意图轨迹碰撞预测与多源防伪的车辆协同验证方法及系统

本发明涉及智能交通系统（its）、车联网安全及驾驶行为分析，具体涉及一种意图轨迹碰撞预测与多源防伪的车辆协同验证方法及系统。

背景技术：

1、在当前的车联网（v2x）行车礼让场景中，现有的判定逻辑存在严重缺陷：其一，因果关系倒置。简单的“后车请求+前车减速”判定模型，无法区分前车是由于“看手机/前方障碍”导致的被动减速，还是真正为了后车做出的主动礼让。其二，防伪验证手段薄弱。恶意用户可轻易使用软件模拟器伪造两车 gps 轨迹骗取路权积分。其三，系统普遍缺乏闭环的双向协同告知机制以及宏观交通流影响（如幽灵堵车）的抑制机制。

技术实现思路

1、1.本发明所要解决的技术问题：

2、现有技术中路权礼让判定存在因果关系倒置（无法区分主动礼让与被动减速）、交互协议单向性（缺乏协同确认与双向反馈），以及高动态环境下极易受模拟信号作弊干扰等技术缺陷。

3、2.技术方案：

4、一种意图轨迹碰撞预测与多源防伪的车辆协同验证方法，应用于包括云服务器、分布式存储节点或结算中心、路侧单元，及车辆终端的车辆礼让行为验证系统，所述方法包括：

5、步骤s1：运动矢量采集与意图轨迹预测：响应于第一车辆的车辆终端发起的路权交互请求，第二车辆的车辆终端通过车载传感器实时采集所述第二车辆的自身行驶状态数据，并通过v2x通信链路接收所述第一车辆的行驶状态数据及预设的目标超越轨迹矢量；所述第二车辆的车辆终端基于车辆动力学模型，预测所述第一车辆按照所述目标超越轨迹矢量行驶的虚拟运动轨迹，并预测所述第二车辆保持当前状态的惯性运动轨迹；

6、步骤s2：虚拟冲突构建与协同避让决策：所述第二车辆的车辆终端利用车载边缘计算单元，计算所述第一车辆的所述虚拟运动轨迹与所述第二车辆的所述惯性运动轨迹的交汇点，并动态解算基于所述交汇点的虚拟预计碰撞时间；判定所述虚拟预计碰撞时间是否小于预设的安全阈值；若小于所述预设的安全阈值，则判定存在真实物理路权冲突；在确认存在冲突后，所述第二车辆的车辆终端结合自身传感器获取的前方及侧方环境数据，评估是否具备安全避让条件；若具备安全避让条件且所述第二车辆达成让行决策，则生成包含预设让行策略的同意让行指令，并通过所述v2x通信链路将所述同意让行指令反馈至所述第一车辆，其中，所述预设让行策略包括减速让行特征序列或变道避让特征矢量；若不具备安全避让条件或所述虚拟预计碰撞时间大于或等于所述预设的安全阈值，则执行静默拦截或拒绝请求；

7、步骤s3：双向协同执行与本地消解计算：响应于接收到所述同意让行指令，所述第一车辆的车辆终端依据所述预设让行策略执行对应的加速超越或变道操驾；同时，在礼让行为监测任务激活期间，所述第二车辆的车辆终端通过所述v2x通信链路持续接收所述第一车辆的高频实时行驶状态数据，实时跟踪自身的加速度衰减率及侧向位移包络，并持续与所述第一车辆的实时行驶状态进行耦合，以重新解算实时的预计碰撞时间；若所述第二车辆的车辆终端计算判定所述实时的预计碰撞时间回升至所述预设的安全阈值以上，且接收到所述第一车辆的车辆终端反馈的超越完成信令，则本地判定物理冲突消解有效，并将包含轨迹变化及特征数据的交互日志上报至所述云服务器；

8、步骤s4：云端多源验证与双向闭环知会：所述云服务器接收所述交互日志，并获取由附近所述路侧单元广播的实时动态签名；所述云服务器验证所述交互日志与所述实时动态签名的一致性，在验证通过后将二者打包生成礼让验证凭证，并通过非对称数字签名锁定所述礼让验证凭证；所述云服务器触发所述分布式存储节点或结算中心执行积分资产的异步结算，并同步生成包含结算结果的协同完成通知指令；所述云服务器将所述协同完成通知指令分别下发至所述第一车辆的车辆终端与所述第二车辆的车辆终端，以触发对应的车辆终端执行内部人机交互界面的成功反馈及外部视觉交互态势信号的输出。

9、优选的，所述预设的安全阈值通过以下算法机制动态修正：所述第二车辆的边缘计算单元实时获取当前路段的路面附着系数、自车线控底盘系统的制动响应延迟时间，以及前方视野的动态障碍物空间复杂度因子；基于所述路面附着系数和所述制动响应延迟时间，解算物理极限状态下的基础制动安全时间；将所述基础制动安全时间与所述空间复杂度因子进行非线性加权融合，动态输出实时更新的所述安全阈值。

10、优选的，所述结合自身传感器获取的前方及侧方环境数据，评估是否具备安全避让条件，包括：所述第二车辆的边缘计算单元构建以自车质心为原点的局部时空占用栅格矩阵；将所述前方及侧方环境数据映射至所述局部时空占用栅格矩阵，提取潜在障碍物的相对速度向量及静态边界坐标；依据预设让行策略，解算执行减速让行或变道避让所必需的极限纵向加速度衰减量或极限侧向横摆角速度；若解算得出的所述极限纵向加速度衰减量或所述极限侧向横摆角速度，超出所述第二车辆底盘动力学的物理执行边界或预设的乘员舒适度包络面，则判定不具备安全避让条件。

11、优选的，所述步骤s4中所述生成礼让验证凭证的过程还包括：

12、若判定当前路段无所述路侧单元的信号覆盖，所述第二车辆的车辆终端自动切换至雷达特征公证模式；

13、所述第二车辆在生成所述同意让行指令时，将基于精准时间协议的同步时间戳嵌入其中并发往所述第一车辆；当物理时间到达所述同步时间戳时，所述第一车辆与所述第二车辆的车辆终端同步锁定当前帧的车载传感器扫描到的特定静态地标雷达反射特征点云，并在执行自车运动补偿后，基于空间分布特征矩阵提取所述雷达反射特征点云的哈希值；

14、所述第二车辆的车辆终端将所述哈希值随所述交互日志上报至所述云服务器；

15、所述云服务器将所述哈希值嵌入所述交互日志中以生成所述礼让验证凭证，所述哈希值用于所述云服务器后续校验车辆物理位置的真实性。

16、优选的，所述方法还包括局部交通熵校验算法机制，包括：

17、所述云服务器获取礼让行为发生前后，局部路段内车流平均速度的变化率与车距标准差；

18、若所述云服务器判定所述礼让行为导致所述局部路段内车流平均速度下降且超过预设的拥堵阈值，则判定所述礼让行为引发局部交通熵增，并判定所述礼让行为无效或扣减对所述第二车辆的评价权重；

19、若所述局部路段内车流平均速度保持稳定或提升且所述车距标准差减小，则所述云服务器生成全额积分资产结算凭证，并触发所述分布式存储节点或结算中心执行结算。

20、本发明还提出一种车辆协同验证系统，用于实现意图轨迹碰撞预测与多源防伪的车辆协同验证方法，其特征在于，包括：

21、冲突计算模块：部署于车辆终端的边缘计算单元，用于实时预测意图轨迹并解算多车轨迹交汇风险及虚拟预计碰撞时间数值；

22、因果判定引擎：部署于车辆终端的边缘计算单元，用于评估避让条件并执行基于所述虚拟预计碰撞时间阈值的协同避让决策及双向握手协议；

23、v2x公证接口：用于与路侧单元及云服务器通信，获取并验证不可伪造的时空存在证明；

24、效用评估单元：部署于云服务器，用于计算微观驾驶协同行为对宏观交通流的交通熵影响因子，并触发双向闭环知会指令。

25、3.有益效果：

26、与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

27、本发明通过确立端侧计算、云端验证与双向知会的闭环架构，实现了对物理操驾行为的因果属性锁定。利用意图轨迹预测虚拟 ttc，彻底排除了被动减速的误判漏洞；借助时空同步快照与雷达特征哈希映射，在零延迟干预的前提下完成了高动态环境中的绝对防伪；通过交通熵校验机制，在提升交通整体通行效率的同时，确保了路权分配系统的公信力。