一种基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，包括蓝牙模块和步态识别模块，其中，所述的蓝牙模块用于在原有汽车无钥匙进入协议基础上完成最后一步认证之后，汽车通过蓝牙模块连接车主智能设备进行蓝牙距离验证，以及将步态识别模块的判定结果返馈给汽车；所述的步态识别模块装于智能设备中，用于智能设备按照其记录的步态信息结合用户行为进行步态识别验证，并在车主智能设备中做出判定。本发明专利技术的汽车无钥匙进入安全防护系统，基于Unet与ResNet处理传感器数据方式判定车主状态行为信息，通过智能设备的双重验证技术

【技术实现步骤摘要】
一种基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统


[0001]本专利技术涉及汽车安全
，尤其涉及一种基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统。

技术介绍

[0002]随着汽车行业的发展，社会科技和生产力的提高，无钥匙进入系统在各个厂商的汽车中越来越普及，该系统几乎成为了当前出厂车型的标配系统。但是汽车无钥匙进入系统却存在者极其容易被利用的安全隐患，攻击者能够利用该系统，在车主毫不知情的情况下打开车门，甚至偷走汽车。
[0003]当车辆配备汽车无钥匙进入与启动(Passive Keyless Entry and Start，PKES)系统时，只要驾驶员在车辆附近，他/她就可以解锁车门。在某些情况下，驾驶员还必须按下车辆上的按钮。遥控钥匙和车辆之间需要相互通信，以验证驾驶员是否确实在附近。然后，车辆通过低频(LF)波段(125khz)与遥控钥匙通信，相应的遥控钥匙通过特高频(Ultra High Frequency，UHF)频段通信响应请求。图1示出了PKES系统中用于验证的消息流的示例。车辆定期广播低频信号，以检查附近是否有合适的遥控钥匙，如信标信号。如果遥控钥匙处于低频波段的通信范围内(例如，1～2m)，它接收来自车辆的周期性低频波段信号，使其能够在UHF波段传输响应信号。出于安全原因，使用远程密钥fob及其相应车辆之间预先共享的长期密钥对数据包进行加密。值得注意的是，在PKES系统中，驾驶员甚至可以在不将物理钥匙插入点火开关的情况下启动发动机。
[0004]处于成本控制和方便制造的考虑，汽车生产厂商往往较少的关注配备无钥匙进入系统的中端车型安全性，当前市场中存在着大量具有安全隐患的车型。
[0005]由于当前大部分汽车使用的无钥匙进入系统都有存在中继攻击漏洞，但是目前针对该漏洞的安全防护措施大部分都需要对汽车钥匙、汽车自身硬件系统进行大规模的改造，比如通过汽车钥匙额外的传输位置信息，在汽车内部额外加装机器学习设备，更改电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)功能设定等，这就意味着前述的防御方式并不能广泛的进行推广，实用性也会大打折扣。
[0006]另外还存在汽车上安置多个钥匙信号接收器，根据信号器接收信号强度差值判定的方法，此种方法针对单向中继有着较好的防护效果，在应对双向中继时对中继攻击的判定仍存在较大问题，准确度不高。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对上述问题，考虑到汽车无线通讯系统复杂性，为了更少的对原系统做改动，同时为了更好的对汽车无钥匙进入系统进行防护，设计开发一种新的安全检测方案，即基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供的一种基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，包括蓝牙模块
和步态识别模块，其中，所述的蓝牙模块用于在原有汽车无钥匙进入协议基础上完成最后一步认证之后，汽车通过蓝牙模块连接车主智能设备进行蓝牙距离验证，以及将步态识别模块的判定结果返馈给汽车；所述的步态识别模块装于智能设备中，用于智能设备按照其记录的步态信息结合用户行为进行步态识别验证，并在车主智能设备中做出判定。
[0010]进一步地，所述的步态识别模块采用深度学习网络模型。
[0011]进一步地，所述的深度学习网络模型的训练过程为：利用智能设备的传感器采集数据，训练数据经过统一格式化处理，随后进入到Unet结构的编码过程中，在Unet结构处理完数据后进行数据规范化操作，链接一个全连接层保存模型结果。
[0012]进一步地，所述的传感器包括加速度传感器和陀螺仪。
[0013]进一步地，所述步态识别模块的步骤包括：先利用残差网络进行特征提取进行编码，然后解码，再回归到跟原始图像一样大小的像素点的分类，得到分类后使用全连接层进行输出。
[0014]进一步地，所述的智能设备为智能手机。
[0015]进一步地，上述基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，包括以下处理步骤：
[0016]S1、车主携带智能钥匙靠近车门，触发无钥匙进入系统；
[0017]S2、汽车正常与智能钥匙通信，向汽车钥匙传输唤醒和挑战码，钥匙接收并验证通过后使用通用高频频段发送加密的解锁指令；
[0018]S3、蓝牙距离验证：汽车收到指令并验证通过后，启动蓝牙，在蓝牙的通讯距离内，搜寻车主绑定的蓝牙设备并连接；
[0019]S4、步态识别验证：当智能设备与汽车自动连接后，汽车向智能设备发出验证请求，智能设备会通过传感器信息判定是否存在行为步态段，如果存在行为步态段则默认车主整个步态行为符合逻辑认为此次解锁安全，此时通过蓝牙向汽车返回安全自动解锁信号，否则在智能设备中对车主进行提示，车主需要手动进行确认是否解锁或者车辆进行解锁但是给车主弹出车辆开锁警告。
[0020]进一步地，步态识别验证过程中，首先对传感器的数据进行格式化操作将传入数据按照维度进行标准化转换，同时进行数据格式重整，符合模型同意输入标准，随后传入分析引擎，根据传感器的数据特征分析序列中是否存在行为步态段。
[0021]进一步地，所述传感器的数据设置为六维，包括加速度传感器三维和陀螺仪角速度量三维。
[0022]进一步地，每次车主解锁行为数据均作为训练数据重新对步态识别模型进行训练。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，给出一种操作简便、流程清晰、效率高的车内总线网关安全检测方法的实现方案，该系统不依赖某种特定的软硬件，具备标识不同总线域并检测不同总线域之间消息转发规则的能力，具备违规路由检测能力，具备自动适配总线接口的能力，基于Unet与ResNet处理传感器数据方式判定车主状态行为信息，通过智能设备的双重验证技术
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智能设备中的蓝牙连接距离限定和车主行为状态验证，保护汽车门禁安全，提高车联网安全防护性能。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术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。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统流程图。
[0027]图2为本专利技术实施例提供的步态识别模块的整体结构。
具体实施方式
[0028]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，包括蓝牙模块和步态识别模块，其中，如图1所示，所述的蓝牙模块用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，其特征在于，包括蓝牙模块和步态识别模块，其中，所述的蓝牙模块用于在原有汽车无钥匙进入协议基础上完成最后一步认证之后，汽车通过蓝牙模块连接车主智能设备进行蓝牙距离验证，以及将步态识别模块的判定结果返馈给汽车；所述的步态识别模块装于智能设备中，用于智能设备按照其记录的步态信息结合用户行为进行步态识别验证，并在车主智能设备中做出判定。2.根据权利要求1所述的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，其特征在于，所述的步态识别模块采用深度学习网络模型。3.根据权利要求2所述的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，其特征在于，所述的深度学习网络模型的训练过程为：利用智能设备的传感器采集数据，训练数据经过统一格式化处理，随后进入到Unet结构的编码过程中，在Unet结构处理完数据后进行数据规范化操作，链接一个全连接层保存模型结果。4.根据权利要求3所述的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，其特征在于，所述的传感器包括加速度传感器和陀螺仪。5.根据权利要求1所述的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，其特征在于，所述步态识别模块的步骤包括：先利用残差网络进行特征提取进行编码，然后解码，再回归到跟原始图像一样大小的像素点的分类，得到分类后使用全连接层进行输出。6.根据权利要求1所述的基于步态分析的汽车无钥匙进入安全防护系统，其特征在于，所述的智能设备为智能手机。7.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淼，王国达，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：