本公開涉及車輛到萬物(v2x)通信，并且更具體地涉及提升安全v2x通信的效率的方法。當前的v2x通信和硬件標準旨在適應預定義數量的受保護通信吞吐量。此外，隨著高級駕駛輔助系統(adas)變得越來越普遍，需要保護的v2x網絡上傳輸的v2x數據量也越來越大。因此，通信吞吐量隨著v2x網絡使用量的增加而增加。

背景技術：

1、雖然當前用于在v2x網絡上發送和接收數據的系統和方法實現了其預期目的，但是仍需要一種新的、改進的系統和方法，用于在保持或提高在此類v2x網絡上傳輸的數據的安全性的同時提升安全v2x通信的效率，同時保持或提高adas功能性、提高v2x吞吐量、并提高用戶體驗，而不增加系統復雜性或延遲。

技術實現思路

1、根據本公開的若干方面，一種提升車輛到萬物(v2x)流通信的效率的系統包括一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛。該系統還包括一個或多個傳感器，捕獲關于發送車輛和接收車輛的車輛信息，以及捕獲關于一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛的環境的環境信息。一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛中的每一輛都具有控制器。控制器包括處理器、存儲器以及一個或多個輸入/輸出(i/o)端口，i/o端口與一個或多個傳感器通信。存儲器存儲編程控制邏輯。處理器執行編程控制邏輯，該編程控制邏輯包括提升v2x流通信(evsc)的應用程序。evsc至少包括第一、第二、第三和第四控制邏輯。第一控制邏輯從一個或多個傳感器獲得發送車輛和接收車輛信息和環境信息。第二個控制邏輯采用evsc的稀疏簽名方法(ssa)部分。第三個控制邏輯采用evsc的鏈式數據包方法(cpa)部分。第四控制邏輯主動且持續地采用ssa部分和cpa部分來監控帶寬利用率和計算資源利用率并在確保v2x通信的安全性的同時主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到低于第一水平的第二水平。

2、在本公開的另一方面，第一控制邏輯還包括用于從傳感器獲得車輛遠程信息處理信息的控制邏輯，車輛遠程信息處理信息包括速度、位置、高度、帶寬利用率、計算資源利用率，傳感器包括：設置在一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛上的傳感器。第一控制邏輯還包括用于從傳感器獲得交通信息、路況和路面信息、天氣信息以及位置信息的控制邏輯，傳感器包括：基礎設施上的傳感器，基礎設施包括全球定位系統(gps)衛星、蜂窩塔和交通信號裝置。

3、在本公開的又一方面，第二控制邏輯還包括用于識別常規v2x消息的控制邏輯，常規v2x消息包括：車輛航向、車輛速度、車輛位置和車輛高度；以及用于識別中間v2x消息的控制邏輯，中間v2x消息包括來自自動駕駛應用程序(包括高級駕駛輔助系統(adas)通信)的消息。

4、在本公開的再一方面，以規則且周期性的標準消息間隔發送和接收常規v2x消息，并且以高于標準消息間隔的頻率發送和接收中間消息。

5、在本公開的又一方面，第二控制邏輯還包括用于對常規v2x消息進行安全簽名的控制邏輯，以及用于通過以下方式對中間v2x消息進行選擇性簽名的控制邏輯：通過主動且持續地監控中間v2x消息來跟蹤發送車輛和接收車輛的行為，并且在確定正在發生劇烈動態變化或已發送特殊命令時，對與劇烈動態變化或特殊命令相對應的中間v2x消息進行安全簽名。

6、在本公開的再一方面，第二控制邏輯還包括控制邏輯，自接收到先前已安全簽名的v2x消息以來，使得接收車輛跟蹤并生成發送車輛的預測。在接收到未保護的v2x消息時，第二控制邏輯通過將未保護的v2x消息中的信息與預測進行比較來驗證未保護的v2x消息中包含的信息，并且在確定未保護的v2x消息與預測匹配時，第二控制邏輯將置信水平從第一水平提高到大于第一水平的第二水平。置信水平定義了汽車安全完整性水平(asil)等級。接收車輛對asil等級大于等于閾值asil等級的未保護的v2x消息進行簽名和保護。

7、在本公開的又一方面，基線閾值asil等級為asil-b；基于關于發送車輛和接收車輛的車輛信息以及環境信息選擇性地修改閾值asil等級，環境信息包括：交通信息、路況及路面信息、天氣信息以及位置信息。

8、在本公開的再一方面，第三控制邏輯還包括使得接收車輛緩沖在已簽名的常規v2x消息和已簽名的后續常規v2x消息之間接收的未簽名的中間v2x消息的控制邏輯；以及使得發送車輛在已簽名的常規v2x消息和已簽名的后續常規v2x消息之間的間隔內將每個v2x消息的哈希值(hash)附加到后續v2x消息的控制邏輯。

9、在本公開的又一方面，第三控制邏輯還包括基于后續常規v2x消息的有效簽名和已簽名的后續常規v2x消息的哈希值來驗證未簽名的中間v2x消息的控制邏輯；以及通過已簽名的后續常規v2x消息的哈希值在該間隔內批量認證一個或多個未簽名的v2x消息的控制邏輯。

10、在本公開的再一方面，當接收車輛運行時，evsc主動且持續地運行；并且ssa部分和cpa部分選擇性地運行以通過以下方式主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到第二水平：當在預定時間段內發送和接收的v2x消息的數量小于等于預定閾值數量時，執行控制邏輯以操作ssa；并且當在預定時間段內發送和接收的v2x消息的數量大于預定閾值數量時，執行控制邏輯以操作cpa。

11、在本公開的又一方面，當接收車輛運行時，evsc主動且持續地運行；并且ssa部分和cpa部分選擇性地運行，以通過以下方式主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到第二水平：執行控制邏輯以操作ssa部分來管理通過在預定義時間段內發送和接收的v2x消息的asil等級而識別為緊急的v2x消息；并且執行控制邏輯以操作cpa部分來管理通過在預定義時間段內發送和接收的v2x消息的asil等級而識別為非緊急的v2x消息。

12、根據本公開的幾個其他方面，一種提升車輛到萬物(v2x)流通信的效率的方法包括經由一個或多個傳感器捕獲關于一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛的車輛信息，以及捕獲關于一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛的環境的環境信息。一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛中的每一個都具有控制器，控制器包括處理器、存儲器和一個或多個輸入/輸出(i/o)端口。i/o端口與一個或多個傳感器進行通信。存儲器存儲編程控制邏輯。處理器執行編程控制邏輯，該編程控制邏輯包括提升v2x流通信(evsc)的應用程序。evsc包括控制邏輯，用于：從一個或多個傳感器獲得傳輸車輛和接收車輛信息和環境信息、采用evsc的稀疏簽名方法(ssa)部分、采用evsc的鏈式數據包方法(cpa)部分、以及主動且持續地采用evsc的ssa部分和cpa部分來監控帶寬利用率和計算資源利用率并在確保v2x通信的安全性的同時主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到低于第一水平的第二水平。

13、在本公開的另一方面，該方法還包括從傳感器獲得車輛遠程信息處理信息，車輛遠程信息處理信息包括速度、位置、高度、帶寬利用率、計算資源利用率，傳感器包括：設置在一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛上的傳感器，以及從傳感器獲得交通信息、路況和路面信息、天氣信息以及位置信息，傳感器包括：基礎設施上的傳感器，基礎設施包括全球定位系統(gps)衛星、蜂窩塔和交通信號裝置。

14、在本公開的再一方面，該方法還包括識別常規v2x消息，常規v2x消息包括：車輛航向、車輛速度、車輛位置和車輛高度，識別中間v2x消息，中間v2x消息包括來自自動駕駛應用程序(包括高級駕駛輔助系統(adas)通信)的消息，并以規則且周期性的標準消息間隔發送和接收常規v2x消息，并且以高于標準消息間隔的頻率發送和接收中間v2x消息。

15、在本公開的又一方面，該方法還包括對常規v2x消息進行安全簽名，以及通過以下方式對中間v2x消息進行選擇性安全簽名：通過主動且持續地監控中間v2x消息來跟蹤發送車輛和接收車輛的行為；并在確定發生劇烈動態變化或已發送特殊命令時，對與劇烈動態變化或者特殊命令相對應的中間v2x消息進行安全簽名。

16、在本公開的再一方面，該方法還包括自接收到先前已安全簽名的v2x消息以來使得接收車輛跟蹤并生成發送車輛的預測。在接收到未保護的v2x消息時，該方法通過將未保護的v2x消息中的信息與預測進行比較來驗證未保護的v2x消息中包含的信息。在確定未保護的v2x消息與預測匹配時，該方法將置信水平從第一水平提高到大于第一水平的第二水平，并且其中置信水平定義了汽車安全完整性水平(asil)等級，并且其中接收車輛對asil等級大于等于閾值asil等級的未保護的v2x消息進行簽名和保護。基線閾值asil等級為asil-b。該方法還包括基于關于發送車輛和接收車輛的車輛信息以及環境信息選擇性地修改閾值asil等級，環境信息包括：交通信息、路況及路面信息、天氣信息、位置信息。

17、在本公開的又一方面，該方法還包括使得接收車輛緩沖在已簽名的常規v2x消息和已簽名的后續常規v2x消息之間接收的未簽名的中間v2x消息；以及使得發送車輛在已簽名的常規v2x消息和已簽名的后續常規v2x消息之間的間隔內將每個v2x消息的哈希值附加到后續v2x消息。該方法還包括基于后續常規v2x消息的有效簽名和已簽名的后續常規v2x消息的哈希值來驗證未簽名的中間v2x消息，以及通過已簽名的后續常規v2x消息的哈希值在該間隔內批量認證該一個或多個未簽名的v2x消息。

18、在本公開的再一方面，該方法還包括當接收車輛運行時，主動且持續地運行evsc；并且選擇性地運行ssa部分和cpa部分以通過以下方式主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到第二水平：當預定時間內發送和接收的v2x消息的數量小于等于預定閾值數量時，執行ssa；并且當在預定時間段內發送和接收的v2x消息的數量大于預定閾值數量時，執行cpa。

19、在本公開的再一方面，該方法還包括當接收車輛運行時，主動且持續地運行evsc；并且選擇性地運行ssa部分和cpa部分以通過以下方式主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到第二水平：執行ssa部分來管理通過在預定義時間段內發送和接收的v2x消息的asil等級被識別為緊急的v2x消息；并且執行cpa部分來管理通過在預定義時間段內發送和接收的v2x消息的asil等級被識別為非緊急的v2x消息。

20、在本公開的幾個附加方面，一種提升車輛到萬物(v2x)流通信的效率的方法包括經由一個或多個傳感器捕獲關于一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛的車輛信息，以及捕獲關于一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛的環境的環境信息。一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛中的每一輛都具有控制器。控制器包括處理器、存儲器和一個或多個輸入/輸出(i/o)端口。i/o端口與一個或多個傳感器通信。存儲器存儲編程控制邏輯。處理器執行編程控制邏輯，該編程控制邏輯包括提升v2x流通信(evsc)的應用程序。evsc包括用于從一個或多個傳感器獲得車輛遠程信息處理信息的控制邏輯，車輛遠程信息處理信息包括來自傳感器的速度、位置、高度、帶寬利用率、計算資源利用率，傳感器包括：設置在一輛或多輛發送車輛和一輛或多輛接收車輛上的傳感器。evsc還包括用于從傳感器獲得交通信息、路況和路面信息、天氣信息以及位置信息的控制邏輯，傳感器包括：基礎設施上的傳感器，基礎設施包括全球定位系統(gps)衛星、蜂窩塔和交通信號裝置。evsc還包括用于采用evsc的稀疏簽名方法(ssa)部分的控制邏輯，包括：識別常規v2x消息，常規v2x消息包括：車輛航向、車輛速度、車輛位置和車輛高度；識別中間v2x消息，中間v2x消息包括來自自動駕駛應用程序(包括高級駕駛輔助系統(adas)通信)的消息；以規則且周期性的標準消息間隔發送和接收常規v2x消息，并且以高于標準消息間隔的頻率發送和接收中間v2x消息；對常規v2x消息進行安全簽名，和通過以下方式對中間v2x消息進行選擇性安全簽名：通過主動且持續地監控中間v2x消息來跟蹤發送車輛和接收車輛的行為。在確定正在發生劇烈動態變化或已發送特殊命令時，對與劇烈動態變化或特殊命令相對應的中間v2x消息進行安全簽名，并自接收到先前已安全簽名的v2x消息以來使得接收車輛跟蹤并生成發送車輛的預測。在接收到未保護的v2x消息時，evsc的ssa部分通過將未保護的v2x消息中的信息與預測進行比較來驗證未保護的v2x消息中包含的信息。在確定未保護的v2x消息與預測匹配時，evsc的ssa部分將置信水平從第一水平提高到大于第一水平的第二水平。置信水平定義了汽車安全完整性水平(asil)等級。接收車輛對asil等級大于等于閾值asil等級的未保護的v2x消息進行簽名和保護。基線閾值asil等級為asil-b。evsc的ssa部分還包括用于基于關于發送車輛和接收車輛的車輛信息以及環境信息選擇性地修改閾值asil等級的控制邏輯，環境信息包括：交通信息、路況及路面信息、天氣信息以及位置信息。evsc還包括用于采用evsc的鏈式數據包方法(cpa)部分的控制邏輯，包括：控制邏輯，其使得接收車輛緩沖在已簽名的常規v2x消息和已簽名的后續常規v2x消息之間接收的未簽名的中間v2x消息，以及使得發送車輛在已簽名的常規v2x消息和已簽名的后續常規v2x消息之間的間隔內將每個v2x消息的哈希值附加到后續v2x消息。evsc的cpa部分還包括控制邏輯，用于基于后續常規v2x消息的有效簽名和已簽名的后續常規v2x消息的哈希值來驗證未簽名的中間v2x消息，以及用于通過已簽名的后續常規v2x消息的哈希值在該間隔內批量認證一個或多個未簽名的v2x消息。evsc還包括控制邏輯，用于當接收車輛運行時，主動且持續地采用evsc以監控帶寬利用率和計算資源利用率并且在確保v2x通信的安全性的同時通過以下方式主動且持續地降低帶寬利用率和計算資源利用率：選擇性地運行ssa部分和cpa部分，以通過以下方式主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到小于第一水平的第二水平：當在預定時間段內發送和接收的v2x消息的數量小于等于預定閾值數量時，執行ssa，并且當在預定時間段內發送和接收的v2x消息的數量大于預定閾值數量時，執行cpa。evsc還包括控制邏輯，用于選擇性地運行ssa部分和cpa部分，以通過以下方式主動且持續地將帶寬利用率和計算資源利用率從第一水平降低到第二水平：執行ssa部分來管理通過在預定義時間段內發送和接收的v2x消息的asil等級而識別為緊急的v2x消息；并且執行cpa部分以管理通過在預定義時間段內發送和接收的v2x消息的asil等級而識別為非緊急的v2x消息。

21、根據本文提供的描述，進一步的適用領域將變得顯然。應該理解，說明書和具體示例僅僅是為了說明的目的，而不是旨在限制本公開的范圍。