一种车辆远程驾驶授权与控制系统及方法与流程

本发明涉及智能车辆控制，具体涉及一种车辆远程驾驶授权与控制系统及方法。

背景技术：

1、随着自动驾驶技术由l2级部分辅助驾驶逐步向l3/l4级有条件自动驾驶方向发展，车辆逐渐具备自主感知、环境识别以及决策控制能力，同时，线控转向、线控制动、线控加速等车辆执行架构不断完善，使车辆具备了接受外部控制指令并执行驾驶操作的基础条件。与此同时，第五代移动通信（5g）以及蜂窝车联网（c-v2x）技术的发展，使车辆与车辆、车辆与基础设施之间能够实现低延迟、高可靠的数据通信。在此技术背景下，远程驾驶技术逐渐应用于智能交通领域，其核心思想是在驾驶员不位于目标车辆内部的情况下，通过远程操控设备或终端对车辆进行实时驾驶控制。现有远程驾驶技术主要应用于自动驾驶车辆在复杂场景下无法自主处理时，由后台安全员进行远程接管，或者应用于共享汽车调度、车辆远程代驾等场景，为提高车辆使用灵活性和自动驾驶系统安全性提供了技术基础。

2、现有技术存在以下不足：现有远程驾驶技术主要采用云端控制中心对车辆或者车主个人终端控制自有车辆的技术模式，控制权限通常由云端平台进行管理，被控车辆与远程驾驶设备之间缺少直接、安全的授权关系，无法实现普通车辆之间的点对点驾驶权限转移。例如，现有基于云平台的自动驾驶车辆远程驾驶接管系统，需要车辆向云端平台发送接管请求，再由云端平台根据车辆位置和资源情况分配远程驾驶座舱及驾驶人员完成车辆控制，该方式依赖专用云端平台和远程驾驶设备，无法利用道路上已有普通车辆及驾驶员资源。同时，现有方案无法实现车辆a将完整驾驶权限临时、安全地授权给车辆b，并由车辆b内驾驶员远程控制车辆a；此外，现有远程控制方案通常需要将车辆位置、视频流等数据上传至云端服务器，存在数据泄露风险，并且缺少针对授权对象、授权时间、行驶区域等条件的灵活配置机制。同时，在车辆点对点远程控制过程中，对于通信延迟波动、通信中断、恶意控制指令注入等异常情况缺少有效的主动检测和安全容错机制，难以满足实际道路环境下远程驾驶的安全性要求。

3、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种车辆远程驾驶授权与控制系统及方法，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车辆远程驾驶授权与控制方法，包括以下步骤：

3、获取第一车辆车主发起的远程驾驶授权请求，根据远程驾驶授权请求确定第二车辆身份信息、授权有效期限、最高限速信息以及地理围栏约束信息；

4、基于远程驾驶授权请求生成加密授权令牌，将加密授权令牌分别发送至第一车辆和第二车辆，加密授权令牌包含第一车辆身份信息、第二车辆身份信息、授权有效期限以及远程驾驶权限范围；

5、在第二车辆接收到加密授权令牌后，激活远程驾驶模式，并利用加密授权令牌与第一车辆建立车辆间无线通信链路，以实现第二车辆与第一车辆之间的远程驾驶数据交互；

6、通过第二车辆采集驾驶员输入的驾驶操作信息，驾驶操作信息包括方向盘转角信息、加速操作信息、制动操作信息以及挡位信息，根据驾驶操作信息生成远程驾驶控制指令，并对远程驾驶控制指令进行加密后发送至第一车辆；

7、基于第一车辆接收到的远程驾驶控制指令，对远程驾驶控制指令的发送方身份、授权有效期限以及地理围栏约束信息进行验证，在验证通过后，根据远程驾驶控制指令控制第一车辆执行转向、加速以及制动操作，并接收第二车辆对第一车辆状态信息的校验结果；

8、当检测到车辆间无线通信链路中断超过预设时间、远程驾驶控制指令连续验证失败达到预设次数、通信延迟超过预设阈值持续预设时长或授权有效期限结束时，终止第一车辆与第二车辆之间的远程驾驶控制，并控制第一车辆执行最小风险策略。

9、获取第一车辆车主发起的远程驾驶授权请求，根据远程驾驶授权请求确定第二车辆身份信息、授权有效期限、最高限速信息以及地理围栏约束信息，包括：

10、第一车辆车主通过车载系统或移动终端向授权管理服务器发送远程驾驶授权请求，远程驾驶授权请求中包含第二车辆身份标识信息、授权持续时间信息、车辆运行速度限制信息以及允许行驶区域信息；授权管理服务器根据接收到的远程驾驶授权请求获取第二车辆身份信息，并对第一车辆与第二车辆之间的远程驾驶权限关系进行确认，生成用于远程驾驶权限管理的授权请求数据。

11、基于远程驾驶授权请求生成加密授权令牌，将加密授权令牌分别发送至第一车辆和第二车辆，加密授权令牌包含第一车辆身份信息、第二车辆身份信息、授权有效期限以及远程驾驶权限范围，包括：

12、授权管理服务器采用非对称加密算法对远程驾驶授权请求进行处理，生成具有数字签名的加密授权令牌，加密授权令牌中还包含最高限速信息、地理围栏坐标信息以及授权状态信息；授权管理服务器将生成的加密授权令牌分别发送至第一车辆和第二车辆，第一车辆和第二车辆分别存储接收到的加密授权令牌，用于远程驾驶过程中的身份验证和权限确认。

13、在第二车辆接收到加密授权令牌后，激活远程驾驶模式，并利用加密授权令牌与第一车辆建立车辆间无线通信链路，以实现第二车辆与第一车辆之间的远程驾驶数据交互，包括：

14、第二车辆接收到加密授权令牌后，对加密授权令牌中的第二车辆身份信息进行验证，验证通过后由驾驶员通过第二车辆控制界面激活远程驾驶模式；第二车辆利用加密授权令牌向第一车辆发送通信连接请求，第一车辆对通信连接请求中的授权信息进行验证，验证通过后通过5g v2x pc5直连通信方式建立第一车辆与第二车辆之间的通信连接，用于传输远程驾驶控制信息和车辆状态信息。

15、通过第二车辆采集驾驶员输入的驾驶操作信息，驾驶操作信息包括方向盘转角信息、加速操作信息、制动操作信息以及挡位信息，根据驾驶操作信息生成远程驾驶控制指令，并对远程驾驶控制指令进行加密后发送至第一车辆，包括：

16、第二车辆通过远程驾驶操控单元采集驾驶员对方向盘、加速踏板、制动踏板以及挡位控制装置产生的操作信息，将采集到的驾驶操作信息转换为远程驾驶控制指令；第二车辆采用会话密钥对远程驾驶控制指令进行加密处理，并通过车辆间无线通信链路发送至第一车辆，以降低控制指令传输过程中的数据篡改风险。

17、基于第一车辆接收到的远程驾驶控制指令，对远程驾驶控制指令的发送方身份、授权有效期限以及地理围栏约束信息进行验证，在验证通过后，根据远程驾驶控制指令控制第一车辆执行转向、加速以及制动操作，并接收第二车辆对第一车辆状态信息的校验结果，包括：

18、第一车辆通过安全校验模块对远程驾驶控制指令进行验证，验证远程驾驶控制指令发送方身份是否与加密授权令牌中的第二车辆身份信息一致，判断授权有效期限是否处于有效状态，并检测第一车辆当前位置是否处于地理围栏范围内；验证通过后，第一车辆通过自动驾驶执行单元控制线控底盘执行转向、加速以及制动操作，并向第二车辆发送车辆状态信息。

19、并接收第二车辆对第一车辆状态信息的校验结果，包括：

20、第二车辆接收到第一车辆发送的车辆状态信息后，对车辆状态信息进行周期性检测，并将车辆状态信息与加密授权令牌中的远程驾驶权限范围进行比对，判断第一车辆当前运行状态是否符合授权信息要求；当检测到第一车辆状态信息异常时，第二车辆输出异常提示信息，并记录对应状态信息。

21、当检测到车辆间无线通信链路中断超过预设时间、远程驾驶控制指令连续验证失败达到预设次数、通信延迟超过预设阈值持续预设时长或授权有效期限结束时，终止第一车辆与第二车辆之间的远程驾驶控制，并控制第一车辆执行最小风险策略，包括：

22、第一车辆通过安全校验模块检测车辆间无线通信链路状态，当通信链路中断时间超过2秒、远程驾驶控制指令连续3次验证失败、通信延迟超过200ms并持续3秒，或者授权有效期限结束时，第一车辆断开与第二车辆之间的通信连接，停止接收远程驾驶控制指令，并执行最小风险策略，控制车辆减速、靠边停车以及启用电子驻车。

23、加密授权令牌采用sm2或ecdsa非对称加密算法生成，加密授权令牌还包括第一车辆身份标识、第二车辆身份标识、授权有效期限、最高限速信息以及地理围栏坐标信息；

24、授权管理服务器根据远程驾驶授权请求生成数字签名信息，并将数字签名信息写入加密授权令牌中；第一车辆和第二车辆接收到加密授权令牌后，通过数字签名信息确认授权令牌来源，并根据加密授权令牌中的车辆身份信息、时间信息以及权限信息进行远程驾驶控制验证。

25、执行最小风险策略，包括：

26、第一车辆检测到通信异常、控制指令异常或者授权失效情况时，停止执行第二车辆发送的远程驾驶控制指令，并控制车辆进入安全运行状态；第一车辆根据车辆当前运行状态执行减速、靠边停车、启用电子驻车操作，同时记录异常事件日志，并将异常事件日志发送至授权管理服务器，用于后续安全审计。

27、一种车辆远程驾驶授权与控制系统，包括授权请求模块、令牌管理模块、链路建立模块、控制指令模块、双端校验模块以及安全退出模块：

28、授权请求模块，获取第一车辆车主发起的远程驾驶授权请求，根据远程驾驶授权请求确定第二车辆身份信息、授权有效期限、最高限速信息以及地理围栏约束信息；

29、令牌管理模块，基于远程驾驶授权请求生成加密授权令牌，将加密授权令牌分别发送至第一车辆和第二车辆，加密授权令牌包含第一车辆身份信息、第二车辆身份信息、授权有效期限以及远程驾驶权限范围；

30、链路建立模块，在第二车辆接收到加密授权令牌后，激活远程驾驶模式，并利用加密授权令牌与第一车辆建立车辆间无线通信链路，以实现第二车辆与第一车辆之间的远程驾驶数据交互；

31、控制指令模块，通过第二车辆采集驾驶员输入的驾驶操作信息，驾驶操作信息包括方向盘转角信息、加速操作信息、制动操作信息以及挡位信息，根据驾驶操作信息生成远程驾驶控制指令，并对远程驾驶控制指令进行加密后发送至第一车辆；

32、双端校验模块，基于第一车辆接收到的远程驾驶控制指令，对远程驾驶控制指令的发送方身份、授权有效期限以及地理围栏约束信息进行验证，在验证通过后，根据远程驾驶控制指令控制第一车辆执行转向、加速以及制动操作，并接收第二车辆对第一车辆状态信息的校验结果；

33、安全退出模块，当检测到车辆间无线通信链路中断超过预设时间、远程驾驶控制指令连续验证失败达到预设次数、通信延迟超过预设阈值持续预设时长或授权有效期限结束时，终止第一车辆与第二车辆之间的远程驾驶控制，并控制第一车辆执行最小风险策略。

34、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

35、本发明通过构建车辆之间直接授权的远程驾驶控制方式，突破了传统云端-车辆或手机-自有车辆的远程控制模式，实现了任意两台车辆之间基于授权关系进行驾驶权限转移。通过授权管理服务器生成并分发加密授权令牌，使被控车辆与控制车辆能够在无需云端实时参与控制的情况下建立可信通信关系，实现车辆之间点对点远程驾驶控制。该方式扩大了远程驾驶技术的应用范围，不仅适用于朋友临时代驾场景，还能够应用于车队协同控制、共享汽车远程调度、特殊区域车辆操作等多种应用场景，提高了车辆资源利用效率和远程驾驶技术的适应能力。

36、本发明通过复用第二车辆原有的驾驶操控设备作为远程驾驶输入端，无需增加额外的专用远程驾驶硬件设备，即可实现对第一车辆的远程控制。第二车辆利用原有方向盘、加速踏板、制动踏板以及相关驾驶输入设备采集驾驶员操作信息，并转换为远程驾驶控制指令，使驾驶员能够基于熟悉的驾驶方式完成远程车辆控制。相比采用触摸屏、手机应用程序或摇杆等方式进行控制，本发明能够更加准确地获取驾驶员操作意图，提高方向控制、速度控制以及制动控制的精度，使远程驾驶过程更加接近真实驾驶体验，能够满足复杂道路环境下对车辆精准操控的需求。

37、本发明通过建立多层次安全防护机制，提高远程驾驶控制过程中的安全性和可靠性。通过采用非对称加密方式生成授权令牌，实现车辆身份认证和驾驶权限管理；通过会话密钥对车辆之间传输的控制指令进行加密，降低控制数据被窃取或篡改的风险；通过第一车辆与第二车辆之间的双端持续校验机制，对控制指令来源、授权有效期、地理围栏以及车辆状态进行实时验证。同时，通过授权有效期限和权限范围限制远程驾驶行为，能够有效防止伪造控制指令、重放攻击以及越权控制等安全风险，提高远程驾驶系统面对网络攻击和异常控制行为时的防护能力。

38、本发明通过建立基于通信状态检测的主动容错机制，实现远程驾驶过程中的异常识别和安全处理。系统对车辆之间通信链路状态进行持续监测，并设置明确的通信质量判断条件，包括端到端延迟150ms作为正常通信参考、超过200ms进行告警，以及延迟超过200ms持续3秒时触发最小风险策略（mrm）；同时设置通信中断超过2秒时自动终止远程驾驶控制。当检测到通信异常、控制指令异常或授权失效情况时，第一车辆能够主动断开通信链路，并执行最小风险策略，例如降低车辆速度、靠边停车等安全措施。通过主动检测和自动处理机制，避免因网络波动、通信中断等因素导致车辆失控，提高了远程驾驶系统在真实道路环境中的安全适应能力。

39、本发明通过车辆之间的点对点通信方式传输远程驾驶过程中的视频流数据和车辆位置信息，避免相关数据长期经过中心服务器进行转发和存储。在远程驾驶过程中，第一车辆的位置数据、摄像头视频数据以及相关车辆状态信息主要通过第一车辆与第二车辆之间建立的安全通信链路进行交互，不需要上传至云端控制平台进行实时处理，从而降低了车辆隐私数据泄露的风险。同时，通过授权令牌管理和加密通信机制，对车辆间数据交互过程进行安全保护，保证远程驾驶控制过程中数据传输的可信性和保密性，提高了用户对车辆数据隐私的控制能力。