自动驾驶核心技术LiDAR这么好骗？！
2017-06-29 09:20:49 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询消息，韩国先进科学技术研究院（Korea Advanced Institute of Science and Technology ）的Hocheol Shin、Dohyun Kim、Yujin Kwon和Yongdae Kim证实了两类针对激光雷达（LiDAR）的攻击，一种是欺骗性攻击，一种是饱和攻击。
如果你在夜间驾驶时，时常遇到素质低下的“远光狗”，你或许会期待自动驾驶汽车尽快到来，除非自动驾驶汽车的重要“眼睛”之一——激光雷达（LiDAR，Light Detection and Ranging）也会被“致盲”，或被根本不存在的障碍物所欺骗。
LiDAR是一种非常重要的自动驾驶技术：它通过发射脉冲激光，收集周围物体的反射光来计算与物体之间的距离信息。
据麦姆斯咨询消息，韩国先进科学技术研究院（Korea Advanced Institute of Science and Technology ）的Hocheol Shin、Dohyun Kim、Yujin Kwon和Yongdae Kim证实了两类针对LiDAR的攻击，一种是欺骗性攻击，一种是饱和攻击。
虽然他们的研究是在实验室进行的，但是他们称，来自这些攻击的潜在危害是非常严重的。
“按照来自英国交通部的数据，行驶速度为60英里/小时的汽车的安全刹车距离需要55m。安全刹车距离是紧急情况下仅留给刹车的安全距离，因此，即使是自动驾驶汽车也没有空间来核实‘障碍物点’的真实性，需要立即执行紧急刹车或躲避操作。这种突发的动作足够对周围的车辆造成安全威胁。”
研究人员用于概念验证的LiDAR为Velodyne VLP-16传感器
饱和攻击非常直接：“利用实验LiDAR所使用的相同波长的激光直接照射LiDAR，便能使实验LiDAR‘看不见’其传感输出范围内存在的物体。”
欺骗攻击略微复杂：“研究人员不仅用激光来照射LiDAR，还通过折射原理，使发射激光的器件‘看上去’离实验LiDAR更近。”
为了达到这个实验效果，研究人员利用了LiDAR传感器的两个特性，一个是其内在技术特性，一个是其特别的装配特性。
LiDAR运行原理简要示意图
与照相机拍摄整个物体不同，LiDAR通过捕获视场内反射激光获得的点云信息，来计算推断存在的物体。要获得一个欺骗性障碍物，研究人员仅需使LiDAR响应那些看上去像是障碍物点云的点反射激光。
如果LiDAR传感器仅对一个方向（假设为正前方）有响应，你把攻击设备安置在LiDAR传感器行进的方向上，那就不算是欺骗攻击了。
利用折射原理的欺骗攻击
这个时候就需要利用LiDAR传感器的装配特性了，研究人员发现，Velodyne LIDAR（许多类似器件也一样）采用了弧形玻璃来保护内部的传感器。如上图所示，制造欺骗点云信息的激光器，如果以一定角度来照射LiDAR传感器，在弧形玻璃的作用下，激光会产生折射现象，这便会使欺骗点云“看起来”改变了方向和实际距离。
研究人员称，这种折射现象引起的欺骗性点云信息对自动驾驶汽车来说，是非常严峻的威胁，因为在道路上，被探测点云根据他们的方向和位置，系统会有不一样的判断和响应。
研究人员还实验了第二种欺骗性攻击：他们捕获LiDAR传感器发射的脉冲激光，然后增加了一定的延时，再用其它激光器发回相应的脉冲激光。
研究人员还指出了应对这些攻击的防卫系统所面临的困难：如果为LiDAR系统增加验证点云信息的技术，举例来说，则可能会大幅降低自动驾驶汽车的系统响应速度。
这就带来了一个有趣的问题，如果两辆搭载相同LiDAR传感器的汽车相向行驶，会发生什么情况？
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