一种基于车外语音系统解锁及启动车辆的方法和系统

技术领域

本发明用于智能网联汽车领域，具体涉及一种基于车外语音系统无钥匙进入及启动车辆的接管方式。

背景技术

随着智能网联汽车的日渐发展，目前人们对汽车“便捷、智能、安全”等方面的要求越来越高，提供与传统汽车物理钥匙不同的进入方式更能使汽车具有便捷感和高科技智能感。如何不携带机械钥匙就能进入并启动车辆成为越来越多人研究的方向。目前主流代替物理钥匙的方案有蓝牙钥匙、人脸钥匙以及卡片钥匙，但是仍然是存在以下几点不足的：1、需要携带手机或者卡片钥匙，若发生丢失现象，车辆存在被盗取的风险；2、人脸等生物特征钥匙有较高的硬件成本，且识别过程受较强的外部因素干扰，识别成功率无法100%保证。

公开号CN107993315A，名称“基于可见光通信技术的车门解锁系统、解锁方法及汽车”公开一种基于可见光通信技术的车门解锁系统及方法，包括：移动终端，用于根据云平台发送的随机秘钥对用户请求信息进行加密；并将加密后的用户请求信息转换成可见光信号发送至解锁器；解锁器将接收的可见光信号解密成用户请求信息和随机秘钥，并将用户请求信息与从云平台调取的用户信息进行对比，并编辑控制指令发送给门控器；门控器，用于接收控制指令进行开锁；云平台将预存的用户信息发送给解锁器；以及生成随机秘钥，并将随机秘钥发送给移动终端，具有车门解锁方便、安全的优点。但该专利的技术存在以下问题：其一、要求移动终端和解锁器具备可见光信号接收和转换硬件设备，对可见光信号技术要求以及硬件成本较高；其二、移动终端对云平台发送的随机秘钥存储并且通过移动终端直接发送至解锁器，存在较大的泄密风险。

公开号CN107963057A 名称“一种基于手机的无钥匙进入系统” 公开了一种基于手机的无钥匙进入系统，包括手机、车载蓝牙、车身控制器，手机内置蓝牙与车载蓝牙匹配连接，所述的车载蓝牙与车身控制器连接，所述的车身控制器与认证模块连接，所述的车身控制器控制车门的解锁上锁。用户通过手机输入的认证信息通过蓝牙送入到车身控制器，所述的车身控制器将收到的信息送入到认证模块进行认证。本发明的优点在于：通过收紧来实现车辆的无钥匙系统，提升了用户体验，而且可以通过手机与车辆的认证模块进行多重多种认证方式，增加安全性能，而且提高了认证的种类，方便根据需求选择。但是手机内置蓝牙与车载蓝牙连接稳定性不高，在手机没有或者忘带手机的情况下，并不能有效解决无钥匙进入车辆的场景。

申请号202010725356 .7名称一种无钥匙启动车辆的方法提供了一种通过在车辆出厂前预置非对称公钥至车身控制器向云端请求随机因子进行匹配的方式来启动车辆；存在的问题是请求随机因子输入认证的步骤过于繁琐，该专利描述的技术方案应对的使用场景过于小众，仍旧需要携带移动终端或者机械钥匙，并没有彻底解决替代传统钥匙的智能便捷场景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于车外语音系统输入随机密码的方式来实现车门解锁及车辆启动，从而实现一种全新的智能钥匙的方式，克服上述现有技术中的缺陷。

为解决以上的技术难题，本发明采用了以下的技术方案：一种基于车外语音系统无钥匙进入及启动车辆的系统，包括：移动设备通过通信网络向云平台发送开锁启动请求，云平台用于校验用户及车辆身份认证，加密生成随机秘钥并发送移动终端，解密解锁密钥并发送T-Box车载智能终端；PE门把手按键内置拾音器，作为车外语音系统的唤醒源；车外语音系统处理输入的语音随机秘钥，离线模组提取随机秘钥并传至车内T-Box车载智能终端；T-Box车载智能终端将收到的随机秘钥再加密传至云平台校验；云平台解密并校验；车身控制模块通过CAN信号接收T-Box传递的信号，用于给予车辆解锁和点火的权限。

云平台加密生成的随机秘钥包括请求时间戳、时效、车辆认证信息、用户注册信息。

随机开锁秘钥为不定长度字母或数字或其组合，可预先设置密钥长度，也可在发起的解锁请求中设置解锁密钥长度。

T-Box车载智能终端上传验证密钥的时间戳必须大于移动终端请求密钥的时间戳。若在解锁指令发出预定时间内用户没有打开车门，车身控制模块控制车辆自动闭锁。

本发明还提出一种基于车外语音系统解锁及启动车辆的方法，包括：移动终端通过通信网络向云平台发送车辆开锁启动请求，云平台校验认证用户及车辆身份，加密生成可见随机开锁秘钥并发回移动终端解密并显示；用户触发PE按键唤醒信号激活车外语音系统，并通过语音输入随机开锁密钥；语音离线模组或系统SOC获取并处理车外输入的音频解锁密钥，将其解析成T-Box智能终端可识别的文本解锁秘钥发送至T-Box智能终端；T-Box智能终端将解锁秘钥加密传输至云平台，云平台解析解锁秘钥后与随机开锁秘钥比对校验，若校验成功，云平台发送解锁指令至T-Box智能终端，控制车身控制模块执行解锁，允许点火启动车辆。

进一步地，云平台加密生成的随机秘钥包括请求时间戳、时效、车辆认证信息、用户注册信息。随机开锁秘钥为不定长度字母或数字或其组合，可预先设置密钥长度，也可在发起的解锁请求中设置解锁密钥长度。T-Box车载智能终端上传验证密钥的时间戳必须大于移动终端请求密钥的时间戳。若在解锁指令发出预定时间内用户没有打开车门，车身控制模块控制车辆自动闭锁。云平台反馈的解锁指令包括加密后的字符串、字符串有效期。

进一步地，随机开锁秘钥为不定长度字母或数字或其组合，可预先设置密钥长度，也可在解锁请求中设置解锁密钥长度。

进一步地， T-Box智能终端将经过解析获得的随机密钥文本内容通过非对称加密后、添加指令上传时间戳和用户身份令牌、车辆身份令牌，发送至云平台，上传的验证密钥的时间戳必须大于请求密钥的时间戳。

进一步地，若在解锁指令发出预定时间内用户没有打开车门，车身控制模块控制车辆自动闭锁；若已过密钥生成的有效期，云平台向T-box端反馈密钥验证失败信息，触发车外语音系统告知用户结束；若解锁密钥与请求时生成的随机开锁秘钥不一致，将此信息反馈给T-box端，由车外语音系统告知用户。每次请求生成有一定的使用有效期限的随机秘钥，只支持在有效期内使用，且可手动置为失效；若随机秘钥有效匹配认证成功之后，将会被置为失效秘钥，随机秘钥仅支持在有效期限中使用一次。

本发明方案简单易行，节约成本，可以借助智能网联汽车全配置的智能语音助手，只在车外配置语音麦克风，低成本方案就能实现替代原车钥匙，不带原车钥匙将车开车。随机秘钥是云端实时生成且仅支持有效期内使用一次，移动终端以及车载端并未存储该秘钥，且在移动终端丢失的情况下也可换另一移动终端进身份认证后将秘钥置为失效，云平台也可通过特殊方式将此次秘钥置为失效，从而极大地提高了车辆防盗的性能；通过云平台采用非对称加密算法实现随机秘钥的加解密，云端、移动终端、车载端进行的相互认证，极大降低了随机秘钥被破解的风险，可将解锁密钥分享给位于异地他人，可作为短暂钥匙授权的方案，用于家人急需用车或者朋友借车的场景。

附图说明

如图1 本发明工作系统架构图；

如图2 本发明车外语音处理音频及非对称加密原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行进一步的描述。

如图1所示为本发明工作系统架构图，一种基于车外语音系统无钥匙进入及启动车辆的系统，包括云平台、用于生成及校验整车身份认证的随机秘钥；智能移动设备、通过通信网络与云平台通信，请求生成可见的随机秘钥；PE门把手按键内置拾音器，作为车外语音系统的唤醒源；车外语音系统用于处理车外语音输入的随机秘钥，车外语音系统的离线模组通过ASR（语音识别转化模块）模块将音频密钥转为文本密钥，再通过NLP（自然语言处理模块）处理文本内容获得随机秘钥文本，将随机秘钥文本内容传至T-Box（车载联网终端设备）车载智能终端；T-Box车载智能终端将收到的随机秘钥通过云平台预先提供的安全通讯通道（T-Box与云平台专属沟通的通道）传至云平台校验；车身控制模块通过CAN（控制器局域网络）信号接收T-Box传递的信号，给予车辆解锁和点火的权限。

本发明提供了一种基于车外语音系统采用随机秘钥的方式实现车辆无钥匙进入及启动的方法，如图2为本发明车外语音处理音频及非对称加密原理图。该方法包括：

步骤1：用户通过移动终端（登录已完成车主车联网服务开通的账号，服务开通后车辆相关信息与车主相关信息绑定，绑定信息存储在云平台；若用户账号绑定了多台车，可选择要操作的车辆为当前操作车辆）向云平台发送请求生成随机秘钥的指令，请求的指令参数包括用户令牌、时间戳（指令上传时间）和密钥有效时间，如有效时间最长时间仅支持24小时生效。云平台通过非对称加密算法生成随机秘钥发送给请求移动终端，云平台返回的指令参数包括加密后的字符串、字符串有效期。移动终端收到随机秘钥并根据解密规则解析并在请求移动终端显示器显示随机开锁秘钥，随机开锁秘钥可以为不定长度字母和数字等（可根据用户对密码强度的要求预先设置长度，也可以每次请求时发起确定解锁密钥的长度）。随机秘钥生成后，若需要借给别人使用，可选择通过网页链接或者短信的方式分享给他人，也可选择向云端请求将该随机秘钥置为失效。

步骤2：请求终端收到随机开锁秘钥后，用户激活车外语音系统（通过按压车辆“PE门把手”按键或其他方式激活），车外语音系统提示输入随机开锁秘钥，此为随机秘钥解锁的专属激活方式。车外语音系统接收带随机开锁密钥的音频并传送至SOC层或语音离线模组进行音频处理，离线模组通过ASR单元将音频转为文本，再通过NLP单元处理文本，将处理后得到的随机秘钥文本内容传至T-Box车载智能终端。若未识别到用户语音输入的音频，通过车外语音系统扬声器提示用户重新输入，可设置预定激活次数，如果超过预定激活次数，激活失败。

步骤3：T-Box智能终端将经过解析获得的随机密钥文本内容通过非对称加密算法加密后、添加指令上传时间戳和用户身份令牌、车辆身份令牌，通过移动网络发送至云平台，发送至云平台的内容包括时间戳（指令上传时间），上传的验证时间戳必须大于上一次的请求时间戳，云平台需要对此进行判断，经过身份认证确定上传的信息是经由认证车辆的T-Box智能终端经过非对称秘钥加密后上传的。

步骤4：云平台收到T-Box智能终端上传的经过加密及包含随机开锁秘钥、时间戳和身份信息的机密信息后，进行解密，获得与预设密钥一致的解密密钥，与请求时生成并发送的随机开锁秘钥进行比较，如该解密密钥与随机开锁秘钥一致，云平台向T-Box智能终端反馈解锁指令，允许用户开门及点火。若已过密钥生成的有效期，云平台向T-box端反馈密钥验证失败信息，触发车外语音系统告知用户结束；若与请求时生成秘钥对比不一致，将此信息反馈给T-box端，再经由车外系统告知用户，对比次数可预先设置（如可为重试3次，3次均失败流程至此结束）。

步骤5：T-Box智能终端将云平台反馈的解锁指令信息通过CAN信号通知车身控制模块，车身控制模块接收到该信号后解锁车辆，并给予启动发动机的权利。

为保证车辆安全，若在解锁指令发出预定时间（如10s）内用户没有开门解锁开门进入车辆，车身控制模块控制车辆自动闭锁。

本实施例作为一种最优的可选方案，采用PE门把手按键结合车外语音系统及随机秘钥的方式，来实现一种智能车钥匙代替传统车钥匙的方案。作为一种拓展，也可将该随机秘钥换成声纹识别的方式，结合车外语音系统来实现智能车钥匙。