JP7679775B2 - 監視装置、車両監視システムおよび車両監視方法 - Google Patents

Description

本開示は、監視装置、車両監視システムおよび車両監視方法に関する。

従来、車載ネットワークにおけるセキュリティを向上させるための技術が開発されている。たとえば、特開２０２１－１６７９８５号公報（特許文献１）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、車載セキュリティシステムは、第１電子制御装置と、前記第１電子制御装置と通信可能な第２電子制御装置とを備え、前記第２電子制御装置は、前記第１電子制御装置からの入力に対する第１処理を実行し、前記入力に対して前記第１処理と異なる第２処理を実行したことを示す応答を前記第１電子制御装置に返す。

また、特開２０１９－１２８９３４号公報（特許文献２）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、Ｖ２Ｘネットワークにおける監視対象である第一ノードに含まれる、プロセッサを含む異常判定装置であって、前記プロセッサは、時刻と、前記第一ノード上のセンサデータ又は制御データの少なくとも一方が示す、前記時刻における前記第一ノードの状態情報とを含むログ情報を取得するログ情報取得ステップと、前記時刻における前記第一ノード上の異常の発生に関する第一異常判定を実行する第一異常判定ステップと、前記Ｖ２Ｘネットワークにおける監視対象である他のノードであって、前記第一ノードの周辺にある第二ノードから取得した前記第二ノードの異常に関する第二ノード情報に基づいて、前記時刻における前記第二ノード上の異常の発生に関する第二異常判定を実行する第二異常判定ステップと、前記第二異常判定の結果が前記第二ノード上での異常の発生を示す場合、前記ログ情報に、前記第二ノード上での異常の発生を示す異常情報を付加する異常情報付加ステップと、前記異常情報が付加された前記ログ情報を、前記Ｖ２Ｘネットワークを構成する少なくとも一部のノードに送信するログ情報送信ステップとを実行する。

また、特開２０１８－１５２７４５号公報（特許文献３）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、記録装置は、ＩＤが付与された複数種類のパケットが、予め定められた周期において車載ネットワークで伝送される順序のパターンを複数記憶する記憶部と、前記車載ネットワークから前記複数種類のパケットを受信する受信部と、前記記憶部に記憶された複数のパターンのうち、前記受信部により受信された複数種類のパケットの受信順序が合致する周期ごとのパターンを検査データとして記録する第１記録部と、前記受信部により受信された複数種類のパケットのデータを前記検査データとして記録する第２記録部と、を備える。

特開２０２１－１６７９８５号公報 特開２０１９－１２８９３４号公報 特開２０１８－１５２７４５号公報

このような特許文献１～３に記載の技術を超えて、車両の状態をより正確に把握し、車両の異常についての的確な判断を可能とする技術が望まれる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、車両の状態をより正確に把握し、車両の異常を的確に判断することが可能な監視装置、車両監視システムおよび車両監視方法を提供することである。

本開示の監視装置は、車両に搭載される監視装置であって、前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視する監視部と、前記監視部の監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示すパターン情報を生成するパターン情報生成部と、前記パターン情報生成部によって生成された前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知する異常検知部と、前記異常検知部が前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信する送信部とを備える。

本開示の車両監視システムは、車両に搭載される監視装置と、前記車両の外部における外部装置とを備え、前記監視装置は、前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視する監視部と、前記監視部の監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示すパターン情報を生成するパターン情報生成部と、前記パターン情報生成部によって生成された前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知する異常検知部と、前記異常検知部が前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信する送信部とを含み、前記外部装置は、前記監視装置から受信した前記パターン情報および前記参照情報を解析する。

本開示の車両監視方法は、車両に搭載される監視装置における車両監視方法であって、前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視するステップと、監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示すパターン情報を生成するステップと、生成した前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知するステップと、前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信するステップとを含む。

本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える監視装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、監視装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。

本開示によれば、車両の状態をより正確に把握し、車両の異常を的確に判断することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る車両監視システムの構成を示す図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムにおけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。 図４は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置により判断される車両の走行状態の一例を示す図である。 図５は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムにおいて得られるシグナル値の時系列データの一例を示す図である。 図６は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置が生成するパターン情報の一例を示す図である。 図７は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置が行う参照情報およびパターン情報の比較処理の一例を示す図である。 図８は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置が車載ネットワークにおける異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本開示の実施の形態に係る監視装置は、車両に搭載される監視装置であって、前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視する監視部と、前記監視部の監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示すパターン情報を生成するパターン情報生成部と、前記パターン情報生成部によって生成された前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知する異常検知部と、前記異常検知部が前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信する送信部とを備える。

このように、複数種類の車両関連情報の変化を示すデータを用いて異常を検知する構成により、特定のタイミング等における特定の種類の情報を用いる構成と比べて、車両のより詳細な状態を把握することができ、車両におけるより細かい変化をとらえ、検知精度を向上させることができる。また、比較したパターン情報および参照情報を外部装置へ送信する構成により、より広範な情報を把握可能な外部装置において当該異常を解析することができるため、車両の状態についてより高度な解析を行い、適切な対処をとることができる。たとえば、ユーザにおいて車両への不正アクセスおよびデータ改ざん等があったことに気付かず、車両が多少の不具合に気付かない状態で使用し続けることを防ぐことができる。また、同じ車種でも車内の車両関連情報の通信パターンが同じとは限らず、ユーザが持つ癖によって様々なパターンが存在するところ、比較したパターン情報および参照情報を外部装置へ送信する構成により、ユーザごとに、より正確な解析を行うことができる。したがって、車両の状態をより正確に把握し、車両の異常を的確に判断することができる。

（２）前記監視装置は、さらに、前記監視部の監視結果に基づいて、前記車両の走行状態を判断する走行状態判断部を備え、前記異常検知部は、前記走行状態に対応する前記参照情報を選択し、選択した前記参照情報と前記パターン情報とを比較してもよい。

このような構成により、車両の走行状態の別に応じた比較を行うことができるため、異常をより正確に検知することができる。

（３）前記監視装置は、さらに、前記監視部の監視結果に基づく前記参照情報を取得して保存する参照情報取得部を備えてもよい。

このような構成により、同じ車両において実際に送信された車両関連情報を用いることができるため、より適切な参照情報を異常検知に用いることができる。

（４）前記監視装置は、さらに、前記監視部の監視結果に基づいて、前記車両の走行状態を判断する走行状態判断部を備え、前記参照情報取得部は、前記走行状態ごとの前記参照情報を取得して保存してもよい。

このような構成により、同じ車両において実際に送信された車両関連情報を用いて生成され、かつ車両の走行状態の別に応じた参照情報を用いた比較を行うことができるため、異常をより正確に検知することができる。

（５）前記参照情報取得部は、前記パターン情報生成部によって新たに生成された前記パターン情報と前記参照情報との比較結果に基づいて、前記参照情報を、新たに生成された前記パターン情報に更新してもよい。

このような構成により、車両の出荷後において、車両の運転者または所有者の変更に応じた適切な参照情報を用いることができ、より正確な異常検知を行うことができる。

（６）前記参照情報取得部は、前記車両に対する操作履歴に基づいて、前記参照情報を、前記パターン情報生成部によって新たに生成された前記パターン情報に更新してもよい。

このような構成により、定期的または不定期に参照情報を更新することができるため、車両の出荷後における変化に応じた適切な参照情報を用いることができ、より正確な異常検知を行うことができる。

（７）前記パターン情報は、前記車両に対する操作に関する前記車両関連情報の変化を示すデータを含んでもよい。

このような構成により、車両の挙動をより正確に把握した情報を用いて異常を検知することができるため、より正確な異常検知を行うことができる。

（８）前記異常検知部は、前記パターン情報の示す前記車両関連情報の変化と前記参照情報の示す前記車両関連情報の変化とを比較し、不一致となる回数が所定の閾値以上となる条件を満たす場合、異常が発生したと判断してもよい。

このような構成により、簡単な処理で車両関連情報の変化を示すデータを用いた異常検知を行うことができるため、処理負荷を低減することができる。

（９）前記監視装置は、さらに、前記監視部の監視結果に基づいて、前記車両の走行状態を判断する走行状態判断部を備え、前記異常検知部は、複数の前記走行状態において前記条件を満たす場合、異常が発生したと判断してもよい。

このように、複数の走行状態において不一致となった場合に異常と判断する構成により、単独の走行状態のみを用いた異常の誤検知を防ぐことができる。

（１０）本開示の実施の形態に係る車両監視システムは、車両に搭載される監視装置と、前記車両の外部における外部装置とを備え、前記監視装置は、前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視する監視部と、前記監視部の監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示すパターン情報を生成するパターン情報生成部と、前記パターン情報生成部によって生成された前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知する異常検知部と、前記異常検知部が前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信する送信部とを含み、前記外部装置は、前記監視装置から受信した前記パターン情報および前記参照情報を解析する。

このように、複数種類の車両関連情報の変化を示すデータを用いて異常を検知する構成により、特定のタイミング等における特定の種類の情報を用いる構成と比べて、車両のより詳細な状態を把握することができ、車両におけるより細かい変化をとらえ、検知精度を向上させることができる。また、比較したパターン情報および参照情報を外部装置へ送信する構成により、より広範な情報を把握可能な外部装置において当該異常を解析することができるため、車両の状態についてより高度な解析を行い、適切な対処をとることができる。たとえば、ユーザにおいて車両への不正アクセスおよびデータ改ざん等があったことに気付かず、車両が多少の不具合に気付かない状態で使用し続けることを防ぐことができる。また、同じ車種でも車内の車両関連情報の通信パターンが同じとは限らず、ユーザが持つ癖によって様々なパターンが存在するところ、比較したパターン情報および参照情報を外部装置へ送信する構成により、ユーザごとに、より正確な解析を行うことができる。したがって、車両の状態をより正確に把握し、車両の異常を的確に判断することができる。

（１１）本開示の実施の形態に係る車両監視方法は、車両に搭載される監視装置における車両監視方法であって、前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視するステップと、監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示すパターン情報を生成するステップと、生成した前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知するステップと、前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信するステップとを含む。

このように、複数種類の車両関連情報の変化を示すデータを用いて異常を検知する構成により、特定のタイミング等における特定の種類の情報を用いる構成と比べて、車両のより詳細な状態を把握することができ、車両におけるより細かい変化をとらえ、検知精度を向上させることができる。また、比較したパターン情報および参照情報を外部装置へ送信する構成により、より広範な情報を把握可能な外部装置において当該異常を解析することができるため、車両の状態についてより高度な解析を行い、適切な対処をとることができる。たとえば、ユーザにおいて車両への不正アクセスおよびデータ改ざん等があったことに気付かず、車両が多少の不具合に気付かない状態で使用し続けることを防ぐことができる。また、同じ車種でも車内の車両関連情報の通信パターンが同じとは限らず、ユーザが持つ癖によって様々なパターンが存在するところ、比較したパターン情報および参照情報を外部装置へ送信する構成により、ユーザごとに、より正確な解析を行うことができる。したがって、車両の状態をより正確に把握し、車両の異常を的確に判断することができる。

以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

［構成および動作］
図１は、本開示の実施の形態に係る車両監視システムの構成を示す図である。図１を参照して、車両監視システム４０１は、１または複数の車載通信システム２０１と、外部装置の一例である管理サーバ３０１とを備える。車載通信システム２０１は、車両９０に搭載される。

車載通信システム２０１は、車両９０に関連する車両関連情報を取得し、車両関連情報に基づいて、車両９０における車載ネットワークの異常を検知する。そして、車載通信システム２０１は、異常を検知した場合、車両関連情報に基づいて生成された情報を外部ネットワーク５０１経由で管理サーバ３０１へ送信する。

管理サーバ３０１は、車載通信システム２０１から送信された情報を受信し、当該情報を解析し、解析結果に基づいて、たとえば、車両９０への不正アクセスおよびデータ改ざん等があった旨をユーザに通知する処理を行う。

図２は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。図２を参照して、車載通信システム２０１は、監視装置の一例であるゲートウェイ装置１０１と、１または複数の車載装置２０２と、車外通信装置１５１とを備える。たとえば、車載ネットワーク２５１は、ゲートウェイ装置１０１と、１または複数の車載装置２０２とにより構成される。図２では、車載ネットワーク２５１が１つのゲートウェイ装置１０１および３つの車載装置２０２を含む例が示されている。

ゲートウェイ装置１０１は、たとえばバス８１を介して車載装置と接続される。具体的には、バス８１は、たとえば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（登録商標）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）（登録商標）、イーサネット（登録商標）、およびＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の規格に従うバスである。

車載装置２０２は、センサ、アクチュエータ、カメラ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、ナビゲーション装置、自動運転処理ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）ＥＣＵ、ワイパー制御デバイス、エンジン制御デバイス、ＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御デバイス、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）制御デバイス、ブレーキ制御デバイス、シャーシ制御デバイス、ステアリング制御デバイス、計器表示制御デバイスおよびメンテナンス用デバイス等である。

ゲートウェイ装置１０１は、複数の車載装置２０２、および車外通信装置１５１と接続されており、各車載装置２０２および車外通信装置１５１と通信を行うことが可能である。なお、ゲートウェイ装置１０１に限らず、車載ネットワーク２５１において、たとえば、各車載装置２０２の動作を制御する統合ＥＣＵが監視装置の一例として設けられてもよい。

車載装置２０２は、たとえば、定期的または不定期に、車両９０に関する計測結果などを示す車両関連情報および自己のＩＤをフレームに格納し、バス８１に接続された他の車載装置２０２へ送信する。なお、車載装置２０２は、ゲートウェイ装置１０１へフレームを送信するか、またはゲートウェイ装置１０１および図示しないケーブルまたはバスを介して図示しない他の車載装置へフレームを送信する構成であってもよい。また、車載装置２０２は、複数種類の車両関連情報を１つのフレームに格納して送信する構成であってもよい。

図３は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムにおけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。図３を参照して、ゲートウェイ装置１０１は、送信部の一例である通信処理部１と、監視部２と、パターン情報生成部３と、参照情報取得部４と、走行状態判断部５と、異常検知部６と、記憶部７とを備える。通信処理部１、監視部２、パターン情報生成部３、参照情報取得部４、走行状態判断部５および異常検知部６は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサにより実現される。記憶部７は、たとえば不揮発性メモリである。

車載装置２０２間でバス８１を介してフレームが直接送受信される場合、通信処理部１は、車載装置２０２からバス８１を介して他の車載装置２０２へ送信されるフレームを並行して受信する。なお、通信処理部１は、車載装置２０２および車外通信装置１５１等の車載装置間で伝送されるフレームを中継する中継処理を行うために当該フレームを受信する構成であってもよい。

たとえば、通信処理部１は、車載装置２０２からバス８１経由でフレームを受信すると、受信したフレームに、当該フレームの受信時刻を示すタイムスタンプを付して監視部２へ出力する。

監視部２は、車両９０における車載ネットワーク２５１において送信される、車両９０に関する車両関連情報を監視する。

より詳細には、監視部２は、通信処理部１から受けたフレームに格納された車両関連情報およびＩＤを取得し、ＩＤごとに、車両関連情報とタイムスタンプとを対応付けて記憶部７に保存する。これにより、車載ネットワーク２５１における車両関連情報の通信ログが収集され、記憶部７に保存される。

走行状態判断部５は、監視部２の監視結果に基づいて、車両９０の走行状態を判断する。より詳細には、走行状態判断部５は、記憶部７に保存された通信ログを参照し、車両関連情報（以下、シグナルとも称する。）の値（以下、シグナル値とも称する。）に基づいて、たとえば車両９０の走行状態が複数の特定の走行状態のうちのいずれかに該当するか否かを判定し、該当する場合、該当する特定の走行状態を示す走行状態情報をパターン情報生成部３および参照情報取得部４へ出力する。

特定の走行状態は、たとえば、エンジン起動時、パーキング解除時、右左折時、停車時、発進時、車線切り替え時、合流時、および分岐時のうちのいずれか複数である。

図４は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置により判断される車両の走行状態の一例を示す図である。

図４を参照して、たとえば車両９０がユーザの自宅Ｈを出発し、図４に示すようなルートを通った場合、走行状態判断部５は、通信ログに基づいて、車両９０が走行状態ＲＣ１～ＲＣ４でこの順番に遷移したと判断する。

再び図３を参照して、パターン情報生成部３は、監視部２の監視結果に基づいて、複数種類の車両関連情報の変化を示すデータ、たとえば複数種類の車両関連情報の時系列データであるパターン情報を生成する。

より詳細には、パターン情報生成部３は、パターン情報の所定の生成条件を満たす場合、たとえば走行状態判断部５から走行状態情報を受けた場合、パターン情報を生成し、参照情報取得部４および異常検知部６へ出力する。

たとえば、パターン情報は、車両９０に対する操作に関する、車両関連情報の変化を示すデータ、一例として車両関連情報の時系列データを含む。

具体的には、たとえば、車両関連情報は、アクセル、ブレーキ、シフトレバー、ハンドル、パワーウィンドウ、ウィンカー、オーディオ、ワイパー、ドア、ボンネットおよびイグニッションスイッチ等の状態を示す。また、たとえば、車両関連情報は、車速、加速度およびタイヤの回転数等を示す。

図５は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムにおいて得られるシグナル値の時系列データの一例を示す図である。図５において、横軸は時間を示し、縦軸はシグナル値を示す。

図５を参照して、パターン情報生成部３は、図４に示す走行状態ＲＣ１～ＲＣ４にそれぞれ対応する期間Ｔ１～Ｔ４ごとに、複数のシグナルＳＧ１～ＳＧ６の時系列変化を示すパターン情報を生成する。

なお、走行状態判断部５は、図４において車両９０が自宅Ｈから左折して紙面上方に走行した場合、車両９０の走行状態は特定の走行状態に該当しないと判定する。この場合、パターン情報生成部３は、パターン情報を生成しない。

図６は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置が生成するパターン情報の一例を示す図である。

図６を参照して、パターン情報生成部３は、記憶部７における通信ログを参照し、ある走行状態に対応する時刻ｔ１～ｔ６の期間において、シグナルＡ～Ｆの各々について、各時刻における前の時刻からのシグナル値の増減に応じた値が設定されたパターン情報を生成する。図６に示す例では、シグナル値が増加した場合に「１」が設定され、同じ場合に「０」が設定され、減少した場合に「－１」が設定される。

パターン情報生成部３は、このようなパターン情報を、走行状態の種類ごとに生成する。パターン情報を構成するシグナルの数および種類は、走行状態ごとに異なってもよいし、各走行状態の一部または全部において同じであってもよい。

なお、パターン情報生成部３は、機械学習の一例として、ディープラーニング（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）の手法に沿った学習モデルを用いて、上記のようなパターン情報を生成する構成であってもよい。

再び図３を参照して、たとえば、異常検知部６は、車両９０の走行状態に対応する参照情報を選択し、選択した参照情報とパターン情報とを比較する。

より詳細には、異常検知部６は、走行状態判断部５から受けた走行状態情報の示す走行状態に対応する参照情報を記憶部７から取得し、取得した参照情報とパターン情報生成部３から受けたパターン情報とを比較する。

図７は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置が行う参照情報およびパターン情報の比較処理の一例を示す図である。

図７を参照して、異常検知部６は、参照情報の各要素と新たに生成されたパターン情報の各要素とを比較し、不一致となる時刻数をカウントする。

この例では、異常検知部６は、時刻ｔ１におけるシグナルＡ、時刻ｔ４におけるシグナルＣ、時刻ｔ５におけるシグナルＥ，Ｆが異なることから、差分数３を算出する。

そして、異常検知部６は、差分数が所定の閾値以上である場合、参照情報およびパターン情報が「異なる」と判定し、また、当該所定の閾値未満である場合、参照情報およびパターン情報が「一致する」と判定する。異常検知部６は、「一致する」と判定した場合、その旨を参照情報取得部４に通知する。

たとえば、参照情報取得部４は、監視部２の監視結果に基づく参照情報を取得して保存する。より詳細には、たとえば、参照情報取得部４は、走行状態ごとの参照情報を取得し、走行状態判断部５から受けた走行状態情報の示す走行状態に対応する参照情報として記憶部７に保存する。

たとえば、参照情報取得部４は、パターン情報生成部３によって新たに生成されたパターン情報と参照情報との比較結果に基づいて、参照情報を、新たに生成されたパターン情報に更新する。

より詳細には、参照情報取得部４は、両者が「一致する」旨の通知を異常検知部６から受けた場合、走行状態に対応する記憶部７における参照情報を、パターン情報生成部３から受けたパターン情報に更新する。

なお、参照情報取得部４は、異常検知部６による上記比較結果に関わらず、車両９０に対する操作履歴に基づいて、参照情報を、パターン情報生成部３によって新たに生成されたパターン情報に更新する構成であってもよい。

具体的には、たとえば、参照情報取得部４は、車両９０のエンジンが起動された回数が所定値となるたびに、走行状態に対応する記憶部７における参照情報を、新たに生成されたパターン情報に更新する。

異常検知部６は、パターン情報生成部３によって生成されたパターン情報と参照用のパターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて車載ネットワーク２５１における異常を検知する。

たとえば、検知部６は、パターン情報の示す車両関連情報の変化と参照情報の示す車両関連情報の変化とを比較し、不一致となる回数が所定の閾値以上となる比較条件を満たす場合、異常が発生したと判断する。具体的には、たとえば、検知部６は、図７を用いて説明したように、パターン情報の示す車両関連情報の時間的変化と参照情報の示す車両関連情報の時間的変化とを比較し、時系列データにおいて不一致となる回数が所定の閾値以上となる比較条件を満たす場合、異常が発生したと判断する。

また、たとえば、異常検知部６は、複数の走行状態において比較条件を満たす場合、異常が発生したと判断する。具体的には、異常検知部６は、車両９０の一連の走行において連続して所定回数「異なる」と判定した場合、異常が発生したと判断する。

なお、異常検知部６は、一定期間において一部または全部が連続していない各走行状態において上記比較条件を満たす場合でも、異常が発生したと判断する構成であってもよい。

以上のように、ゲートウェイ装置１０１では、引き算および比較を用いた簡単な処理で異常検知を行うことができ、処理負荷を低減することができる。

再び図３を参照して、通信処理部１は、異常検知部６が異常を検知した場合、パターン情報および参照情報を車両９０の外部における管理サーバ３０１へ送信する。

より詳細には、異常検知部６は、異常を検知した場合、比較したパターン情報および参照情報を通信処理部１へ出力する。なお、異常検知部６は、比較した参照情報に限らず、記憶部７に保存されたすべての走行状態に対応する参照情報を通信処理部１へ出力する構成であってもよい。また、異常検知部６は、「異なる」と判定したすべての回のパターン情報および参照情報を出力する構成であってもよいし、直近のパターン情報および参照情報等、一部の情報を出力する構成であってもよい。また、異常検知部６は、異常を検知していない状態において、定期的または不定期に、正常である旨を示す情報を通信処理部１へ出力する構成であってもよい。

通信処理部１は、異常検知部６から受けたパターン情報、および１または複数の参照情報を車外通信装置１５１へ出力する。

車外通信装置１５１は、ＷｉＦｉ（登録商標）またはＬＴＥ（登録商標）（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの通信方式に従って、図示しない無線基地局と無線通信を行うことにより、図１に示す外部ネットワーク５０１経由で管理サーバ３０１と通信を行う。

たとえば、車外通信装置１５１は、ゲートウェイ装置１０１における通信処理部１からパターン情報および参照情報を受信して、当該パターン情報および当該参照情報を外部ネットワーク５０１経由で管理サーバ３０１へ送信する。

管理サーバ３０１は、車外通信装置１５１から送信されたパターン情報および参照情報を外部ネットワーク５０１経由で受信し、当該パターン情報および当該参照情報を解析する。そして、管理サーバ３０１は、たとえば、解析結果を示す解析情報を外部ネットワーク５０１経由で図示しないユーザ端末または車両９０へ送信する。

［動作の流れ］
本開示の実施の形態に係る監視装置は、メモリを含むコンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートおよびシーケンスの各ステップの一部または全部を含むプログラムを当該メモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。このプログラムは、記録媒体に格納された状態でまたは通信回線を介して流通する。

図８は、本開示の実施の形態に係るゲートウェイ装置が車載ネットワークにおける異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

図８を参照して、まず、ゲートウェイ装置１０１は、車載ネットワーク２５１において車載装置２０２から送信されるフレームを監視し、車両関連情報の通信ログを収集する（ステップＳ１）。

次に、ゲートウェイ装置１０１は、パターン情報の生成条件を満たすまで、たとえば車両９０の走行状態が特定の走行状態に該当するまで通信ログの収集を行い（ステップＳ２でＮＯ）、当該生成条件を満たす場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、たとえば図６に示すように、シグナル値の変化を算出し、パターン情報を生成する（ステップＳ３）。

次に、ゲートウェイ装置１０１は、たとえば図７に示すように、生成したパターン情報と保存されている参照情報とを比較し（ステップＳ４）、両者が「一致する」と判断した場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、記憶部７に保存されている参照情報、たとえば上記特定の走行状態に対応する参照情報を、今回生成したパターン情報に更新する。これにより、車両９０の運転者または所有者の変更に応じた適切な参照情報を用いることができる（ステップＳ６）。

一方、ゲートウェイ装置１０１は、生成したパターン情報と保存されている参照情報とが「異なる」と判断し（ステップＳ５でＮＯ）、かつ所定回数連続して「異なる」と判定した等の所定条件を満たす場合、車載ネットワーク２５１において異常が発生したと判断する（ステップＳ７でＹＥＳ）。

次に、ゲートウェイ装置１０１は、比較したパターン情報および参照情報等を管理サーバ３０１へ送信する（ステップＳ８）。

他方、ゲートウェイ装置１０１は、生成したパターン情報と保存されている参照情報とが「異なる」と判断し（ステップＳ５でＮＯ）、かつ「異なる」との判定が所定回数連続していない場合、車載ネットワーク２５１において異常は発生していないと判断する（ステップＳ７でＮＯ）。そして、ゲートウェイ装置１０１は、フレームの監視および通信ログの収集を継続する（ステップＳ１）。

なお、本開示の実施の形態では、パターン情報として、複数種類の車両関連情報の時系列データを一例として説明したが、これに限定するものではない。パターン情報は、たとえば車両９０の位置または速度に対するシグナル値の変化を示すデータであってもよい。この場合、パターン情報は、たとえば図６に示す時刻ｔ１～ｔ６が車両９０の位置または速度に置き換えられたデータである。すなわち、パターン情報は、複数種類の車両関連情報の変化を示すデータであればよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 通信処理部
２ 監視部
３ パターン情報生成部
４ 参照情報取得部
５ 走行状態判断部
６ 異常検知部
７ 記憶部
９０ 車両
１０１ ゲートウェイ装置
１５１ 車外通信装置
２０１ 車載通信システム
２０２ 車載装置
２５１ 車載ネットワーク
３０１ 管理サーバ
４０１ 車両監視システム

Claims (11)

1. 車両に搭載される監視装置であって、
   前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視する監視部と、
   前記監視部の監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示す、前記複数種類の車両関連情報の時系列データであるパターン情報を生成するパターン情報生成部と、
   前記パターン情報生成部によって生成された前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知する異常検知部と、
   前記異常検知部が前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信する送信部とを備える、監視装置。
2. 前記監視装置は、さらに、
   前記監視部の監視結果に基づいて、前記車両の走行状態を判断する走行状態判断部を備え、
   前記異常検知部は、前記走行状態に対応する前記参照情報を選択し、選択した前記参照情報と前記パターン情報とを比較する、請求項１に記載の監視装置。
3. 前記監視装置は、さらに、
   前記監視部の監視結果に基づく前記参照情報を取得して保存する参照情報取得部を備える、請求項１または請求項２に記載の監視装置。
4. 前記監視装置は、さらに、
   前記監視部の監視結果に基づいて、前記車両の走行状態を判断する走行状態判断部を備え、
   前記参照情報取得部は、前記走行状態ごとの前記参照情報を取得して保存する、請求項３に記載の監視装置。
5. 前記参照情報取得部は、前記パターン情報生成部によって新たに生成された前記パターン情報と前記参照情報との比較結果に基づいて、前記参照情報を、新たに生成された前記パターン情報に更新する、請求項３または請求項４に記載の監視装置。
6. 前記参照情報取得部は、前記車両に対する操作履歴に基づいて、前記参照情報を、前記パターン情報生成部によって新たに生成された前記パターン情報に更新する、請求項３または請求項４に記載の監視装置。
7. 前記パターン情報は、前記車両に対する操作に関する前記車両関連情報の変化を示すデータを含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の監視装置。
8. 前記異常検知部は、前記パターン情報の示す前記車両関連情報の変化と前記参照情報の示す前記車両関連情報の変化とを比較し、不一致となる回数が所定の閾値以上となる条件を満たす場合、異常が発生したと判断する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の監視装置。
9. 前記監視装置は、さらに、
   前記監視部の監視結果に基づいて、前記車両の走行状態を判断する走行状態判断部を備え、
   前記異常検知部は、複数の前記走行状態において前記条件を満たす場合、異常が発生したと判断する、請求項８に記載の監視装置。
10. 車両に搭載される監視装置と、
    前記車両の外部における外部装置とを備え、
    前記監視装置は、
    前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視する監視部と、
    前記監視部の監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示す、前記複数種類の車両関連情報の時系列データであるパターン情報を生成するパターン情報生成部と、
    前記パターン情報生成部によって生成された前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知する異常検知部と、
    前記異常検知部が前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信する送信部とを含み、
    前記外部装置は、前記監視装置から受信した前記パターン情報および前記参照情報を解析する、車両監視システム。
11. 車両に搭載される監視装置における車両監視方法であって、
    前記車両における車載ネットワークにおいて送信される、前記車両に関する車両関連情報を監視するステップと、
    監視結果に基づいて、複数種類の前記車両関連情報の変化を示す、前記複数種類の車両関連情報の時系列データであるパターン情報を生成するステップと、
    生成した前記パターン情報と参照用の前記パターン情報である参照情報とを比較し、比較結果に基づいて前記車載ネットワークにおける異常を検知するステップと、
    前記異常を検知した場合、前記パターン情報および前記参照情報を前記車両の外部における外部装置へ送信するステップとを含む、車両監視方法。

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