Laser-pen kan blænde Lidar-teknologien i selvkørende biler
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Laser-pen kan blænde Lidar-teknologien i selvkørende biler

Sådan sanser en selvkørende bil med Lidar sine omgivelser. En af fordelene ved teknologien er dens høje detaljegrad ved lav sigtbarhed. Illustration: Velodyne Lidar

Det er morgen, og motorvejene er fyldt med førerløse biler, der styres ved hjælp af Lidar-teknologien, hvor 2-3 sensorer på hver bil benytter laserlys til at måle afstand.

Et sted i trafikken er en person udstyret med en laserpen, der på et tidspunkt rettes ud mod bilerne.

I det øjeblik, det infrarøde lys rammer en selvkørende bil, bliver dens Lidar-sensor blændet. Bilen stopper brat op, foretager en undvigemanøvre eller sætter farten op uden at kunne identificere en forhindring.

På få sekunder er alt kaos, og det kan koste liv.

Det er desværre ikke en utænkelig situation, hvis ikke Lidar-teknologien bliver forbedret, konkluderer koreanske forskere, der har formået at blænde selvkørende bilers sensorer på den måde.

Udnytter Lidars cloudlignende ’synsfelt’

Ifølge sitet Driverless har forskerne udnyttet den måde, som Lidars signaler skaber prikker i et cloud-lignende areal, som den selvkørende bils computer (hjerne) bruger til at styre ud fra.

Når bilens sensor opdager prikkerne, opfatter den kunstige intelligens det straks og bruger oplysningerne til at beregne en risiko og foretage en handling.

Læs også: 10 teknologiske tendenser, du bør kende: #2. Lidarer skrumper i pris og størrelse

Forskerne skabte falske prikker ved hjælp af en laserpen, hvor lyset havde samme bølgelængde som bilens Lidar-teknologi.

Tilmed var det muligt at blænde Lidar-sensorerne ved at udnytte brydningsvinklerne af lyssignaler sendt mod bilen, så man kunne blænde, selv om man ikke stod vinkelret på bilen – men i en skæv vinkel.

Diskuteres formentlig på stor hacker-konference

Forskerne fra Korea Advanced Institute of Science and Technologys rapport 'Illusion and Dazzle: Adversarial Optical Channel Exploits against LiDARs for Automotive Applications' er publiceret i International Association for Cryptologic Research, og bilproducenten Hyundai har støttet forskningen.

Læs også: Selvkørende biler kan tage samme etiske beslutninger som mennesker - men skal de?

Driverless nævner, at bilproducenter tidligere har forsøgt at mørklægge oplysninger om, at man kan hacke sensorsystemer på førerløse biler.

Derfor bliver det interessant, mener Driverless, hvilken opmærksomhed rapporten får sidst på måneden, når it-sikkerhedseksperter mødes til Def Con hacking-konference i Las Vegas i Nevada i USA.

Kan måske påvirke dansk forsøg

Forskningsresultatet kan også få betydning i Danmark.

Læs også: Danmarks nye selvkørende minibus bygges på minifabrik i Berlin

Ifølge Berlingske benytter den selvkørende minibus Olli, som testes lige nu ude på DTU i et såkaldt ’lukket kredsløb’, Lidar-teknologien. Og bussen skal måske testes på almindelige veje om få måneder.

Det vil kunne lade sig gøre, fordi Folketinget den 30. maj 2017 stemte ja til en lov, der tillader forsøg med selvkørende transportmidler.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Menes der mon ikke infrarødt lys i den nedre del af spektret (900-1500nm)?
Man burde vel kunne løse problemet med software.

  • 1
  • 0

Det er mandag morgen på Køge bugt motorvejen. En bandit retter en "ultrarød" laserstråle mod en lastbilchauffør. Chaufføren bliver blændet og i panik trækker han i rattet. Det medfører en alvorlig ulykke og mange mennesker dør.

Onsdag eftermiddag på Køgebugt. En bandit smider en kampesten ned fra en bro. Den smadrer en bil som kører gamlt. Kaos følger og alle dør.

Torsdag middag på holstebromotorvejen. Her er ingen biler.

Fredag eftermiddag på helsingørmotorvejen. En mand læser SMS'er og kører galt. De efterfølgende biler er alle selvkørende og stopper i tide. Ingen dør.

  • 20
  • 8

Lidar sensoren burde være sikret mod dette i forvejen, ellers vil den vel også bliver forvirret over andre Lidar biler eller for den sags skyld, flere overlappende Lidar på samme bil.

Lidaren burde også suppleres med kamera eller radar for ekstra sikkerhed.

Jeg tror dog det er nærmest umuligt, at holde en laserpen på en bevægende Lidar sensor der er omkring 5x5cm, i en afstand af min. 3 meter, i længere tid end 1 sekund, for at få en bil til at bremse op.

  • 14
  • 0

Det rette mix af sensorer med forskellig teknologi løser disse problemer.
Fx. Lidar, radar og FLIR.

Sabotage og direkte angreb, som ovenfor nævnt, ie en kampesten fra en bro, skal løses med andre midler.

Vi forlanger 99,9 % sikkerhed, af systemer der skal afløse menneskelige "piloter", som måske højst er 90 % sikre.

  • 9
  • 0

Normalt koder man lyset, så lyset fra solen, fra andre bilers Lidar systemer, og også laserpenne ikke detekteres. Når lyset skiftevis tændes og slukkes efter et mønster, så detekteres kun lyset, hvis det tænder og slukker efter dette mønster. Ligesom et filter kan forstærke og kun detektere en bestemt frekvens, så er også muligt, at forstærke og kun se et bestemt mønster. Det er derfor helt usandsynligt at en simpel laserpen kan forstyrre Lidar's - i så fald, kunne andre bilers Lidar jo også forstyrre.

  • 13
  • 1

Hvis sensoren blændes med tilstrækkelig nok energi, kan dens eget kodet lys ikke altid opfanges.
Det kan sammenlignes med at holde en lommelygte op ved siden af solen, lommelygtens lys kan forsvinde i skæret fra solen.
Lidar sensoren må ikke udstråle mere end en lovlig laserpen, for at undgå øjn skade på personer.
Reflektionen der måles er måske 100-100.000 gange mindre end det der sendes ud af Lidaren.
Hvis man så blænder med flere milioner gange kraftigere lys (ulovlig laserpen) end Lidaren er lavet til at opfange, kan refleksionerne forsvinde i mængden.

  • 12
  • 0

Som jeg forstår det, så udnytter man at laser er homogent lys og detektoren reagerer kun på reflekteret lys som kommer fra den ene laser, fordi den sammenligner lyset op imod referencen fra laseren.

Men uanset om det er sådan eller det er kodet, så kan detektoren sendes i overload hvis den belyses direkte. Selv en relativt svag laserpen udsender lys der er langt kraftigere end de reflektioner sensoren er bygget til at opfange.

Systemet burde dog få et overload signal og deraf vide at lidar signalet er upålideligt. Jeg kan godt tro på at det kan få et system til at bremse ud fra devisen fail safe, dvs. stop når du er blændet. Men den burde ikke lave alle mulige andre manøvre, så den påstand stiller jeg mig skeptisk overfor.

  • 4
  • 0

Laser er også homogent men det var det egenskab som kohærent jeg tænker på. Lys fra en anden laser vil muligvis være same bølgelængde men det vil ikke være kohærent med den første laser.

  • 1
  • 0

Hvis man læser den artikel der henvises til på sitet Driverless, får man en helt anderledes og langt mere detaljeret forklaring på hvad det er der er galt.
Der er på ingen måde tale om, at man blænder LiDAR'en med en laserpen, men derimod at man skaber et langt mere sofistikeret angreb, hvor de kodede prikker af moduleret infrafødt lys som skaber billedet af omgivelserne, simulerer fiktive genstande tæt på køretøjerne.

Det beskrives på denne måde: "For the spoofing attack, the researchers created fake dots representing objects on the road that can appear very close to a moving car."

Og nej, det gør man ikke med en laserpen som bare lyser en prik op foran bilen. Lyset skal moduleres og sendes ud nøjagtigt timet og i den rigtige vinkel til at bilens LiDAR vil reagere på det. Hvis man kunne jamme en LiDAR på den måde som ing.dk artiklen beskrives, ville systemet ikke virke når flere biler benytter systemet samtidigt. Hver enkelt bils LiDAR er fuldstændig klar over hvilke lysprikker der tilhører dens eget system - hvilket også fremgår af den oprindelige artiklen.

I det tilfælde at man blænder (saturates) LiDARen er det beskrevet således: "In the saturation attack, the researchers sent light signals to the LiDAR component, causing the device to become "blind." The LiDAR, which is the target receiver, becomes saturated with light beams from the device sending the light signal."

Også her er der tale om nøje planlagte signaler (light signals) fra en korresponderende LiDAR.

Om der er et problem skal jeg ikke kunne afgøre. Men der er et problem med, at journalisten slet ikke forstår teknikken og den artikel hun har forsøgt at plagiere. Det er der kommen en rædsom artikel ud af, som opremser en række problemstillinger som der ikke er belæg for. Ærgerligt at ing.dk bidrager til sådan en omgang infantilitet.

I øvrigt har lignende artikler om LiDAR sårbarheder floreret i forskellige dubiøse medier siden 2015.

  • 9
  • 0

Spørgsmålet er jo ikke kun om en laser-pen bruges til at skabe farlige situationer når den bruges mod biler i høj fart. En LIDAR skal kunne se 360 grader rundt om bilen, og forestil dig så du er på vej ind mod en parkeringsplads med begrænsede pladser eller skal ud på en trafikeret vej fra en sidevej. Så kan man bare tage sin laser-pen fra kina til 20kr og stoppe den næstebil så man frit kan køre ud / overhale. Hvis du mister synet mens du kører bil er den mest logiske og naturlige reaktion at bremse kraftigt op og det kommer de selvkørende biler også til at køre, ellers vil de da aldrig blive sikkerheddegodkendt. En sådan laser-pen vil også være smart at have med som cyklist / fodgænger i byen så man kan passere vejen hvor man vil.

  • 0
  • 2

At det er muligt at forivre eller blænde en sensor er jo ikke nyt.
Det kan man gøre med alle sensorer. Inklusiv det menneskelige øje.
Hvor valid den aktuelle undersøgelse er, det ved jeg ikke.
Men at der vil være sådanne problemer som industrien må forholde sig til, det er klart.
Og det kan jeg hverken se som et stort problem, eller som noget usædvanligt.
Man skal lige huske på at når vi taler sensorer beregnet specielt til selvkørende biler, så er hele industrien i sin vorden.
Og alle disse problemer der er blevet nævnt kan jeg nemt se løsninger på.
(om det så er nemt, eller overhoved realistisk, at implementere disse løsninger er en anden sag!)
Som flere andre har været inde på, så vil simple "laserpind" type forstyrrelser kunne afhjælpes/detekteres med modulering, filtrering og lidt software.
Mere avancerede angreb vil stadigt kunne forstyrre.
Men her kommer vi ind på et helt andet problem som jeg ser med de nuværende sensorsystemer til selvkørende biler: redundans. Eller retter mangel på samme.
Ikke at der overhoved ikke er redundans. Men ikke nok.
Det dur ikke med en bil hvor fejl/forstyrrelse/spoofing af en enkelt sensor/sensortype kan få hele systemet (bilen) til at gøre noget meget uhensigtsmæssigt.
Så vidt jeg kan se så bunder dette problem i de høje priser på sensorerne. Og på hele industriens mangel på modenhed.
Begge problemer vil sandsynligvis blive løst helt naturligt efterhånden som industrien modnes og produktionsvolumen kommer op i rigtigt store tal.

Også på den mere tekniske side er der nogle løsningsmetoder der virker åbenlyse. (i hvert fald set fra mit skrivebord)
Hvis der er et stort overlap mellem sensoren vil det være relativt nemt at se en uenighed mellem dem.
Og med helt forskellige sensor teknologier (LIDAR, radar, kamera, osv) der sammenlignes, så burde det være muligt at opdage hvis en enkelt sensor/sensortype bliver udsat for selv ret sofistikerede angreb. (eller uforudsete fejl)
Derudover så vil jeg tro at vi på et tidspunkt vil se multispektrale sensorer som standard.
Specielt med LIDAR og radar syndes jeg dette virker åbenlyst på.
Og så skal der et ualmindeligt sofistikeret angreb til for at få en bil til at "gå amok"

Nu er vi i hvert fald ude i noget der er ekstremt meget mere kompliceret end af forstyrre en menneskelig føre.
Men det vil selvfølgeligt være muligt, hvis man har resurser nok. Det er det idag med mennesker, og det vil det fortsætte med at være både med mennesker og computere.
Vi skal passe på ikke at sætte kravene til autonome systemer latterligt meget højre end til de mennesker de afløser.

Og systemerne skal under alle omstændigheder være robuste nok til at holde til det hårde liv en bil lever. I mange år.
Så en hel del "hærdning" af systemerne ser jeg som en helt naturlig del at udviklingen.

  • 0
  • 0

Det kan IKKE lade sig gøre med en laserpen. Artiklens forfatter har ikke forstpet hvordan i LiDAR virker.

  • 3
  • 0

Jeg er fuldstændig enig, og redundans er ekstremt vigtigt.
De selvkørende biler vil derfor være udstyret med:
LiDAR (lyus baseret radar med mellemlang rækkebvidde).
Low power RF radar (proximity ved lav hastighed)
High Power RF radar (motorvejskørsel og dårligt vejr)
Ultralyd low power dobler (proximity ved lav hastighed)
Ultralyd high power dobler (supplement til RF radar)
Visual light kamera
Infrared light kamera
UV light kamera med egen UV lyskilde
GPS og Gallileo navigation med trafikinfo (ned til 5 cm nøjagtighed med Gallileo
Lokal trafik info og RF transmitterende vejskilte.

Dette er hvad der er på tegnebrættet lige nu, og mon ikke der også udvikles endnu flere smarte systemer til at samarbejde med de mange smart city løsninger der kommer med tiden.

  • 2
  • 0

Laser kan forstyrre laser sensor - alle er overraskede! NOT.

Efter NØJAGTIGT samme opskrift virker radarjammere og derfor er det forbudt at bruge frekvenser som falder sammen med radar. I Japan har 5G udstyr to områder, et indendørs og et udendørs, pga. sammenfald med radar.

  • 0
  • 0

Der er på ingen måde tale om, at man blænder LiDAR'en med en laserpen, men derimod at man skaber et langt mere sofistikeret angreb, hvor de kodede prikker af moduleret infrafødt lys som skaber billedet af omgivelserne, simulerer fiktive genstande tæt på køretøjerne.

Der er faktisk tale om en laserpen for saturation angrebet. Læs selv i afsnit 4.1 i den videnskabelige artikel: https://eprint.iacr.org/2017/613.pdf

"Attack Tool for Saturating: For saturating, only a light source is required.
We used a 30mW, 905nm laser module (≈ USD 40) as the weak light source,
and a power-adjustable 800mW, 905nm laser module (≈ USD 350) as the strong
one. Product names and pictures can be found in the appendices"

Spoofing angrebet er lidt interessant. Der er ikke tale om brug af en anden lidar. Det er et replay angreb hvor en modtager optager en laserpuls fra offeret for senere at sende samme puls tilbage fra en laser. Laseren er ikke placeret samme sted som modtageren.

"We performed spoofing by relaying using the attack tool described in Section 4.1.
We first aimed the attack tool on the lidar to receive its pulses. When the
incoming pulses are captured by the PD, the comparator converts them into a
series of 5V pulses. Then, these pulses are fed to the function generator, which is
triggered by the first received pulse. The function generator waits for a predefined
delay, and transmits a predefined number of copies of the output pulse to the
PLD driver. Finally, the PLD driver lets the PLD fire laser pulses as signaled."

  • 0
  • 0

"Der er faktisk tale om en laserpen for saturation angrebet"

Jamen de skriver jo, at det kun fører til at støjgulvet hæves (med den svage laser) og at det stadig ligger under grænseværdien. ("The VLP-16 seems to have an absolute threshold for detecting
echoes, and the raised noise floor might almost reach this threshold").

Med den stærke laser blændes, men kun i den sektor der peger mod laserpennen: " We discovered that the lidar became completely blind in a sector, in the field of view", så her skal man altså stå lige foran bilen for at blænde den i kørselsretningen.

Og når man stråler ind fra siden kom der falske prikker, men ikke blænding. Desværre er appendixet som beskriver dette ikke med.

Og jeg er da helt enig i, at spoofing eksperimentet er det mest interessante, men det kræver langt mere en bare at lyse på LiDARen men en pen - det som er historiens omdrejningspunkt.

  • 1
  • 0

Og jeg er da helt enig i, at spoofing eksperimentet er det mest interessante, men det kræver langt mere en bare at lyse på LiDARen men en pen - det som er historiens omdrejningspunkt

Det vil være meget svært at ramme en lidar sensor på en kørende bil med en håndholdt laserpen. Du kan måske kortvarigt strejfe den. I praksis kræver begge angreb noget tracking udstyr. Jeg tror ikke det er noget vi kommer til at se meget af.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten