CN115343729A - 一种实时gps信号反欺骗检测告警方法、车载tbox及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种实时GPS信号反欺骗检测告警方法、车载TBOX及系统，属于车载信息安全技术领域。基于物理一致性，通过历史可信物理位置以及车载TBOX实时获取到的车辆IMU数据及速度数据确定车辆当前预测位置，将车辆当前预测位置与GPS信号对应的车辆和当前实际位置的物理距离与位置偏移阈值相比较，若大于阈值则进行GPS信号反欺骗告警。通过本发明实施例，减小了车辆的算力与数据负担，可有效检测出GPS信号是否受到欺骗，检测结果更加准确全面，进而防止车辆GPS信号受到欺骗，对车内外人员进行告警，保护车内外人员的生命与财产安全。
Description
技术领域
本发明属于车载信息安全技术领域，尤其涉及一种实时GPS信号反欺骗检测告警方法、车载TBOX及系统。
背景技术
GPS信号作为智能网联车重要传感器信号，为车辆定位、自动驾驶等功能提供重要参数。但GPS信号同时也容易被干扰器欺骗。干扰器基于攻击机伪造与GNSS卫星信号同波段、具有相同数据结构的信号，使车辆接收错误的位置、速度、授时信息等，影响车辆的定位、自动驾驶功能，改变车辆的运动轨迹或行进路径。近来，随着低成本USRP(通用软件无线电外设)的出现，实施GNSS信号欺骗的成本降低，原本需要大量资源来产生的可信虚假信号，如今仅需一个简单的USB至VGA适配器就可以利用开源软件实现GPSL1信号的欺骗。这些技术不同程度地威胁着车内外人员的生命财产安全。
在实现本发明过程中，发明人发现几种现有技术中至少存在如下问题：
1)以ICMP为依据，获取当前传递定位数据终端的路由路径，以路由路径的正误作为判断定位数据是否被欺骗的依据。该方法可以应对一些简单的欺骗，然而若欺骗信号在制造假信号的同时伪造网关进行路由欺骗，该方法就无法有效识别出GPS信号已经被欺骗；
2)先设置滑动窗口、差异度阈值、速度差异阈值等参数，收集处理车载IMU数据及GPS信息并计算滑动窗口内的位置与速度差异，利用阈值判断GPS信号是否被欺骗。该技术虽然可以通过LSTM模型的训练量提升将测量范围提高至甚至1m，然而该技术对车辆的数据与算力要求都极高；
3)推导出回归算法描述方向盘转角与车辆航向之间关系，再结合现实位置、速度与方向盘角度预测车辆的下一个坐标，当基于实际参数计算出的位置与依据线性回归模型计算出的位置偏差过大即报警。该方法可以检测到20m以上的欺骗攻击，对车辆数据要求仍然较高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例所解决的技术问题之一在于提供一种实时GPS信号反欺骗检测告警方法、车载TBOX及系统，用以克服现有技术中对于车辆的数据与算力要求很高或无法有效识别GPS信号是否被欺骗的缺陷。
基于上述目的，本发明实施例提供一种实时GPS信号反欺骗检测告警方法，包括：
通过车载TBOX实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；
调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；
确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
可选地，在本发明一具体实施例中，通过所述车载TBOX实时获取数据率大于第一数据率的IMU消息，将所述IMU消息写入IMU数据队列；通过所述车载TBOX通过CAN总线实时获取数据率大于第二数据率的速度数据，并将所述速度数据写入CAN数据队列；从所述IMU数据队列实时获取车辆的IMU数据，并从所述CAN数据队列实时获取车辆的速度数据。
可选地，在本发明一具体实施例中，若所述物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则根据所述当前实际位置更新所述历史可信物理位置；将用于确定所述车辆当前预测位置的IMU消息从所述IMU数据队列中删除，以及将用于确定所述车辆当前预测位置的速度数据从所述CAN数据队列中删除。
可选地，在本发明一具体实施例中，通过所述车载TBOX实时获取数据率大于第三数据率的车辆的GPS信号，并将所述GPS信号写入GPS数据队列；从所述GPS数据队列中读取出所述GPS信号，根据所述GPS信号确定车辆的车辆当前实际位置。从所述GPS数据队列依次读取出所述GPS信号，针对每个所述GPS信号，执行确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离的步骤，确定每个所述GPS信号对应的所述物理距离；若连续N个读取出的所述GPS信号对应的所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警，其中N为大于等于3的正整数。
可选地，在本发明一具体实施例中，通过所述车载TBOX实时检测到欺骗行为，将所述欺骗行为检测结果分别传递给云端，以使得所述云端进行安全大数据分析；或者，通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给、IVI，以使得所述IVI控制车内大屏向车内人员进行示警；或者，通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给及智驾系统，并以使得依靠所述智驾系统执行反欺骗动作做出后续应对策略，所述云端进行安全大数据分析，所述IVI控制车内大屏向车内人员进行示警。
本发明实施例还提供一种车载TBOX，包括：数据获取模块，用于实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；调用模块，用于调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；时间上报模块，用于确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
本发明实施例还提供一种车载系统，包括：车载TBOX、网关，所述车载TBOX用于从所述网关实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置，以及调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
可选地，在本发明一具体实施例中，车载系统还包括：车载信息娱乐系统，所述车载TBOX用于将所述欺骗行为检测结果传递给所述车载信息娱乐系统，所述车载信息娱乐系统用于控制车内大屏向车内人员进行示警；或者，所述车载系统还包括：智驾系统，所述车载TBOX用于将所述欺骗行为检测结果传递给所述智驾系统，并通过所述网关将所述车辆实时GPS信号传递给所述智驾系统，所述智驾系统用于根据所述车辆实时GPS信号执行反欺骗动作。
由以上技术方案可见，本发明实施例通过车载TBOX实时获取车辆IMU数据及速度数据，基于历史可信物理位置确定车辆当前预测位置，将车辆当前预测位置与GPS信号对应的车辆和当前实际位置的物理距离与位置偏移阈值相比较，若大于阈值则进行GPS信号反欺骗告警。本发明通过：
1)对IMU数据、车速等多维度信息综合检测，可以调用轨迹预测模型基于历史可信位置得到准确度较高的当前预测位置，并基于车辆当前预测位置和当前实际位置应该具有的物理一致性进行反欺骗告警，可有效检测出GPS信号是否受到欺骗，不依赖路由路径等；
2)由于用于确定当前预测位置的轨迹预测模型为一般的智驾系统中已经部署的，因此，本实施例提供的方案无需再部署LSTM等神经网络，减小了车辆的算力负担；
3)本实施例提供的方案，只要速度数据等对应有历史可信物理位置，即可得到当前预测位置，对速度数据等的要求较低，减小了车辆的数据负担。
当本实施例提供的方案应用于辅助导航和智驾系统时，可以快速有效地判断GPS信号的真伪，并将结果同步给车内外人员及后台，进而防止车辆GPS信号受到欺骗，保护车内外人员的生命与财产安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实例一的一种实时GPS信号反欺骗检测告警方法的流程图；
图2为本发明实例二的一种实时GPS信号反欺骗检测告警方法的流程图；
图3为本发明实例三的一种车载TBOX结构框图；
图4为本发明实例三的反欺骗模块架构图；
图5为本发明实例四的一种车载系统的示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。
需要说明的是，实施本发明实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。下面结合本发明实施例附图进一步说明本发明实施例具体实现。
如图1所示为本发明实施例一的实时GPS信号反欺骗检测告警方法的流程图，在本实施例中，所述实时GPS信号反欺骗检测告警方法包括以下步骤：
步骤S101，通过车载TBOX实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；
本实施例中，所述车载TBOX是汽车上负责处理车联网业务的一个终端，例如，汽车通过车载TBOX实时获取车辆的IMU数据、速度数据以及GPS数据消息，检测欺骗行为并将结果传递给云端、IVI及智驾系统。车载TBOX可以实现指令与信息的传递，获取到包括车辆状态等信息、检测GPS信号欺骗行为以及传递控制指令等。
具体地，IMU数据用于反映汽车的加速度信息，具体可以包括汽车的三轴加速度和角速度，GPS数据消息包括汽车的时间戳和经纬度，其中IMU数据和速度数据均不为0。例如，若IMU数据为0或速度数据为0，则通过车载TBOX重新获取GPS信号。
速度信息为车辆的加速度信息，包括三轴加速度和角速度，以及车辆的实时速度信息，历史可信物理位置为已经被验证过的GPS位置，历史可信物理位置可由起始点确认、用户自身认知确认或者实时更新的。
步骤S102，调用轨迹预测模型，基于历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；
具体地，可以通过轨迹预测模型对车辆当前位置进行预测。
在现有自动驾驶中，都会设置轨迹预测模型，来对车辆行驶进行未来几秒的轨迹预测，实现车辆轨迹预测网络模型，历史可信物理位置和很短一段时间后的IMU数据、速度数据就可以预测车辆的当前预测位置，例如，历史可信物理位置为点A，在1秒时接收到汽车的三轴加速度为a、角速度为w、速度为v，进行轨迹预测，轨迹终点即为车辆当前预测位置B。
本实施例中,调用轨迹预测模型后，若车载TBOX未接收到GPS信号则重新调用轨迹预测模型，到接收到GPS信号为止再继续执行步骤S103，以保证检测过程的正常进行。
步骤S103，确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
具体地，通过车辆预测位置与GPS信号对应的当前实际位置得到的物理距离与预设的位置偏移阈值相比较，判断GPS信号是否被欺骗或丢失，例如，检测到所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，判断为GPS信号遭受到欺骗，应及时进行告警，提醒车内外人员并采取相应的急救措施，以保护车内外人员的生命财产安全。
具体地，首先判断从GPS数据队列中读取的GPS信号是否为RTK信号，并由此设置检测阈值，若为RTK信号，则将检测阈值设置为10m；若不是RTK信号，则将检测阈值设置为50m。其中RTK信号是利用GPS载波差分原理实现了厘米级的高精度定位的信号，例如，从GPS数据队列中读取的GPS信号是RTK信号，则设置检测阈值为10m。
由以上本发明实施例可见，本发明实施例通过车载TBOX实时获取车辆IMU数据及速度数据，基于历史可信物理位置确定车辆当前预测位置，将车辆当前预测位置与GPS信号对应的车辆和当前实际位置的物理距离与位置偏移阈值相比较，若大于阈值则进行GPS信号反欺骗告警。本发明通过：
1)对IMU数据、车速等多维度信息综合检测，可以调用轨迹预测模型基于历史可信位置得到准确度较高的当前预测位置，并基于车辆当前预测位置和当前实际位置应该具有的物理一致性进行反欺骗告警，可有效检测出GPS信号是否受到欺骗，不依赖路由路径等；
2)由于用于确定当前预测位置的轨迹预测模型为一般的智驾系统中已经部署的，因此，本实施例提供的方案无需再部署LSTM等神经网络，减小了车辆的算力负担；
3)本实施例提供的方案，只要速度数据等对应有历史可信物理位置，即可得到当前预测位置，对速度数据等的要求较低，减小了车辆的数据负担。
当本实施例提供的方案应用于辅助导航和智驾系统时，可以快速有效地判断GPS信号的真伪，并将结果同步给车内外人员及后台，进而防止车辆GPS信号受到欺骗，保护车内外人员的生命与财产安全。
如图2所示为本发明实施例二的实时GPS信号反欺骗检测告警方法的流程图，在本实施例中，所述实时GPS信号反欺骗检测告警方法包括以下步骤：
步骤S201，通过车载TBOX实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；
具体地，通过车载TBOX实时获取数据率大于第一数据率的IMU消息，将其写入IMU数据队列；车载TBOX通过CAN总线实时获取数据率大于第二数据率的速度数据，将其写入CAN数据队列；从所述IMU数据队列实时获取车辆的IMU数据，并从所述CAN数据队列实时获取车辆的速度数据。
第一数据率、第二数据率用于对IMU数据和CAN数据消息进行数据初筛，其中，IMU数据包括汽车的三轴加速度和角速度，并设置第一数据率为20hz，第二数据率为5hz，对于IMU数据不大于第一数据率和CAN不大于第二数据率的数据消息要进行事件上报，均发出数据不足消息。例如，通过车载TBOX从CAN数据队列实时获取车辆的速度数据的数据率为10hz(大于5hz)，则将所述速度数据写入CAN数据队列；若通过车载TBOX从CAN数据队列实时获取车辆的速度数据的数据率为3hz(小于5hz)，则发出数据不足消息。
步骤S202，调用轨迹预测模型，基于历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；
具体地，若车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则根据所述当前实际位置更新所述历史可信物理位置。历史可信物理位置可由起始点确认、用户自身认知确认或者实时更新的，例如，由于出发地的位置是用户自身可以确认的，可由出发地作为第一历史可信物理位置，在行驶途中，可以根据已经验证的实际位置更新历史可信物理位置。
步骤S203，确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，并比较所述物理距离与预设的位置偏移阈值的大小。
步骤S204，若所述物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则根据所述当前实际位置更新历史可信物理位置并删除用于确定当前预测位置的IMU数据和速度数据。
若所述物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则根据所述当前实际位置更新历史可信物理位置并删除用于确定当前预测位置的IMU数据和速度数据之后，可以继续返回执行步骤S201。
本实施例中，若所述物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则将用于确定所述车辆当前预测位置的IMU消息从所述IMU数据队列中删除，以及将用于确定所述车辆当前预测位置的速度数据从所述CAN数据队列中删除。以便获取到新的IMU数据和速度数据加入到IMU数据队列和CAN数据队列。
具体地，车载TBOX实时获取数据率大于第三数据率的车辆的GPS信号，并将所述GPS信号写入GPS数据队列；从所述GPS数据队列中读取出所述GPS信号，根据所述GPS信号确定车辆的车辆当前实际位置。其中，首先应对GPS信号进行数据初筛，GPS信号数据包括时间戳、经纬度，并设置第三数据率为1hz，对于不大于第三数据率的GPS信号数据的数据消息进行事件上报，发出GPS信号数据不足消息。例如，通过车载TBOX从GPS信号数据队列实时获取车辆的GPS信号数据的数据率为5hz，则将所述速度数据写入GPS信号数据队列；若通过车载TBOX从GPS信号数据队列实时获取车辆的速度数据的数据率为0.5hz，则发出数据不足消息。
步骤S205，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则确定检测到欺骗行为。
本实施例中，从GPS数据队列依次读取出所述GPS信号，针对每个所述GPS信号，执行确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离的步骤，确定每个所述GPS信号对应的所述物理距离。将所述物理距离与预设的位置偏移阈值相比较，进行GPS信号反欺骗检测告警，做到实时检测GPS信号是否受到欺骗。
具体地，若连续N个读取出的GPS信号对应的所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警，其中N为大于等于3的正整数。例如，连续2个(小于3个)读取出的GPS信号对应的所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则继续进行检测比对，重新获取预测位置与GPS信号对应的当前实际位置。
本实施例中，设置检测周期为0.1hz，则若实时GPS信号欺骗检测在10秒内读取出M个GPS信号对应的所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，其中M为0、1或2，则GPS信号没有受到欺骗，进行时间上报，发出无欺骗消息。
步骤S206，车载TBOX将所述欺骗行为检测结果分别传递给云端、IVI或者智驾系统。
GPS信号反欺骗检测告警，包括：通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给云端，以使得所述云端进行安全大数据分析；或者，通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给IVI，以使得所述IVI控制车内大屏向车内人员进行示警；或者，通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给智驾系统，以使得所述智驾系统执行反欺骗动作。
具体地，IVI为车载信息娱乐系统，是车载专用中央处理器，车载TBOX通过IVI将GPS信号欺骗结果输出到车内大屏，并向车内人员进行示警，例如，车载TBOX实时检测到了欺骗行为，车载TBOX将欺骗结果上传到云端，IVI及智驾系统，云端进行安全大数据分析，获知GPS信号欺骗程度以及分析车辆自身实时状况，并依靠智驾系统使汽车行驶停止，由IVI示警用户，用户可以采取减速、刹车等措施。
由以上本发明实施例可见，本发明实施例通过由历史可信物理位置、IMU数据和速度数据确定的车辆当前预测位置与实时GPS信号对应的车辆当前实际位置得到的物理距离与位置偏移阈值比较结果，来判断GPS信号是否遭受到欺骗，若物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则根据所述当前实际位置更新历史可信物理位置并删除用于确定当前预测位置的IMU数据和速度数据；若连续3个或以上读取出的GPS信号对应的所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警，保护车内外人员的生命与财产安全。本发明可以有效地检测出伪造同步导航信号误导GPS接收机的欺骗行为，获知GPS信号欺骗情况，并由智驾系统做出后续应对策略，IVI控制车内大屏向车内人员进行示警，进而防止车辆GPS信号受到欺骗。
如图3所示为本发明实施例三的一种车载TBOX结构框图，本实施例中车载TBOX包括：数据获取模块301，用于实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；调用模块302，用于调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；事件上报模块303，用于确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
本实施例中，数据获取模块301中，车载TOBX接收GPS信号，读取GPS数据队列第一帧GPS信号，并判断是否为RTK信号，由此设置检测阈值。利用调用模块302调用轨迹预测模块，基于历史可信物理位置、以及数据获取模块获取的车辆IMU数据和速度数据对车辆未来位置进行预测并与GPS信号位置进行比较，得到位置偏差并与所述检测阈值进行比较；检测到GPS信号受到欺骗或者未收到欺骗，并将检测结果在事件上报模块303由车载TBOX进行上报；通过车载TBOX对IMU数据、速度数据或GPS信号消息进行数据初筛，判断其数据率是否满足检测标准，同时对小于数据率的IMU数据、速度数据或GPS信号消息也进行事件上报，发出数据不足消息。通过对GPS信号欺骗检测多种结果进行分析，使得检测结果更加准确全面。
进一步地，如图4所示为本实施例的反欺骗模块架构图，其中数据处理模块301对应数据处理层，数据处理层包括外部数据获取401、数据校验402、数据解析403、数据筛选404，数据筛选用于筛选IMU数据、速度数据或GPS信号消息的数据率是否满足检测标准；调用模块302对应预测层，预测层主要用于车辆轨迹预测405；事件上报模块包括检测层和事件上报层，检测层可以进行欺骗检测406和消息收发407，事件上报层可以进行欺骗信号回调408和日志记录409。此外，该反欺骗模块还包括全局监听层，用于监听强制重启或退出消息，并清空队列410，回收内存，进行模块初始化或退出模块，结束进程411。
作为本发明基于车载TBOX的一个实施例，数据获取模块用于实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；调用模块用于调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；事件上报模块用于确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。具体实现以及能够达到的效果同上述方法实施例，这里不再赘述。
如图5所示为本发明实施例四的车载系统的示意图，系统包括：车载TBOX501、网关502，车载TBOX用于从所述网关实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置，以及调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
具体地，车载系统还包括：车载信息娱乐系统(IVI)504，所述车载TBOX501用于将所述欺骗行为检测结果传递给所述车载信息娱乐系统，所述车载信息娱乐系统(IVI)504用于控制车内大屏向车内人员进行示警；车载TBOX501同时将欺骗检测结果输入到云端(VSOC)503进行告警提醒；或者，所述车载系统还包括：智驾系统505，所述车载TBOX501用于将所述欺骗行为检测结果传递给所述智驾系统505，并通过所述网关502将所述车辆实时GPS信号传递给所述智驾系统505，所述智驾系统505用于根据所述车辆实时GPS信号执行反欺骗动作。
具体地，由车载TBOX501接收GNSS信号，并将差分信号传递给网关502，网关502返回车辆行驶数据至车载TBOX501，同时接收GNSS差分信号，将GNSS差分信号输入智驾系统505的辅助驾驶域控制器；车载TBOX501检测欺骗行为，将结果分别传递给云端、IVI504及智驾系统505，由云端进行安全大数据分析，由IVI504进行HMI显示提醒乘客，由智驾系统505做出进一步应对。
作为本发明基于车载系统的一个实施例，车载TBOX用于从所述网关实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置，以及调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。可以快速有效地判断GPS信号的真伪，并将结果同步给车内外人员及后台，进而防止车辆GPS信号受到欺骗，保护车内外人员的生命与财产安全。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
本领域的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
Claims (10)
1.一种实时GPS信号反欺骗检测告警方法，其特征在于，包括：
通过车载TBOX实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；
调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；
确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过车载TBOX实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，包括：
通过所述车载TBOX实时获取数据率大于等于第一数据率的IMU消息，将所述IMU消息写入IMU数据队列；
所述车载TBOX通过CAN总线实时获取数据率大于等于第二数据率的速度数据，并将所述速度数据写入CAN数据队列；
从所述IMU数据队列实时获取车辆的IMU数据，并从所述CAN数据队列实时获取车辆的速度数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则根据所述当前实际位置更新所述历史可信物理位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述物理距离小于或等于预设的位置偏移阈值，则所述方法还包括：
将用于确定所述车辆当前预测位置的IMU消息从所述IMU数据队列中删除，以及将用于确定所述车辆当前预测位置的速度数据从所述CAN数据队列中删除。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述车载TBOX实时获取数据率大于等于第三数据率的车辆的GPS信号，并将所述GPS信号写入GPS数据队列；
从所述GPS数据队列中读取出所述GPS信号，根据所述GPS信号确定车辆的车辆当前实际位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警，包括：
从所述GPS数据队列依次读取出所述GPS信号，针对每个所述GPS信号，执行确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离的步骤，确定每个所述GPS信号对应的所述物理距离；
若连续N个读取出的所述GPS信号对应的所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警，其中N为大于等于3的正整数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行实时GPS信号反欺骗检测告警，包括：
通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给云端，以使得所述云端进行安全大数据分析；或者，
通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给IVI，以使得所述IVI控制车内大屏向车内人员进行示警；或者，
通过所述车载TBOX将所述欺骗行为检测结果传递给智驾系统，以使得所述智驾系统执行反欺骗动作。
8.一种车载TBOX，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置；
调用模块，用于调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；
时间上报模块，用于确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
9.一种车载系统，其特征在于，包括：车载TBOX、网关；
所述车载TBOX用于从所述网关实时获取车辆的IMU数据以及速度数据，并确定所述IMU数据以及速度数据对应的历史可信物理位置，以及调用轨迹预测模型，基于所述历史可信物理位置，根据所述IMU数据以及所述速度数据进行车辆行驶轨迹预测，得到车辆当前预测位置；确定所述车辆当前预测位置以及车辆实时GPS信号对应的车辆当前实际位置之间的物理距离，若所述物理距离大于预设的位置偏移阈值，则进行实时GPS信号反欺骗检测告警。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：车载信息娱乐系统，所述车载TBOX用于将所述欺骗行为检测结果传递给所述车载信息娱乐系统，所述车载信息娱乐系统用于控制车内大屏向车内人员进行示警；
或者，所述车载系统还包括：智驾系统，所述车载TBOX用于将所述欺骗行为检测结果传递给所述智驾系统，并通过所述网关将所述车辆实时GPS信号传递给所述智驾系统，所述智驾系统用于根据所述车辆实时GPS信号执行反欺骗动作。
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