本发明涉及点云攻击，具体涉及基于球面几何的点云转移攻击方法、装置、设备及介质。
背景技术：
1、深度神经网络模型在物体检测，语音识别和机器人运动规划等领域迅速发展。在机器人运动规划领域，深度神经网络模型经常利用三维点云来实现精确的环境感知和避障功能。这些由激光雷达生成的点云为复杂环境的导航提供至关重要的三维数据。点云攻击被分为白盒攻击和黑盒攻击。白盒攻击提供透明的目标模型的架构、参数以及训练数据，而黑盒攻击则不知道内部的机制，只能依赖输入和输出进行交互。在实际的应用中，深度神经网络模型通常是作为服务部署的，这就会使得内部的信息很难被获取。因此，黑盒攻击对系统安全来说至关重要。
2、现有的点云黑盒攻击转移方式主要通过优化欧几里得空间中的形状分布得分来扭曲曲面。这种方式可以有效的利用已知几何特征来指导对抗样本的生成，从而实现快速识别与目标模型相似的表面特征。但是，现有的点云黑盒攻击转移方式有很大的局限，特别是在忽略点云曲线和表面特征上。当攻击具有复杂几何形状的物体时，仅仅依赖形状分布得分可能无法充分的捕捉到微小的几何变化。因此，生成的对抗样本可能会不自然或者容易被检测到，进而降低了攻击的可转移性。
3、此外，由于缺少对目标模型内部的结构和权重的了解，黑盒攻击给点云变形带来了额外的挑战。这通常会导致难以预测的扰动，尤其在复杂曲率的表面上，导致更明显的变形，影响攻击的隐身效果和效率。目前的方法往往会忽视点云的关键几何属性，像是表面曲率和物体方位，或者需要复杂的计算才能使得这些因素包含在攻击里。例如，在高曲率表面上的噪声干扰会导致三维表面出现明显的变形和不一致性。
4、有鉴于此，提出本申请。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于球面几何的点云转移攻击方法、装置、设备及介质，能至少部分的改善上述问题。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种基于球面几何的点云转移攻击方法，其包括：
4、获取给定的点云数据p，并对点云数据p进行误分，确定对抗性攻击目标；
5、对所述点云数据p进行坐标转换处理，得到点云数据的球面坐标，并将点云数据的球面坐标映射至预设的三角范围内；
6、根据映射后的点云数据p在流形上构建大地线，计算点集合p1中任意一点在马尼-折叠大地线上的最近点，将法线向量作为引导向量，根据矢量约束和确定点q的具体坐标，并构建用于攻击点云对象的点对；
7、根据点对随机进行分解扰动，增加点云数据p错误类别的概率分布，同时减少点云数据p正确类别的概率分布；
8、使用ladv允许模型通过交叉熵损失理解错误类别，计算攻击前后点云之间的chamfer 距离，并对形状加以限制，生成具有丰富几何结构的攻击点云。
9、本发明还提供了一种基于球面几何的点云转移攻击装置，其包括：
10、确定对抗性攻击目标单元，用于获取给定的点云数据p，并对点云数据p进行误分，确定对抗性攻击目标；
11、球面几何攻击单元，用于对所述点云数据p进行坐标转换处理，得到点云数据的球面坐标，并将点云数据的球面坐标映射至预设的三角范围内；
12、配对点构建单元，用于根据映射后的点云数据p在流形上构建大地线，计算点集合p1中任意一点在马尼-折叠大地线上的最近点，将法线向量作为引导向量，根据矢量约束和确定点q的具体坐标，并构建用于攻击点云对象的点对；
13、随机分解扰动单元，用于根据点对随机进行分解扰动，增加点云数据p错误类别的概率分布，同时减少点云数据p正确类别的概率分布；
14、攻击点云生成单元，用于使用ladv允许模型通过交叉熵损失理解错误类别，计算攻击前后点云之间的chamfer 距离，并对形状加以限制，生成具有丰富几何结构的攻击点云。
15、本发明还提供了一种基于球面几何的点云转移攻击设备，其包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上任意一项所述的基于球面几何的点云转移攻击方法。
16、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述计算机可读存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的基于球面几何的点云转移攻击方法。
17、综上所述基于球面几何的点云转移攻击方法提出了一个球面几何攻击模块，利用球面大地测量距离和配对向量之间的角度生成扰动。通过流形变换，将点云从欧几里得空间映射到球面空间，并计算球面上最近的大地测量距离，从而获得弯曲点对的几何位置。随后，通过学习正负角度偏移生成两个子扰动，控制成对矢量的角度变化以增强扰动多样性。通过分析球形几何特性来构建显著的自适应扰动，从而解决模型的可移植性较弱的问题。
1.一种基于球面几何的点云转移攻击方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于球面几何的点云转移攻击方法，其特征在于，获取给定的点云数据p，并对点云数据p进行误分，确定对抗性攻击目标，具体为：
3.根据权利要求2所述的基于球面几何的点云转移攻击方法，其特征在于，对所述点云数据p进行坐标转换处理，得到点云数据的球面坐标，并将点云数据的球面坐标映射至预设的三角范围内，具体为：
4.根据权利要求3所述的基于球面几何的点云转移攻击方法，其特征在于，根据映射后的点云数据p在流形上构建大地线，计算点集合p1中任意一点在马尼-折叠大地线上的最近点，将法线向量作为引导向量，根据矢量约束和确定点q的具体坐标，并构建用于攻击点云对象的点对，具体为：
5.根据权利要求4所述的基于球面几何的点云转移攻击方法，其特征在于，根据点对随机进行分解扰动，增加点云数据p错误类别的概率分布，同时减少点云数据p正确类别的概率分布，具体为：
6.根据权利要求5所述的基于球面几何的点云转移攻击方法，其特征在于，使用ladv允许模型通过交叉熵损失理解错误类别，计算攻击前后点云之间的chamfer 距离，并对形状加以限制，生成具有丰富几何结构的攻击点云，具体为：
7.一种基于球面几何的点云转移攻击装置，其特征在于，包括：
8.一种基于球面几何的点云转移攻击设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至6任意一项所述的基于球面几何的点云转移攻击方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述计算机可读存储介质所在设备的处理器执行，以实现如权利要求1至6任意一项所述的基于球面几何的点云转移攻击方法。
