面向激光雷达的自动驾驶相关任务安全性综述

摘要

自动驾驶技术的迅猛发展，推动了激光雷达的应用.激光雷达以其卓越的环境感知、导航和避障能力，在自动驾驶领域扮演着关键角色.随着人工智能和深度学习技术的不断进步，三维数据处理技术取得了显著成果，并在多个场景中得到应用.然而，随着技术的应用深入，其安全性问题日益凸显，例如行驶中的车辆可能会错误识别出不存在的物体.而现有研究多聚焦于单一任务，缺乏对安全性问题的综合性论述，尤其是对后门攻击的研究相对匮乏.因此，本文首次全面评估和分析了基于激光雷达在自动驾驶中的安全性问题，特别是对抗攻击和后门攻击的挑战.文章首先阐述了激光雷达的工作原理及其在自动驾驶任务中的应用，包括目标分类、目标检测和语义分割3大类.具体而言，本综述深入探讨了55篇相关论文，系统地介绍了不同任务下的攻击方法和防御策略.进一步，本文提供了11个公共数据集、7个评估指标、7个常用模型和4个仿真平台，为研究者提供了宝贵的资源和工具.最后，文章结合当前面临的挑战与未来机遇，对激光雷达在自动驾驶安全应用的研究方向进行了前瞻性展望，旨在为激光雷达技术的安全可靠应用提供指导和参考.

关键词

激光雷达 / 目标分类 / 语义分割 / 目标检测 / 对抗攻击 / 后门攻击

基金资助

浙江省自然科学基金项目(LDQ23F020001)资助; 国家自然科学基金项目(62072406,62406286)资助; 浙江省重点研发计划项目(2022C01018)资助; 国家重点研发计划项目(2018AAA0100801)资助