日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機(jī)站
  • 小程序

    汽車測(cè)試網(wǎng)

  • 公眾號(hào)

    • 汽車測(cè)試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測(cè)試

基于非耦合的加速度計(jì)的GNSS欺騙檢測(cè)并使用統(tǒng)計(jì)和小波變換測(cè)試

2022-02-21 13:20:32·  來源：軒轅實(shí)驗(yàn)室  
　
*本文來自軒轅實(shí)驗(yàn)室楊杰森的研究成果和學(xué)習(xí)筆記。01-概述這篇論文主要關(guān)注使用加速度計(jì)和GPS測(cè)量值進(jìn)行比較的檢測(cè)方法，之前的研究使用從航空器上收集的數(shù)據(jù)來
*本文來自軒轅實(shí)驗(yàn)室楊杰森的研究成果和學(xué)習(xí)筆記。

01-概述

這篇論文主要關(guān)注使用加速度計(jì)和GPS測(cè)量值進(jìn)行比較的檢測(cè)方法，之前的研究使用從航空器上收集的數(shù)據(jù)來檢測(cè)欺騙攻擊，本文將著眼于將這些技術(shù)應(yīng)用于汽車，并介紹另一種使用小波的潛在檢測(cè)方法，本文分為如下章節(jié)：第二節(jié)會(huì)介紹怎么使用慣性來檢測(cè)欺騙的背景，第三節(jié)會(huì)介紹實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)置，第四節(jié)會(huì)看到使用統(tǒng)計(jì)測(cè)試均值差和樣本方差欺騙檢測(cè)算法的性能，第五節(jié)研究了小波在欺騙檢測(cè)中可能具有的潛在作用，最后第六節(jié)給出了這項(xiàng)工作的結(jié)論以及汽車未來的研究領(lǐng)域，并介紹了另一種使用小波的潛在檢測(cè)方法。

02-使用慣性欺騙檢測(cè)

加速度特征

一個(gè)欺騙者無法精確猜出密碼術(shù)語中先驗(yàn)表示的加速曲線，如果一個(gè)欺騙者不能充分預(yù)測(cè)它，我們可以使用由加速度計(jì)確定的實(shí)際加速度輪廓和欺騙的GNSS加速度之間的差異來檢測(cè)欺騙，飛行結(jié)果表明，可能有許多不可預(yù)測(cè)的加速來源——風(fēng)、飛行員的推力輸入、起落架的降低等，由于顛簸、駕駛員輸入和轉(zhuǎn)彎，汽車應(yīng)用也應(yīng)該難以預(yù)測(cè)，平行于路徑方向，垂直于路徑方向和豎直方向加速度可能都很難先驗(yàn)預(yù)測(cè)，即使駕駛路線已經(jīng)知道，這甚至可能很難幾乎實(shí)時(shí)地確定，因?yàn)楣粽呖赡懿蝗菀状_定由駕駛者啟動(dòng)的確切時(shí)間轉(zhuǎn)彎和加速度。
然而，為了使加速度曲線有用，它必須有足夠高的信號(hào)相對(duì)于傳感器噪聲和誤差引起的比較處理。通過合理的加速度曲線，任何沒有良好估計(jì)車輛加速度的欺騙攻擊都應(yīng)該被檢測(cè)到，即使是可以遠(yuǎn)程測(cè)量加速度或從機(jī)載設(shè)備測(cè)量加速度的欺騙者也可以檢測(cè)到，這是因?yàn)槠垓_者會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤和延遲，如果有高頻動(dòng)態(tài)，可以檢測(cè)到錯(cuò)誤和延遲。

軸對(duì)齊

由于在不同的參考坐標(biāo)系上測(cè)量GNSS衍生加速度，因此有必要將GNSS衍生加速度與加速計(jì)衍生加速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和對(duì)齊，當(dāng)加速計(jì)在車身框架中對(duì)齊時(shí)，要進(jìn)行這種校準(zhǔn)，需要了解車輛的方向。
在方向已知的情況下，我們將GNSS加速度旋轉(zhuǎn)到身體軸。方程式1和2中顯示了這一點(diǎn)，其中α、β和γ分別是航向角、俯仰角和橫滾角。由于加速度計(jì)測(cè)量的是特定的力而不是慣性加速度，我們需要補(bǔ)償重力。我們可以將重力加速度g（名義上設(shè)置為9.81米/秒平方（m/s2））加到GNSS向上方向，或者從加速度計(jì)z軸上減去它。前者見等式（1）。然后我們可以計(jì)算加速度計(jì)和GNSS加速度之間的加速度差。
圖1顯示了GNSS和商用現(xiàn)貨（COTS）智能手機(jī)加速計(jì)的垂直加速度曲線，圖2顯示了兩個(gè)傳感器之間產(chǎn)生的加速度差。

03-實(shí)驗(yàn)配置
我們的測(cè)試車由全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）和幾個(gè)慣性測(cè)量單元（IMU）組成。所使用的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器是帶有Novatel風(fēng)車天線的Novatel SPAN。使用了三個(gè)等級(jí)的MEMS IMU——特別是COTS智能手機(jī)（Galaxy Note 3）、汽車（Bosch）和高級(jí)MEMS（Novatel SPAN）。圖3顯示了測(cè)試設(shè)置，表1顯示了數(shù)據(jù)收集率。如圖所示，IMU通常是并置的，而GNSS天線位于IMU上方的車頂上。

04-使用統(tǒng)計(jì)方法欺騙檢測(cè)
雖然我們可以觀察到全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和加速計(jì)之間測(cè)量加速度的差異，但我們需要有明確的測(cè)試，能夠可靠地檢測(cè)異常行為，并降低錯(cuò)誤警報(bào)的概率。因此，開發(fā)了基于統(tǒng)計(jì)測(cè)試的單獨(dú)監(jiān)測(cè)器，以檢查真實(shí)GNSS和加速計(jì)加速度之間應(yīng)一致的特定測(cè)量特性。使用統(tǒng)計(jì)測(cè)試是因?yàn)樗鼈兪侵苯亓水?dāng)?shù)模宜鼈兊男阅芎苋菀自u(píng)估。由于虛假加速可能導(dǎo)致不同的不一致性，因此可以開發(fā)多個(gè)不同的監(jiān)視器。執(zhí)行監(jiān)視器（EM）然后綜合各個(gè)監(jiān)視器的結(jié)果，以提供欺騙指示。該設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖9所示。
圖9所示的體系結(jié)構(gòu)對(duì)于整體欺騙檢測(cè)非常有用，因?yàn)樗梢詭椭鷮?shí)現(xiàn)良好的檢測(cè)，并且錯(cuò)誤警報(bào)率非常低。由于檢測(cè)可能會(huì)導(dǎo)致向用戶發(fā)出警報(bào)并中斷服務(wù)，因此錯(cuò)誤警報(bào)是有害的，因?yàn)樗鼈儠?huì)使系統(tǒng)在其他情況下不可用。此外，錯(cuò)誤警報(bào)可能導(dǎo)致對(duì)系統(tǒng)的不信任，可能導(dǎo)致用戶忽略警報(bào)。因此，最小化錯(cuò)誤警報(bào)非常重要。我們認(rèn)為，如果探測(cè)系統(tǒng)在其整個(gè)生命周期內(nèi)幾乎沒有虛假警報(bào)（幾乎為零），那么它才會(huì)有用，而不會(huì)被視為一種責(zé)任，由于通常不存在欺騙，這意味著錯(cuò)誤警報(bào)率極低，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)并不一定容易，因?yàn)楹茈y區(qū)分欺騙簽名和自然事件，多徑、閃爍和其他現(xiàn)象可能被誤認(rèn)為是欺騙，通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和EM，許多不同的獨(dú)立欺騙測(cè)試可以幫助最小化錯(cuò)誤警報(bào)。
測(cè)試監(jiān)視器
由于存在多種可能的加速度測(cè)量比較，可以為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)欺騙監(jiān)測(cè)開發(fā)幾種監(jiān)測(cè)器。第一個(gè)檢查的是加速度的差異，因?yàn)檫@是相對(duì)直接的。也可以使用加速度曲線的其他特征。例如，加速度（所謂的急動(dòng)）變化率應(yīng)該相似。加速度在一個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的變化也應(yīng)該類似。此外，可以針對(duì)每個(gè)軸（沿軌道、交叉軌道或垂直）檢查這些比較。所有這些都應(yīng)在誤差公差范圍內(nèi)匹配。

統(tǒng)計(jì)測(cè)試

表3顯示了每個(gè)比較度量的含義：