Способ и устройство контроля доступа к автомобилю

Изобретение относится к системам доступа к транспортным средствам. Способ идентификации субъекта в качестве субъекта, имеющего право на управление автомобилем, содержит этапы, на которых с помощью по меньшей мере одной электронной камеры, установленной в автомобиле, делают снимок участка кожи субъекта, запрашивающего доступ к автомобилю, сравнивают, как по меньшей мере одна характеристика отснятого участка кожи изменяется с течением времени, выполняют хронологическое изменение характеристик отснятого участка кожи, сравнивают с сохраненными контрольными данными о ритме сердцебиения субъектов, имеющих право на доступ, предоставляют доступ к автомобилю, если хронологическое изменение характеристики отснятого участка кожи соответствует контрольным данным о ритме сердцебиения, причем предоставленный доступ включает в себя открывание по меньшей мере одной двери автомобиля. По меньшей мере одна электронная камера регистрирует область снаружи транспортного средства, при этом субъекту, желающему получить доступ к автомобилю, предлагается удерживать открытую часть тела перед камерой. Достигается повышение безопасности транспортного средства. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и устройству идентификации лица, имеющего право на управление данным автомобилем.

Уровень техники

Из уровня техники известны различные системы контроля доступа к автомобилю. Вместо классических механических ключей зажигания или дополнительно к ним сегодня часто устанавливают электронные системы контроля доступа к автомобилю с транспондером в электронных ключах автомобиля, т.е. ключах без бородок со встроенной цифровой электроникой, с помощью которой можно дистанционно управлять дверями автомобиля и запускать двигатель. Данные системы распознают лицо, владеющее электронным ключом зажигания, как имеющее право на посадку или управление автомобилем. Это также касается карточных систем, например, считывающих карточку водительского удостоверения через радиосигнал.

Также известны надежные системы контроля доступа к автомобилю, идентифицирующие уполномоченных лиц на основании биометрических признаков, например, на основании сетчатки глаза или отпечатков пальцев запрашивающего доступ лица.

В публикации патентной заявки DE 102005020847 А1 рассматривается способ бесконтактного сбора биометрических признаков пассажиров в автомобиле, который также может использоваться для идентификации личности. С этой целью в сиденье автомобиля устанавливается сверхширокополосный радар с очень короткими импульсами. На основании специфического характера сердцебиения можно идентифицировать личность в салоне, поскольку, как известно, каждый человек имеет уникальный характер биения сердца и его ритм, поддающийся идентификации даже при умственной или физической нагрузке. Однако такие автомобильные сидения с электронным контролем являются очень дорогостоящими.

Целью настоящего изобретения является разработка более дешевого способа и устройства идентификации лица, имеющего право на управление автомобилем.

Раскрытие изобретения

Данная задача решается с помощью способа и устройства с характеристиками, приведенными в независимых пунктах формулы изобретения. Дальнейшие предпочтительные варианты воплощения изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с изобретением с помощью установленной в автомобиле электронной камеры производят съемку участка кожи у лица, запрашивающего доступ к автомобилю. Далее устанавливают, как меняется во времени по меньшей мере один признак записанного участка кожи, и сравнивают это изменение с сохраненной информацией о ритме сердцебиения лиц, уполномоченных на управление автомобилем. Человеку предоставляется доступ к автомобилю, если изменение во времени признака записанного участка кожи соответствует требуемым значениям, по меньшей мере в заданных пределах.

Камера значительно дешевле сверхширокополосного радара, и часто в современных автомобилях камера, подходящая для выполнения вышеописанного способа, уже бывает установлена, поэтому изобретение может быть просто реализовано при помощи установки дополнительного программного обеспечения в электронное оборудование автомобиля.

Предпочтительными признаками записываемого участка кожи могут быть цвет и припухлость.

В статье http://www.technologyreview.com/news/425758/smart-phone-app-tracks-heart-rate/ говорится о том, что с помощью электронной камеры, в данном случае камеры смартфона, перед которой держат палец, принципиально возможно распознать минимальные изменения цвета кожи человека, вызываемые пульсацией кровотока, и получить из них характеристику сердцебиения. В статье предлагается использовать эту возможность для распознавания риска сердечного приступа, а не для какого-либо контроля доступа.

Под окраской снятого участка кожи здесь понимается непрерывный или дискретный цветовой спектр, при этом последний может охватывать только одну или несколько длин волн, поскольку характер сердцебиения, вероятно, легче распознать в одних диапазонах длины волн, чем в других.

В статье http://www.farbimpulse.de/Herschlag-laesst-Gesichtsfarbe-pulsieren.herzschlag.0.html описывается, как кроме изменения цвета кожи во времени можно зафиксировать также изменение во времени увеличения и уменьшения припухлости кожи, вызванной сердцебиением. Таким образом, в качестве признака для определения характера сердцебиения подходит как изменение цвета во времени, так и изменение увеличения и уменьшения припухлости кожи во времени, а также их сочетание.

Предоставление доступа в предпочтительном варианте реализации предполагает открывание по меньшей мере одной двери автомобиля, при этом электронная камера охватывает область за пределами автомобиля, и при запросе доступа к автомобилю человек должен показать перед камерой обнаженную часть тела. Предоставление доступа может также включать в себя запуск двигателя автомобиля.

Открывание дверей при этом может осуществляться при помощи известной бесключевой системы доступа. Затем для распознавания характера сердцебиения включается камера, что осуществляется при возникновении соответствующих условий, например, при нажатии на ручку двери, если было обнаружено присутствие вблизи автомобиля, или если устанавливается коммуникация ближнего поля, например, с помощью емкостных датчиков.

В предпочтительном варианте выполнения электронная камера представляет собой уже установленную камеру для какой-либо вспомогательной системы и/или для контроля кабины водителя. Предпочтительно использовать независимую от окружающего освещения электронную LIDAR-камеру.

После идентификации человека в качестве уполномоченного лица ему могут быть доступны установленные ранее им настройки в автомобиле, например, положения сидений, зеркала, температура, радиопередатчик и т.д.

В предпочтительном варианте реализации способ по изобретению используется вместе с системой MyKey®, представляющей собой систему автоматического ограничения или принудительной активации определенных функций автомобиля в зависимости от персональных данных, сопоставленных с персональным электронным ключом автомобиля, представляющим своего владельца электронному оборудованию автомобиля как имеющего право на управление. Данный персональный ключ автомобиля может быть индивидуально запрограммирован, благодаря чему с помощью этого ключа возможно ограничение эксплуатации автомобиля только в ограниченном режиме вождения. Например, можно ограничить максимальную скорость, ускорение автомобиля и/или громкость аудиоаппаратуры заранее заданными максимальными значениями, или установить период активации систем безопасности автомобиля или вспомогательных систем управления автомобилем, например, напоминания о ремне безопасности, системы обеспечения продольной устойчивости или системы адаптивного круиз-контроля. Данная система предназначена для конкретных лиц, в первую очередь, начинающих водителей, обладающих электронным ключом автомобиля.

В сочетании с системой MyKey® соответствующее изобретению применение предварительных установок автомобиля включает в себя автоматическое установление ограничений или принудительную активацию определенных функций автомобиля в зависимости от персональных данных, сопоставленных с персональным электронным ключом автомобиля, представляющим своего владельца электронному оборудованию автомобиля как имеющего право на управление.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение более подробно рассматривается на примере одного варианта воплощения, представленного на сопроводительных чертежах. На них показаны:

Фиг.1 блок-схема системы идентификации лица, имеющего право на управление автомобилем,

Фиг.2 встроенная в боковое зеркало камера для показанной на Фиг.1 системы,

Фиг.3 расположенная за ветровым стеклом автомобиля фронтальная камера для показанной на Фиг.1 системы,

Фиг.4 расположенная за боковым окном камера для показанной на Фиг.1 системы,

Фиг.5 блок-схема способа идентификации лица, имеющего право на управление автомобилем.

Осуществление изобретения

На Фиг.1 показан автомобиль 1, направленная по ходу движения фронтальная камера 2 и/или направленная в сторону боковая камера 3. Камеры 2 или 3 могут уже использоваться для систем содействия водителю, например, расположенная за ветровым стеклом фронтальная камера 2 для системы предотвращения столкновений на низкой скорости или расположенная сбоку камера 3 для системы распознавания объектов в мертвой зоне. Камеры 2 или 3 могут представлять собой CCD- или LIDAR-камеры, причем, последние будут предпочтительнее благодаря независимости от окружающего освещения.

В устройство автомобиля 1 также входит бортовая электроника, включающая в себя устройство 4 идентификации водителя, человеко-машинный интерфейс 5, устройство 6 анализа сердцебиения, классифицирующее устройство 7 и запоминающее устройство 8 для хранения образцов контрольных данных о типах сердцебиения.

Устройство 4 идентификации водителя представляет собой стандартную управляющую программу, установленную на бортовом компьютере бортовой электроники, которая запускается или возобновляется при приближении человека 9 к автомобилю 1. Желание человека 9 получить доступ к автомобилю 1 может передаваться, например, в виде радио- или инфракрасного сигнала автомобилю 1. В качестве альтернативы также можно сделать так, чтобы система сигнализации контролировала окружение автомобиля 1 и могла интерпретировать определенные движения или жесты приближающегося человека 9 как желание получить доступ.

После распознавания желания получить доступ устройство 4 идентификации водителя с помощью человеко-машинного интерфейса 5, например, путем подачи мигающего сигнала, требует от человека 9 на определенное время задержать перед камерой 2 или 3 видимую часть тела, например, палец, ладонь, лицо или другой участок обнаженной кожи.

Сделанная в это время камерой 2 или 3 запись обрабатывается устройством 6 анализа сердцебиения для получения сведений о ритме сердцебиения человека 9. Классифицирующее устройство 7 переводит полученные сведения о ритме сердцебиения в формат, позволяющий непосредственное сравнение с ранее полученными контрольными данными, сохраненными в запоминающем устройстве 8.

Если устройство 4 идентификации водителя установит достаточную степень сходства сведений о ритме сердцебиения человека 9 с сохраненными контрольными данными, двери автомобиля разблокируются, человеку 9 предоставляется доступ для запуска автомобиля 1. Успешная идентификация может быть подтверждена с помощью подтверждающего сигнала, чтобы человек 9 знал, когда он может убрать палец от камеры 2 или 3.

Если устройство 4 идентификации водителя не устанавливает достаточную степень сходства сведений о ритме сердцебиения человека 9 с сохраненными контрольными данными, срабатывает специальный предупредительный сигнал и/или предоставляется новая попытка доступа.

На Фиг.2 показан отдельный пример расположения камеры 10, предназначенной для системы идентификации водителя, а именно в боковом зеркале 11 автомобиля 1. Подобные камеры часто устанавливают для систем содействия при парковке или систем распознавания объектов в мертвой зоне.

На Фиг.3 показан отдельный пример расположения камеры 2 с Фиг.1, в частности в области зеркала 12 заднего вида за ветровым стеклом 13 автомобиля 1. К камерам с подобным расположением в настоящее время относится, например, фронтальная LIDAR-камера для предотвращения столкновений на низких скоростях.

На Фиг.4 показан еще один пример расположения камеры 14, предназначенной для системы идентификации водителя, а именно в правом верхнем углу бокового окна 15 двери водителя автомобиля. Данное расположение отличается особенно удобным доступом и возможностью дополнительно использовать камеру 14 для других целей, например, для распознавания попыток взлома, контроля движения рядом с автомобилем 1 и т.д.

В другом, не показанном на чертежах примере, в качестве камеры системы идентификации водителя используют камеру контроля места водителя, захватывающую в поле обзора человека, сидящего на водительском сиденье. С помощью такой камеры, конечно, нельзя управлять разблокировкой дверей, однако, можно препятствовать вождению как таковому, если сидящий на водительском месте человек не будет распознан как имеющий право на управление, и, кроме того, для уполномоченных лиц могут применяться заранее заданные настройки автомобиля 1. Преимущество подобной камеры заключается в том, что не нужно ждать идентификации за пределами автомобиля, и в данном случае также будет проще получить сведения о ритме сердцебиения на основании цвета кожи находящегося на сидении водителя человека, что не потребует от него никаких действий.

Камера, описанная со ссылкой на Фиг.1-4, делает снимок удерживаемого перед ней пальца 16 человека 9; изменение цвета участка кожи во времени сравнивают с сохраненными контрольными данными о ритме сердцебиения уполномоченного лица; доступ к автомобилю 1 предоставляется, если изменение во времени цвета участка кожи совпадает с контрольными данными, по меньшей мере, в заданной степени. Далее это будет более подробно описано в связи с Фиг.5.

На этапе S1 блок-схемы, показанной на Фиг.5, система идентификации водителя ожидает запроса на доступ к автомобилю 1. Данное состояние ожидания наступает каждый раз, когда водитель покидает автомобиль 1 и блокирует двери.

На этапе S2 проверяется приближение человека 9 к автомобилю 1 и/или наличие запроса на доступ, например, с помощью электронного ключа, смартфона и т.п. Если это произошло, активируется система идентификации водителя; в противном случае осуществляется возврат к этапу S1.

На этапе S3 активированная система идентификации водителя просит человека 9 поднести один или несколько пальцев к камере 2, 3, 10 или 14 (Фиг.1-4). Место, где необходимо удерживать пальцы, может указываться человеку 9 с помощью звукового сигнала или мигающего LED-сигнала с определенным цветом и/или частотой мигания, создаваемого рядом с камерой, и/или возможно отправление соответствующего сообщения на смартфон человека 9, зарегистрированного в качестве имеющего право на доступ.

На этапе S4 проверяется, удерживает ли человек 9 свои пальцы перед камерой. Если нет, повторяется этап S3, и если это опять не происходит, например, если человек 9 не реагирует или его намерения изменились, на этапе S4a активируется временная блокировка, в течение которой система идентификации водителя не отвечает, и после окончания временной блокировки происходит возврат к этапу S1.

Если на этапе S4 подтверждается, что человек 9 удерживает свои пальцы перед камерой, то на этапе S5 выполняют съемку пальцев по меньшей мере в течение нескольких ударов сердца, и на основании данной записи получают сведения о ритме сердцебиения человека 9.

На этапе S6 полученные сведения о ритме сердцебиения переводятся в формат, позволяющий осуществить непосредственное сравнение с сохраненными контрольными данными о ритме сердцебиения человека 9, зарегистрированного в качестве имеющего право на доступ. Данное сравнение осуществляется на этапе S7. Контрольные данные о ритме сердцебиения могут быть получены или изменены с помощью какого-либо надежного процесса регистрации.

Если на этапе S8 подтверждается, что полученные от человека 9 характеристики ритма сердцебиения по меньшей мере в установленной степени совпадают с сохраненными контрольными данными о ритме сердцебиения, человек 9 успешно идентифицируется как имеющий право на доступ, и на этапе S9 автомобиль 1 разблокируется, и человек 9 получает разрешение на его запуск. Кроме этого, могут использоваться заранее заданные для идентифицированного человека 9 настройки автомобиля, например, положение сидений, положение зеркала, температура в салоне автомобиля, радиопередатчик и т.д. На этапе S9 процесс завершается, после чего осуществляется возврат к этапу S1.

Если полученные от человека 9 характеристики ритма сердцебиения не совпадают с сохраненными контрольными данными о ритме сердцебиения, идентификация доступа человека 9 не происходит, а на этапе S8a человека 9 уведомляют о неудавшейся идентификации, например, с помощью звукового сигнала или мигающего LED-сигнала, или сообщения на смартфон, зарегистрированный как принадлежащий лицу, имеющему право на доступ, и происходит возврат к этапу S3. Если идентификация повторно не подтверждается, происходит возврат к этапу S1, и в этом случае может быть предусмотрено, чтобы автомобиль 1 установил связь с оператором центральной станции для выяснения ситуации. Может случиться так, что человек 9 неправильно зарегистрирован в базе данных пользователей, имеющих право на доступ к автомобилю 1. Может возникнуть проблема с камерой, например, загрязнение объектива камеры, ухудшающее обзор, низкий заряд батареи и т.д. В таких случаях человек 9 может быть идентифицирован в качестве имеющего право на доступ оператором, например, с помощью смартфона, и в этом случае оператор должен иметь возможность дистанционно разблокировать автомобиль 1.

1. Способ идентификации субъекта в качестве субъекта, имеющего право на управление автомобилем, причем способ содержит этапы, на которых:

с помощью по меньшей мере одной электронной камеры, установленной в автомобиле, делают снимок участка кожи субъекта, запрашивающего доступ к автомобилю;

выявляют, как по меньшей мере одна характеристика отснятого участка кожи изменяется относительно времени;

хронологическое изменение характеристик отснятого участка кожи сравнивают с сохраненными контрольными данными о ритме сердцебиения субъектов, имеющих право на доступ;

предоставляют доступ к автомобилю, если хронологическое изменение характеристики отснятого участка кожи соответствует контрольным данным о ритме сердцебиения, причем предоставленный доступ включает в себя открывание по меньшей мере одной двери автомобиля; и

причем по меньшей мере одна электронная камера регистрирует область снаружи транспортного средства, при этом субъекту, желающему получить доступ к автомобилю, предлагается удерживать открытую часть тела перед камерой.

2. Способ по п. 1, в котором характеристиками отснятого участка кожи являются цвет и припухлость кожи.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором предоставленный доступ включает в себя запуск двигателя автомобиля.

4. Способ по п. 1, в котором если субъект идентифицирован как субъект, имеющий право на доступ, настройки, сохраненные для данного идентифицированного субъекта, применяют к автомобилю.

5. Способ по п. 4, в котором применение настроек включает в себя автоматическое ограничение или принудительную активацию определенных функций автомобиля, в зависимости от данных, связанных с субъектом, которые уникально назначаются персональному электронному ключу автомобиля, который показывает его владение в отношении электроники автомобиля, как водителя, имеющего право на доступ к вождению автомобиля.

6. Устройство для идентификации субъекта в качестве субъекта, имеющего право на управление автомобилем, отличающееся тем, что оно включает в себя:

по меньшей мере одну электронную камеру, установленную в автомобиле, которая регистрирует область вне автомобиля, и которая выполнена с возможностью съемки участка кожи субъекта, запрашивающего доступ к автомобилю после того, как упомянутому субъекту было предложено удерживать открытую часть тела перед камерой;

модуль выявления сердцебиения, выполненный с возможностью

получения данных о ритме сердцебиения субъекта, запрашивающего доступ, из записи электронной камеры;

модуль хранения, выполненный с возможностью хранения контрольных данных о ритме сердцебиения одного или более субъектов, имеющих право доступа; и

модуль идентификации водителя, выполненный с возможностью

сравнения данных о ритме сердцебиения с сохраненными контрольными данными о ритме сердцебиения и обеспечения доступа к автомобилю в случае соответствия, причем предоставленный доступ включает в себя открывание по меньшей мере одной двери автомобиля.

7. Устройство по п. 6, в котором модуль выявления сердцебиения выполнен с возможностью анализа хронологического изменения цвета или припухлости отснятого участка кожи для получения данных о ритме сердцебиения.

8. Устройство по п. 6 или 7, в котором по меньшей мере одна электронная камера является камерой, предусмотренной для системы помощи водителю, и/или камерой, предусмотренной для контроля кабины.

9. Устройство по п. 6 или 7, в котором по меньшей мере одна электронная камера представляет собой LIDAR-камеру.