要先生成和放置安全交通标志，具体步骤如下：
步骤01，由负责交通标志管理的相关部门规划、设计普通交通标志图像、并且确定所述安全交通标志的目标安放点的位置信息，然后，将所述普通交通标志图像、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息提供给所述云端交管服务器；
步骤02，所述云端交管服务器基于所述普通交通标志图像生成第一云端数字摘要，然后基于所述第一云端数字摘要和所述安全交通标志的目标安放点的位置信息生成第一云端数字签名；
步骤03，所述云端交管服务器将所述第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息和所述第一云端数字签名作为参数，生成第一数字水印，并将所述第一数字水印嵌入到普通交通标志图像内，生成所述安全交通标志图像；
步骤04，所述云端交管服务器按照交通标志的印刷和制作规范将所述安全交通标志图像生成安全交通标志；
步骤05，负责交通标志管理的相关部门根据所述安全交通标志的目标安放点的位置信息将所述安全交通标志安放到相应的位置。
基于上述，当任一个车辆端Vi收到所述云端交管服务器返回的安全交通标志识别验证成功消息和所述第二云端数字签名、并对所述第二云端数字签名验证成功后，对所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息进行数字签名生成第二车端数字签名；
所述车辆端Vi通过其车端短距离直接通信模块将所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息、所述第二车端数字签名和所述车辆端Vi的公钥证书发送给其短距离直接通信范围内的其它车辆端Vj,j≠i；
当其它车辆端Vj的摄像头模块捕获到所述车辆端Vi的当前行驶位置附近的交通标志图像时，其它车辆端Vj基于所述车辆端Vi的公钥证书、所述第二云端数字签名、所述交通标志识别验证成功消息和所述车辆端Vi的当前行驶位置信息对所述第二车端数字签名进行验签，并在第二车端数字签名验签成功时进一步基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签成功，则直接按照所述交通标志进行驾驶；如果验签失败，则将捕获到的交通标志图像发送至所述云端交管服务器进行验证。
本发明第二方面提供一种基于车联网的车辆安全驾驶系统，包括云端交管服务器和至少一个车辆端；所述车辆端与所述云端交管服务器无线通信连接；
所述云端交管服务器和所述车辆端中分别设置有用于提供签名验签运算和加解密运算功能的安全模块；
所述云端交管服务器还包括数字证书模块，所述数字证书模块为所述云端交管服务器和所述车辆端生成并保存相应的公钥证书，所述数字证书模块通过离线或在线方式将所述云端交管服务器的公钥证书、所述车辆端的公钥证书写入所述车辆端的安全模块内；所述云端交管服务器和所述车辆端各自保存与其相应公钥证书中的公钥相对应的私钥；
所述云端交管服务器还包括云端数字水印模块和云端验证模块，所述云端数字水印模块用于生成数字水印并将所述数字水印嵌入到普通交通标志图像内形成安全交通标志图像；所述云端数字水印模块还用于对所述交通标志图像中内嵌的数字水印进行识别和/或提取；所述云端验证模块用于基于所述数字水印、所述交通标志图像和所述车辆端的当前行驶位置信息对所述交通标志的身份和安放位置进行验证，并在所述交通标志为合法的安全交通标志且所述安全交通标志的安放位置正确时生成安全交通标志识别验证成功消息；
所述数字水印包括普通交通标志图像的第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息及上述数字摘要和位置信息的第一云端数字签名；
所述车辆端还包括车端控制模块、摄像头模块和车载定位模块；所述车载定位模块用于获取所述车辆端的当前行驶位置信息；所述摄像头模块用于实时拍摄交通标志，获得交通标志图像；其中，所述交通标志分为普通交通标志和安全交通标志两种；
所述车端控制模块用于在接收到所述云端交管服务器下发的安全交通标志识别验证成功消息时，按照所述安全交通标志控制所述车辆端采取相应的驾驶动作。
基于上述，所述车辆端还包括车端5G通信模块和车端短距离直接通信模块，所述车辆端通过所述车端5G通信模块经5G网络与所述云端交管服务器无线通信连接；
所述车辆端通过所述车端短距离直接通信模块与其它车辆端通信连接；
当任一个车辆端Vi收到所述云端交管服务器返回的安全交通标志识别验证成功消息和第二云端数字签名、并对所述第二云端数字签名验证成功后，对所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息进行数字签名生成第三车端数字签名；其中，所述云端交管服务器对所述安全交通标志识别验证成功消息进行签名，得到所述第二云端数字签名；
所述车辆端Vi通过其车端短距离直接通信模块将所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息、所述第三车端数字签名和所述车辆端Vi的公钥证书发送给其短距离直接通信范围内的其它车辆端Vj,j≠i；
当其它车辆端Vj的摄像头模块捕获到所述车辆端Vi的当前行驶位置附近的交通标志图像时，其它车辆端Vj基于所述车辆端Vi的公钥证书、所述第二云端数字签名、所述交通标志识别验证成功消息和所述车辆端Vi的当前行驶位置信息对所述第三车端数字签名进行验签，并在第三车端数字签名验签成功时进一步基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签成功，则直接按照所述交通标志进行驾驶；如果验签失败，则将捕获到的交通标志图像发送至所述云端交管服务器进行验证。
基于上述，所述车辆端还包括车端地图模块和车端验证模块，所述车端地图模块用于提供车辆端地图信息；所述车端验证模块用于在接收到所述云端交管服务器下发的验证结果为安全交通标志识别验证成功消息时，将所述安全交通标志与所述车辆端地图信息中的安全交通标志信息进行比对，并在两者一致时，通知所述车端控制模块按照所述安全交通标志控制所述车辆端采取相应的驾驶动作；
所述安全交通标志信息包括数字水印信息和所述普通交通标志图像所对应的交通标志信息。
本发明具有如下积极效果：
第一，本发明在交通标志图像内嵌入数字水印信息从而生成安全交通标志，其中，数字水印信息包括普通交通标志图像的摘要信息、安全交通标志所要安放的地理位置信息和云端交管服务器对上述信息进行数字签名后的签名信息；通过对云端交管服务器对交通标志图像的摘要信息、安全交通标志所要安放的地理位置信息的签名信息的验证，可以确定该安全交通标志的图像内容是否完整、是否被篡改，并且可以确认是否由所述云端交管服务器所签发；这就从源头上解决了交通标志图像被非法涂改、篡改后对自动驾驶汽车带来的危害的问题，因为一旦安全交通标志图像被非法涂改、篡改，这些非法操作在安全交通标志的识别验证阶段是能被验证出来的，从而避免了自动驾驶汽车被非法涂改、篡改后的交通标志错误引导的问题；
第二，本发明的车辆端的摄像头模块采集安全交通标志的图像信息时，同时会采集车辆端的地理位置信息，在安全交通标志的识别验证阶段，不仅要验证安全交通标志图像是否被非法涂改、篡改，也要比对车辆端的地理位置信息和数字水印信息内包含的该安全交通标志所要安放的地理位置信息，这样也解决了安全交通标志安放位置不正确或被非法移动位置后对自动驾驶汽车带来的危害的问题，因为一旦安全交通标志安放位置不正确或被非法移动位置，这种情况在安全交通标志的识别验证阶段也是能被验证出来的，从而避免了自动驾驶汽车在安全交通标志安放位置不正确或被非法移动位置时，在本不应该采取动作的地点或路段出现误动作的问题；
第三，本发明在上述识别验证阶段的验证结果或比对结果出问题的时候，能够及时通知负责交通标志管理的相关部门前往查证所述安全交通标志的完整性是否被破坏、是否被篡改，或者查证所述安全交通标志实际安放的地点的地理位置是否出现了偏差或被人为非法挪动了，从而及时发现并纠正交通标志被非法涂改、篡改、安放位置不正确或被非法移动位置的问题。另外，还进一步避免了其它通过此路段的自动驾驶汽车可能被误导的问题；
第四，在车辆端与云端交管服务器间相互通信时，对双方的通信信息进行了签名与验证，从而保证了双方通信过程中信息的完整性与发送方身份的真实性；
第五，当车辆端的数量大于等于2时，车辆端中只要有一个车辆端与云端交管服务器成功地识别验证了安全交通标志，则在附近的车辆端之间可以通过车端短距离直接通信模块共享验证结果，从而大大提高了对安全交通标志的识别验证效率。
综上所述，本发明所提供的基于车联网的交通标志安全识别系统及方法，通过运用数字水印技术对交通标志从源头上进行改进，并结合车联网技术进行识别验证，有效地解决了现有技术的不足，使得进行基于车联网的自动驾驶对于交通标志的识别验证既安全可靠、又简单高效，具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1为本发明基于车联网的车辆安全驾驶系统的一个实施例的架构示意图。
图2为本发明基于车联网的车辆安全驾驶系统的第二个实施例的架构示意图。
图3为本发明基于车联网的车辆安全驾驶系统的第三个实施例的架构示意图。
图4为本发明基于车联网的车辆安全驾驶系统的第四个实施例的架构示意图。
图5为本发明摄像头模块的一种实施例的架构示意图。
图6为本发明的所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法的第一个实施例的流程示意图。
图7为本发明的所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法的第二个实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本发明，本发明还可以采用其它的不同于在此描述的实施例的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。另外，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例一种基于车联网的车辆安全驾驶系统，如图1所示，包括云端交管服务器和至少一个车辆端；所述车辆端与所述云端交管服务器无线通信连接；
所述云端交管服务器包括云端数字水印模块和云端验证模块，所述云端数字水印模块用于生成数字水印并将所述数字水印嵌入到普通交通标志图像内形成安全交通标志图像；所述云端数字水印模块还用于对所述交通标志图像中内嵌的数字水印进行识别和/或提取；所述云端验证模块用于基于所述数字水印、所述交通标志图像和所述车辆端的当前行驶位置信息对所述交通标志的身份和安放位置进行验证，并在所述交通标志为合法的安全交通标志且所述安全交通标志的安放位置正确时生成安全交通标志识别验证成功消息；所述数字水印包括普通交通标志图像的第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息及上述数字摘要和位置信息的第一云端数字签名；所述普通交通标志图像包括但不限于限速标志图像、警告标志图像、禁令标志图像、指示标志图像、指路标志图像中的一种或几种；
在具体实施中，所述云端交管服务器还包括交通标志存储模块。
所述车辆端包括车端控制模块、摄像头模块和车载定位模块；所述车载定位模块用于获取所述车辆端的当前行驶位置信息；所述摄像头模块用于实时拍摄交通标志，获得交通标志图像，并将所述交通标志图像和所述车辆端的当前行驶位置信息发送至所述云端交管服务器；其中，所述交通标志分为普通交通标志和安全交通标志两种；
所述车端控制模块用于在接收到所述云端交管服务器下发的安全交通标志识别验证成功消息时，按照所述安全交通标志控制所述车辆端采取相应的驾驶动作；具体的，所述驾驶动作包括但不限于转向、制动、停车、加速、倒车、按限速标志指示的速度行驶、车道保持、换道、跟车、超车和避撞中的一种或几种。
所述云端交管服务器和所述车辆端中还分别设置有用于提供签名验签运算和加解密运算功能的安全模块；其中，所述云端交管服务器的安全模块和所述车辆端的安全模块内分别设置安全存储区；所述安全模块的密码服务功能包括生成随机数、数字签名运算、数字签名验签运算、加解密运算、生成会话密钥和生成数字摘要。
优选的，所述安全模块为安全智能芯片，所述安全智能芯片支持的商用密码算法包括SM1、SM2、SM3、SM4和SM9中的一种或几种、支持的国际常用密码算法包括3DES、AES、RSA、SHA-1和SHA-256中的一种或几种；所述安全智能芯片支持存储数字证书；所述安全智能芯片提供安全存储区域，支持重要信息的安全存储；所述安全智能芯片支持随机数的生成。
所述云端交管服务器中还设置有数字证书模块，所述数字证书模块为所述云端交管服务器和所述车辆端生成并保存相应的公钥证书，所述数字证书模块通过离线或在线方式将所述云端交管服务器的公钥证书、所述车辆端的公钥证书写入所述车辆端的安全模块内；所述云端交管服务器和所述车辆端各自保存与其相应公钥证书中的公钥相对应的私钥；
优选的，所述云端交管服务器的私钥保存在所述数字证书模块或所述云端交管服务器的安全模块的安全存储区内；所述车辆端的私钥保存在所述车辆端的安全模块的安全存储区内。
所述数字证书模块还维护证书撤销列表，提供证书撤销列表查询功能。
在第二个实施例中，如图2所示，所述车辆端还可以包括传感器模块；所述传感器模块包括但不限于相控阵雷达、激光雷达、毫米波雷达和超声波传感器；所述传感器模块用于感知和采集所述车辆端行驶环境的外部数据（主要是指车外的人、道路和其它物体等）；所述传感器模块可用于感知、识别和/或采集所述安全交通标志的形状数据和/或距离数据；所述传感器模块在感知、识别和/或采集所述安全交通标志的形状数据和/或距离数据后，提供给所述摄像头模块，供所述摄像头模块在适当的距离外提前准备好拍摄所述安全交通标志；所述摄像头模块可以根据所述安全交通标志的形状数据和/或距离数据自动调整拍摄角度以对准所述安全交通标志，以获得更好的拍摄质量。
在第三个实施例中，如图3所示，所述车辆端还可以包括车端地图模块；所述车端地图模块用于为所述车辆端提供高精度地图信息；所述车辆端的所述车端控制模块可以结合所述安全交通标志和高精度地图所提供的信息执行驾驶动作，以提高自动驾驶的可靠性和安全性。所述地图信息包括但不限于安全交通标志信息、普通交通标志信息和道路信息。
在第四个实施例中，如图4所示，所述车辆端还包括车端5G通信模块和车端短距离直接通信模块，所述车辆端通过所述车端5G通信模块经5G网络与所述云端交管服务器无线通信连接；
所述车辆端通过所述车端短距离直接通信模块与其它车辆端通信连接。
优选的，所述车端短距离直接通信模块为C-V2X PC5短距离直接通信模块，多个车端短距离直接通信模块之间在C-V2X PC5短距离直接通信接口的通信范围内通信连接。
所述C-V2X中的C是指蜂窝（Cellular），所述C-V2X是基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含了两种通信接口：一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5），另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu），可实现长距离和更大范围的可靠通信。C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术，包含LTE-V2X和5G-V2X，从技术演进角度讲，LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进。
在一个实施例中，当任一个车辆端Vi收到所述云端交管服务器返回的安全交通标志识别验证成功消息和第二云端数字签名、并对所述第二云端数字签名验证成功后，对所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息进行数字签名生成第三车端数字签名；其中，所述云端交管服务器对所述安全交通标志识别验证成功消息进行签名，得到所述第二云端数字签名；
所述车辆端Vi将所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息、所述第三车端数字签名和所述车辆端Vi的公钥证书发送给其短距离直接通信范围内的其它车辆端Vj,j≠i；
当其它车辆端Vj的摄像头模块捕获到所述车辆端Vi的当前行驶位置附近的交通标志图像时，其它车辆端Vj基于所述车辆端Vi的公钥证书、所述第二云端数字签名、所述交通标志识别验证成功消息和所述车辆端Vi的当前行驶位置信息对所述第三车端数字签名进行验签，并在第三车端数字签名验签成功时进一步基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签成功，则直接按照所述交通标志进行驾驶；如果验签失败，则将捕获到的交通标志图像发送至所述云端交管服务器进行验证。
在一个实施例中，如图5所示，所述系统的所述摄像头模块包括第一摄像头、第二摄像头、交通标志识别模块、光感应模块和补光模块；所述第一摄像头用于采集所述车辆端驾驶时的视频信息；所述第二摄像头用于对安全交通标志进行拍照；所述交通标志识别模块对所述第一摄像头采集的所述视频信息进行实时识别，如果在所述视频信息内识别到安全交通标志图像信息，则调用所述第二摄像头对所述安全交通标志进行拍照；所述光感应模块用于在所述第二摄像头拍照时感应光线的强弱是否合适，并根据需要调用所述补光模块进行补光；所述补光模块用于在所述第二摄像头拍照时进行补光；所述第一摄像头采用超高清摄像头或全高清摄像头，分辨率达到或超过1080P（1920*1080）及以上，主要用于拍摄行车过程中的视频，以提供给自动驾驶车辆进行基于视觉的自动驾驶；所述第一摄像头还可以采用双目摄像头；所述第二摄像头采用超高分辨率镜头（比如4000万像素及以上），用于拍摄安全交通标志的照片，生成安全交通标志的图像信息。
基于上述系统，如图6所示，本发明还提供一种基于车联网的车辆安全驾驶方法，包括以下步骤：
车辆端在行驶过程中实时拍摄交通标志，获得交通标志图像，并将所述交通标志图像和所述车辆端的当前行驶位置信息发送至云端交管服务器；其中，所述交通标志分为普通交通标志和安全交通标志两种，所述安全交通标志为在普通交通标志上嵌入数字水印后的交通标志，所述数字水印包括普通交通标志图像的第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息及上述数字摘要和位置信息的第一云端数字签名；
所述云端交管服务器，基于所述数字水印验证所述交通标志图像是否为合法的安全交通标志图像，在所述交通标志图像为合法的安全交通标志图像时，判定所述交通标志图像对应的交通标志为合法的安全交通标志，进一步基于所述车辆端的当前行驶位置信息验证所述安全交通标志的安放位置是否正确，并在所述安全交通标志的安放位置正确时生成安全交通标志识别验证成功消息；
所述车辆端，接收到所述云端交管服务器下发的安全交通标志识别验证成功消息后，按照所述安全交通标志进行驾驶。
在一个实施例中，基于所述数字水印验证所述交通标志图像是否为合法的安全交通标志图像的具体步骤如下：
所述云端交管服务器接收到所述交通标志图像后，尝试识别所述交通标志图像内所含的数字水印；
如果数字水印识别失败，则判定所述交通标志图像为非法的安全交通标志图像，所述云端交管服务器生成数字水印识别失败消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述交通标志图像是否确实为安全交通标志图像以及所述安全交通标志图像的完整性是否被破坏、是否被涂改篡改进行查证、核实和/或相应处理；负责交通标志管理的相关部门是指公安机关、交通主管部门和/或公路管理机构，具体的负责部门以相应的法律法规的规定为准；
具体的，如果数字水印信息识别失败，说明所述交通标志的图像内未含数字水印信息或数字水印信息被损坏无法识别；所述云端交管服务器通知负责交通标志管理的相关部门前往查证所述交通标志的完整性是否被破坏、是否被涂改篡改，并确认所述交通标志具体是普通交通标志还是安全交通标志；
如果数字水印识别成功，则判定所述交通标志图像为安全交通标志图像，并提取所述安全交通标志图像内所含的数字水印信息，获得第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息和第一云端数字签名；
所述云端交管服务器根据所述第一云端数字摘要和所述安全交通标志的目标安放点的位置信息，对所述第一云端数字签名进行验签；
如果验签失败，则判定所述安全交通标志图像为非法的安全交通标志图像，生成第一云端数字签名验签失败消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述安全交通标志的完整性是否被破坏、是否被涂改篡改进行查证、核实和/或相应处理；如果所述安全交通标志的完整性被破坏、被涂改篡改，则根据所述生成安全交通标志的步骤重新生成制作安全交通标志后，重新安放新的安全交通标志；
如果验签成功，则判定所述安全交通标志图像是完整的未被篡改的、并且是由所述云端交管服务器签发的合法的安全交通标志图像。
在一个实施例中，基于所述车辆端的当前行驶位置信息验证所述安全交通标志的安放位置是否正确的具体步骤如下：
所述云端交管服务器将所述安全交通标志的目标安放点的位置信息与所述车辆端的当前行驶位置信息进行比对：
如果两者的位置距离的误差超过所设定的位置误差阈值范围，则判定所述安全交通标志的安放位置不正确，生成安全交通标志错误安放消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述安全交通标志图像的位置进行查证、核实和/或相应处理；具体的，若所述安全交通标志的安放位置确实不对，则更新所述安全交通标志图像的实际安放位置；
所述位置误差阈值范围由负责交通标志管理的相关部门进行设定和维护；
如果两者的位置距离的误差在设定的位置误差阈值范围内，则判定所述安全交通标志的安放位置正确，生成安全交通标志识别验证成功消息返回给所述车辆端。
在一个实施例中，所述车辆端在拍摄到所述交通标志图像后，对所述交通标志图像生成第一车端数字摘要，对所述第一车端数字摘要和所述车辆端当前行驶位置进行数字签名生成第一车端数字签名；然后，将所述交通标志图像、所述车辆端当前行驶位置和所述第一车端数字签名发送给所述云端交管服务器；
所述云端交管服务器对接收到的所述交通标志图像生成第二云端数字摘要，结合接收到的所述车辆端当前行驶位置对所述第一车端数字签名进行验签，若验签成功，则判定车辆端发来的所述交通标志图像、所述车辆端当前行驶位置是完整的未被篡改的，并且车辆端的身份是真实的；
所述云端交管服务器生成安全交通标志识别验证成功消息后，对所述安全交通标志识别验证成功消息进行签名，得到第二云端数字签名；
所述云端交管服务器将所述安全交通标志识别验证成功消息和所述第二云端数字签名发送给所述车辆端；
所述车辆端基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签失败，则所述车辆端向所述云端交管服务器返回第二云端数字签名验证失败信息；如果第二云端数字签名验签成功，则判定云端交管服务器发来的安全交通标志识别验证成功消息是完整的未被篡改的、并且所述云端交管服务器的身份是真实的。
所述数字签名（又称公钥数字签名）是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串，这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。它是一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术来实现的，用于鉴别数字信息的方法。一套数字签名通常定义两种互补的运算，一个用于签名，另一个用于验证（或称验签）。数字签名是非对称密钥加密技术与数字摘要技术的应用。数字签名的文件的完整性是很容易验证的，而且数字签名具有不可抵赖性（不可否认性）。简单地说，所谓数字签名就是附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元所作的密码变换。这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元的来源和数据单元的完整性并保护数据，防止被人(例如接收者)进行伪造。它是对电子形式的消息进行签名的一种方法，一个签名消息能在一个通信网络中传输。基于公钥密码体制和私钥密码体制都可以获得数字签名，在本发明中是指基于公钥密码体制的数字签名。
在第二个实施例中，如图7所示，所述车辆端在接收到所述云端交管服务器下发的验证结果为安全交通标志识别验证成功消息时，将所述安全交通标志与车辆端地图信息中的安全交通标志信息进行比对，并在两者一致时，按照所述安全交通标志进行驾驶；
所述安全交通标志信息包括数字水印信息和所述普通交通标志图像所对应的交通标志信息。
在一个实施例中，在基于安全交通标志进行自动驾驶前，还要先生成和放置安全交通标志，具体步骤如下：
步骤01，由负责交通标志管理的相关部门规划、设计普通交通标志图像、并且确定所述安全交通标志的目标安放点的位置信息，然后，将所述普通交通标志图像、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息提供给所述云端交管服务器；
步骤02，所述云端交管服务器基于所述普通交通标志图像生成第一云端数字摘要，然后基于所述第一云端数字摘要和所述安全交通标志的目标安放点的位置信息生成第一云端数字签名；
步骤03，所述云端交管服务器将所述第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息和所述第一云端数字签名作为参数，生成第一数字水印，并将所述第一数字水印嵌入到普通交通标志图像内，生成所述安全交通标志图像；
步骤04，所述云端交管服务器按照交通标志的印刷和制作规范将所述安全交通标志图像生成安全交通标志；
步骤05，负责交通标志管理的相关部门根据所述安全交通标志的目标安放点的位置信息将所述安全交通标志安放到相应的位置。
在一个实施例中，当任一个车辆端Vi收到所述云端交管服务器返回的安全交通标志识别验证成功消息和所述第二云端数字签名、并对所述第二云端数字签名验证成功后，对所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息进行数字签名生成第二车端数字签名；
所述车辆端Vi通过其车端短距离直接通信模块将所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息、所述第二车端数字签名和所述车辆端Vi的公钥证书发送给其短距离直接通信范围内的其它车辆端Vj,j≠i；
当其它车辆端Vj的摄像头模块捕获到所述车辆端Vi的当前行驶位置附近的交通标志图像时，其它车辆端Vj基于所述车辆端Vi的公钥证书、所述第二云端数字签名、所述交通标志识别验证成功消息和所述车辆端Vi的当前行驶位置信息对所述第二车端数字签名进行验签，并在第二车端数字签名验签成功时进一步基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签成功，则直接按照所述交通标志进行驾驶；如果验签失败，则将捕获到的交通标志图像发送至所述云端交管服务器进行验证。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于车联网的车辆安全驾驶方法，其特征在于，包括以下步骤：
车辆端在行驶过程中实时拍摄交通标志，获得交通标志图像，并将所述交通标志图像和所述车辆端的当前行驶位置信息发送至云端交管服务器；其中，所述交通标志分为普通交通标志和安全交通标志两种，所述安全交通标志为在普通交通标志上嵌入数字水印后的交通标志，所述数字水印包括普通交通标志图像的第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息及上述数字摘要和位置信息的第一云端数字签名；
所述云端交管服务器，基于所述数字水印验证所述交通标志图像是否为合法的安全交通标志图像，在所述交通标志图像为合法的安全交通标志图像时，判定所述交通标志图像对应的交通标志为合法的安全交通标志，进一步基于所述车辆端的当前行驶位置信息验证所述安全交通标志的安放位置是否正确，并在所述安全交通标志的安放位置正确时生成安全交通标志识别验证成功消息；
所述车辆端，接收到所述云端交管服务器下发的安全交通标志识别验证成功消息后，按照所述安全交通标志进行驾驶。
2.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法，其特征在于，基于所述数字水印验证所述交通标志图像是否为合法的安全交通标志图像的具体步骤如下：
所述云端交管服务器接收到所述交通标志图像后，尝试识别所述交通标志图像内所含的数字水印；
如果数字水印识别失败，则判定所述交通标志图像为非法的安全交通标志图像，所述云端交管服务器生成数字水印识别失败消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述交通标志图像是否确实为安全交通标志图像以及所述安全交通标志图像的完整性是否被破坏、是否被涂改篡改进行查证、核实和/或相应处理；
如果数字水印识别成功，则判定所述交通标志图像为安全交通标志图像，并提取所述安全交通标志图像内所含的数字水印信息，获得第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息和第一云端数字签名；
所述云端交管服务器根据所述第一云端数字摘要和所述安全交通标志的目标安放点的位置信息，对所述第一云端数字签名进行验签；
如果验签失败，则判定所述安全交通标志图像为非法的安全交通标志图像，生成第一云端数字签名验签失败消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述安全交通标志的完整性是否被破坏、是否被涂改篡改进行查证、核实和/或相应处理；
如果验签成功，则判定所述安全交通标志图像是完整的未被篡改的、并且是由所述云端交管服务器签发的合法的安全交通标志图像。
3.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法，其特征在于，基于所述车辆端的当前行驶位置信息验证所述安全交通标志的安放位置是否正确的具体步骤如下：
所述云端交管服务器将所述安全交通标志的目标安放点的位置信息与所述车辆端的当前行驶位置信息进行比对：
如果两者的位置距离的误差超过所设定的位置误差阈值范围，则判定所述安全交通标志的安放位置不正确，生成安全交通标志错误安放消息返回给所述车辆端，并通知负责交通标志管理的相关部门对所述安全交通标志图像的位置进行查证、核实和/或相应处理；
如果两者的位置距离的误差在设定的位置误差阈值范围内，则判定所述安全交通标志的安放位置正确，生成安全交通标志识别验证成功消息返回给所述车辆端。
4.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法，其特征在于：所述车辆端在拍摄到所述交通标志图像后，对所述交通标志图像生成第一车端数字摘要，对所述第一车端数字摘要和所述车辆端当前行驶位置进行数字签名生成第一车端数字签名；然后，将所述交通标志图像、所述车辆端当前行驶位置和所述第一车端数字签名发送给所述云端交管服务器；
所述云端交管服务器对接收到的所述交通标志图像生成第二云端数字摘要，结合接收到的所述车辆端当前行驶位置对所述第一车端数字签名进行验签，若验签成功，则判定车辆端发来的所述交通标志图像、所述车辆端当前行驶位置是完整的未被篡改的，并且车辆端的身份是真实的；
所述云端交管服务器生成安全交通标志识别验证成功消息后，对所述安全交通标志识别验证成功消息进行签名，得到第二云端数字签名；
所述云端交管服务器将所述安全交通标志识别验证成功消息和所述第二云端数字签名发送给所述车辆端；
所述车辆端基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签失败，则所述车辆端向所述云端交管服务器返回第二云端数字签名验证失败信息；如果第二云端数字签名验签成功，则判定云端交管服务器发来的安全交通标志识别验证成功消息是完整的未被篡改的、并且所述云端交管服务器的身份是真实的。
5.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法，其特征在于，所述车辆端在接收到所述云端交管服务器下发的验证结果为安全交通标志识别验证成功消息时，将所述安全交通标志与车辆端地图信息中的安全交通标志信息进行比对，并在两者一致时，按照所述安全交通标志进行驾驶；
所述安全交通标志信息包括数字水印信息和所述普通交通标志图像所对应的交通标志信息。
6.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法，其特征在于，在基于安全交通标志进行自动驾驶前，还要先生成和放置安全交通标志，具体步骤如下：
步骤01，由负责交通标志管理的相关部门规划、设计普通交通标志图像、并且确定所述安全交通标志的目标安放点的位置信息，然后，将所述普通交通标志图像、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息提供给所述云端交管服务器；
步骤02，所述云端交管服务器基于所述普通交通标志图像生成第一云端数字摘要，然后基于所述第一云端数字摘要和所述安全交通标志的目标安放点的位置信息生成第一云端数字签名；
步骤03，所述云端交管服务器将所述第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息和所述第一云端数字签名作为参数，生成第一数字水印，并将所述第一数字水印嵌入到普通交通标志图像内，生成所述安全交通标志图像；
步骤04，所述云端交管服务器按照交通标志的印刷和制作规范将所述安全交通标志图像生成安全交通标志；
步骤05，负责交通标志管理的相关部门根据所述安全交通标志的目标安放点的位置信息将所述安全交通标志安放到相应的位置。
7.根据权利要求4所述的基于车联网的车辆安全驾驶方法，其特征在于：当任一个车辆端Vi收到所述云端交管服务器返回的安全交通标志识别验证成功消息和所述第二云端数字签名、并对所述第二云端数字签名验证成功后，对所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息进行数字签名生成第二车端数字签名；
所述车辆端Vi通过车端短距离直接通信模块将所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息、所述第二车端数字签名和所述车辆端Vi的公钥证书发送给其短距离直接通信范围内的其它车辆端Vj,j≠i；
当其它车辆端Vj的摄像头模块捕获到所述车辆端Vi的当前行驶位置附近的交通标志图像时，其它车辆端Vj基于所述车辆端Vi的公钥证书、所述第二云端数字签名、所述交通标志识别验证成功消息和所述车辆端Vi的当前行驶位置信息对所述第二车端数字签名进行验签，并在第二车端数字签名验签成功时进一步基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签成功，则直接按照所述交通标志进行驾驶；如果验签失败，则将捕获到的交通标志图像发送至所述云端交管服务器进行验证。
8.一种基于车联网的车辆安全驾驶系统，其特征在于：包括云端交管服务器和至少一个车辆端；所述车辆端与所述云端交管服务器无线通信连接；
所述云端交管服务器和所述车辆端中分别设置有用于提供签名验签运算和加解密运算功能的安全模块；
所述云端交管服务器还包括数字证书模块，所述数字证书模块为所述云端交管服务器和所述车辆端生成并保存相应的公钥证书，所述数字证书模块通过离线或在线方式将所述云端交管服务器的公钥证书、所述车辆端的公钥证书写入所述车辆端的安全模块内；所述云端交管服务器和所述车辆端各自保存与其相应公钥证书中的公钥相对应的私钥；
所述云端交管服务器还包括云端数字水印模块和云端验证模块，所述云端数字水印模块用于生成数字水印并将所述数字水印嵌入到普通交通标志图像内形成安全交通标志图像；所述云端数字水印模块还用于对所述交通标志图像中内嵌的数字水印进行识别和/或提取；所述云端验证模块用于基于所述数字水印、所述交通标志图像和所述车辆端的当前行驶位置信息对所述交通标志的身份和安放位置进行验证，并在所述交通标志为合法的安全交通标志且所述安全交通标志的安放位置正确时生成安全交通标志识别验证成功消息；
所述数字水印包括普通交通标志图像的第一云端数字摘要、所述安全交通标志的目标安放点的位置信息及上述数字摘要和位置信息的第一云端数字签名；
所述车辆端还包括车端控制模块、摄像头模块和车载定位模块；所述车载定位模块用于获取所述车辆端的当前行驶位置信息；所述摄像头模块用于实时拍摄交通标志，获得交通标志图像；其中，所述交通标志分为普通交通标志和安全交通标志两种；
所述车端控制模块用于在接收到所述云端交管服务器下发的安全交通标志识别验证成功消息时，按照所述安全交通标志控制所述车辆端采取相应的驾驶动作。
9.根据权利要求8所述的基于车联网的车辆安全驾驶系统，其特征在于：所述车辆端还包括车端5G通信模块和车端短距离直接通信模块，所述车辆端通过所述车端5G通信模块经5G网络与所述云端交管服务器无线通信连接；
所述车辆端通过所述车端短距离直接通信模块与其它车辆端通信连接；
当任一个车辆端Vi收到所述云端交管服务器返回的安全交通标志识别验证成功消息和第二云端数字签名、并对所述第二云端数字签名验证成功后，对所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息进行数字签名生成第三车端数字签名；其中，所述云端交管服务器对所述安全交通标志识别验证成功消息进行签名，得到所述第二云端数字签名；
所述车辆端Vi通过其车端短距离直接通信模块将所述安全交通标志识别验证成功消息、所述第二云端数字签名、所述车辆端Vi的当前行驶位置信息、所述第三车端数字签名和所述车辆端Vi的公钥证书发送给其短距离直接通信范围内的其它车辆端Vj,j≠i；
当其它车辆端Vj的摄像头模块捕获到所述车辆端Vi的当前行驶位置附近的交通标志图像时，其它车辆端Vj基于所述车辆端Vi的公钥证书、所述第二云端数字签名、所述交通标志识别验证成功消息和所述车辆端Vi的当前行驶位置信息对所述第三车端数字签名进行验签，并在第三车端数字签名验签成功时进一步基于所述安全交通标志识别验证成功消息对所述第二云端数字签名进行验签，如果第二云端数字签名验签成功，则直接按照所述交通标志进行驾驶；如果验签失败，则将捕获到的交通标志图像发送至所述云端交管服务器进行验证。
10.根据权利要求8所述的基于车联网的车辆安全驾驶系统，其特征在于：所述车辆端还包括车端地图模块和车端验证模块，所述车端地图模块用于提供车辆端地图信息；所述车端验证模块用于在接收到所述云端交管服务器下发的验证结果为安全交通标志识别验证成功消息时，将所述安全交通标志与所述车辆端地图信息中的安全交通标志信息进行比对，并在两者一致时，通知所述车端控制模块按照所述安全交通标志控制所述车辆端采取相应的驾驶动作；
所述安全交通标志信息包括数字水印信息和所述普通交通标志图像所对应的交通标志信息。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011115587A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 Margento R&D D.O.O. A system of wireless transmission of information from traffic signs, direction signs and information panels in road traffic
CN106326858A (zh) * 2016-08-23 2017-01-11 北京航空航天大学 一种基于深度学习的公路交通标志自动识别与管理系统
KR101834778B1 (ko) * 2017-05-30 2018-03-07 만도헬라일렉트로닉스(주) 교통 표지판 인식장치 및 방법
CN109154980A (zh) * 2016-05-19 2019-01-04 大陆汽车有限责任公司 用于验证交通标志的内容和安装地点的方法
CN109557926A (zh) * 2018-12-31 2019-04-02 广州赛特智能科技有限公司 一种园区车道线及交通标志的数据集构建系统及方法
CN110366130A (zh) * 2018-04-09 2019-10-22 华为技术有限公司 一种v2x业务授权方法、装置及设备
CN111775944A (zh) * 2019-04-04 2020-10-16 富泰华工业（深圳）有限公司 辅助驾驶装置、方法及计算机可读存储介质
WO2020217087A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-29 Harman International Industries, Incorporated System and cryptographic hardening method for traffic signal verification
CN112804659A (zh) * 2020-12-23 2021-05-14 郑州信大捷安信息技术股份有限公司 一种车联网安全通信方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011115587A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 Margento R&D D.O.O. A system of wireless transmission of information from traffic signs, direction signs and information panels in road traffic
CN109154980A (zh) * 2016-05-19 2019-01-04 大陆汽车有限责任公司 用于验证交通标志的内容和安装地点的方法
CN106326858A (zh) * 2016-08-23 2017-01-11 北京航空航天大学 一种基于深度学习的公路交通标志自动识别与管理系统
KR101834778B1 (ko) * 2017-05-30 2018-03-07 만도헬라일렉트로닉스(주) 교통 표지판 인식장치 및 방법
CN110366130A (zh) * 2018-04-09 2019-10-22 华为技术有限公司 一种v2x业务授权方法、装置及设备
CN109557926A (zh) * 2018-12-31 2019-04-02 广州赛特智能科技有限公司 一种园区车道线及交通标志的数据集构建系统及方法
CN111775944A (zh) * 2019-04-04 2020-10-16 富泰华工业（深圳）有限公司 辅助驾驶装置、方法及计算机可读存储介质
WO2020217087A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-29 Harman International Industries, Incorporated System and cryptographic hardening method for traffic signal verification
CN112804659A (zh) * 2020-12-23 2021-05-14 郑州信大捷安信息技术股份有限公司 一种车联网安全通信方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Broken traffic sign recognition based on local histogram matching;Liu Yang等;《2012 Computing, Communications and Applications Conference》;20120221;全文 *
道路交通标志检测与识别研究;肖亚斌;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)信息科技辑》;20190415;全文 *

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Denomination of invention: A vehicle safety driving method and system based on the Internet of Vehicles

Granted publication date: 20220315

Pledgee: Bank of Zhengzhou Co.,Ltd. Zhongyuan Science and Technology City Sub branch

Pledgor: ZHENGZHOU XINDA JIEAN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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