[发明专利]一种智能车辆网络攻击安全检测系统及方法

权利要求书

1.一种智能车辆网络攻击安全检测方法，基于智能车辆网络攻击安全检测系统，系统包括：车载加速度传感器、前轮转角传感器、横摆角速度传感器、组合导航传感器、状态估计模块、网络攻击检测模块和网络攻击容错模块；

所述车载加速度传感器，用于采集车辆的横向加速度a_x、纵向加速度a_y；

所述前轮转角传感器，用于采集车辆的前轮转角；

所述横摆角速度传感器，用于采集车辆的横摆角速度；

所述组合导航传感器，用于采集车辆的位置信号Xs、Ys；

所述状态估计模块，用于接收车载加速度传感器、前轮转角传感器、横摆角速度传感器及组合导航传感器发送的信号，并通过扩展卡尔曼滤波算法设计状态估计器，用于估计车辆的位置信号Xe、Ye；

所述网络攻击检测模块，分别接收组合导航传感器发送的车辆位置信号、状态估计模块发送的车辆的位置信号，根据预设阈值进行网络攻击检测，并将网络攻击标志位Fault发送给网络攻击容错模块；

所述网络攻击容错模块，通过判断网络攻击检测模块发送的网络攻击标志位Fault值，对车辆位置信息进行容错处理，将容错处理后的重构信号作为反馈信号发送给车辆；

其特征在于，步骤如下：

(1)建立四自由度车辆模型；

(2)通过组合导航传感器获取车辆的位置信号Xs、Ys；

(3)根据所述建立的四自由度车辆模型，通过扩展卡尔曼滤波算法设计状态估计器，估计车辆的位置信号Xe、Ye；

(4)根据步骤(2)获得的车辆的位置信号和步骤(3)中状态估计器估计得到的车辆的位置信号，进行动态阈值检测，实时进行网络攻击安全的检测和容错。

2.根据权利要求1所述的智能车辆网络攻击安全检测方法，其特征在于，所述步骤(1)具体如下：考虑车辆纵向动态和垂直载荷传递，建立四自由度车辆模型如下：

式中，m表示车辆的质量；x，y分别表示车辆运动在局部坐标系下的横位移、纵位移，二者的一阶微分和二阶微分分别表示局部坐标系下横纵方向的速度和加速度；表示横摆角，其一阶微分表示横摆角速度；m_s表示车辆弹簧质量；F_Xij，F_Yij分别表示车轮ij的纵向轮胎力和横向轮胎力；I_z表示车辆绕Z轴的转动惯量；I_x表示车辆绕X轴的转动惯量；h_c表示车辆的质心高度；e表示车辆侧倾中心到质心的距离；φ表示侧倾角；C_φ表示侧倾系数；K_φ表示侧倾刚度；C_d表示风阻系数；A_f表示车前面积；ρ表示空气密度；l表示轴距；a，b分别表示前后轴到质心的距离；I_xeq表示簧载质量绕X轴的等效转动惯量；d表示轮距；μ表示路面摩擦系数，δ_f表示前轮转角；

局部坐标系和全局坐标系之间的转换关系为：

式中，X，Y分别表示车辆运动在全局坐标系下的横位移、纵位移，二者的一阶微分和二阶微分分别表示全局坐标系下横纵方向的速度和加速度；

车辆动态垂直荷载建模为：

式中，F_Zij表示车轮ij的动态垂直载荷；g为重力比例系数。