CN103935324B - 用于车辆门禁控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别人员(9)为被授权驾驶机动车(1)的人员的方法。根据本发明，借助安装在机动车(1)内的至少一个电子摄像头(2，3)拍摄要求使用机动车(1)的人员(9)的一块皮肤。确定拍摄的一块皮肤的颜色如何随时间变化。将拍摄的一块皮肤的颜色随时间的变化与存储的被授权人员的心跳节奏参考数据(8)进行比较。如果拍摄的一块皮肤的颜色随时间的变化至少在预定程度上与心跳节奏参考数据一致，则允许使用机动车(1)。

Description

用于车辆门禁控制的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于识别一个人员是被授权驾驶机动车辆的人员的方法和装置。

背景技术

许多用于车辆门禁控制的系统在现有技术中是公知的。代替或除了经典的机械点火钥匙，目前经常提供电子车辆钥匙中具有应答器的电子车辆门禁控制系统，即，没有钥匙齿但具有集成数字电子设备的钥匙，使用这种钥匙能够通过远程控制解锁车门并且能够启动引擎。这种系统将拥有该电子点火钥匙的人员辨识为被授权进入或驾驶机动车的人员。这同样适用于卡片系统，例如那些通过无线电读取驾驶执照卡片的系统。

另外，更加安全的车辆使用控制系统是公知的，这些系统基于生物特征识别被授权的人员，例如基于要求使用的人员的视网膜或指纹。

德国专利文献DE102005020847A1公开了一种用于机动车的乘客生物特征的非接触式检测方法，该方法同样能够用于识别人员。为了这一目的，具有非常短的脉冲的超宽频带雷达安装在机动车座椅内，该雷达能够检测乘客心脏的腔室的内在运动。基于心跳的特征信号能够识别座椅上的人员，因为众所周知每个人都具有独一无二的心跳及心跳节奏，该心跳或心跳节奏在产生精神或身体压力的情况下仍然是可识别的。然而，适当的电子监测车辆座椅是非常复杂的。

发明内容

本发明的目的在于提供用于识别一个人员是被授权驾驶机动车的人员的方法和装置，其可以几乎没有费用支出地实施。

本发明的目的通过具有以下特征的方法和装置实现。下文还描述了本发明有利的改进。

根据本发明，借助安装在机动车内的电子摄像头拍摄要求使用机动车的人员的一块皮肤。确定拍摄的一块皮肤的至少一个特征如何随时间变化。将拍摄的一块皮肤的特征随时间的变化与存储的被授权人员的心跳节奏参考数据进行比较。如果拍摄的一块皮肤的特征随时间的变化至少在预定程度上与参考数据一致，则允许此人使用机动车。

摄像头比超宽频带雷达简化得多，并且适用于该方法的摄像头通常已经安装在现有机动车中，因此，借助机动车辆电子设备中的附加软件，本发明可容易地实施。

拍摄的一块皮肤的优选特征是皮肤的颜色和膨胀。

http://www.technologyreview.com/news/425758/smart-phone-app-tracks-heart-rate/网站公开了借助电子摄像头——这里指智能手机的摄像头——来辨识由血液流动的脉动引起的人的皮肤颜色的最小限度的变化并从中获得心跳信号原则上是可能的，其中人将手指放在该摄像头前方。其中提出了这可以用于辨识心力衰竭的风险，但是不用于任何类型的门禁控制。

拍摄的一块皮肤的颜色在此理解为连续色谱或不连续色谱，其中不连续色谱还能够包含仅仅一个波长或多个波长，因为心跳信号在特定波长范围内比在其他波长范围内可能更容易辨识。

除了皮肤随时间的颜色变化之外，http://www.farbimpulse.de/Herschlag-laesst-Gesichtsfarbe-pulsieren.herzschla g.0.html网站上的文章描述了如何还能够纪录由于心跳引起的皮肤随时间的膨胀和消退。因此皮肤颜色随时间的变化以及皮肤随时间的膨胀和消退以及他们的结合也适合作为用于纪录心跳信号的特征。

被允许的使用优选地包含至少一个机动车辆车门的打开，其中电子摄像头纪录机动车辆外部区域，并且其中要求使用机动车的人员被提示将裸露的身体部分放在摄像头前方。被允许的使用同样能够包含机动车引擎的启动。

车门打开程序能够如从用于无钥匙门禁系统的现有技术所知地实施。然后，例如借助电容式传感器，用于心跳辨识的摄像头根据事件的特定状态的出现而开启，例如如果门闩锁被驱动，如果辨识出有人在车辆附近，或者如果发生近场通讯。

在一个优选实施例中，电子摄像头是为任何类型的驾驶员辅助系统和/或驾驶舱监测而装备的摄像头。该电子摄像头优选地是激光雷达摄像头，其不依赖环境光线。

如果一个人员被识别为被授权人员，能够在机动车内设置为被识别的人员存储的预设置——例如座椅位置、反光镜位置、温度、无线电广播发射器或类似的设置。

在一优选实施例中，根据本发明的方法与所谓的(我的智能钥匙)系统结合。这是一个用于根据与人员有关的数据来自动限制或强制激活机动车特定功能的系统，该与人员有关的数据唯一地分配给个人电子车辆钥匙，向车辆电子设备显示该电子车辆钥匙的拥有者为被授权驾驶机动车的驾驶员。该个人车辆钥匙是单独编程的，因此使用该钥匙只可在受限制驾驶模式下操作机动车。最高行驶速度、车辆加速度，和/或立体声系统的音量因此能够受限于预先设置的最大值，或者特定的车辆安全系统或驾驶员辅助系统是或者将成为永久激活的，例如座位安全带紧固警告、车道保持辅助、或自适应巡航控制。这一系统旨在用于特定人群，主要是新手司机，电子车钥匙被分发给他们。

与系统结合，根据本发明对机动车预设置的应用包含根据与人员有关的数据的、机动车特定功能的自动限制或强制激活，该与人有关的数据唯一地分配给个人电子车辆钥匙，向车辆电子设备显示该电子车辆钥匙的拥有者为被授权驾驶机动车的驾驶员。

附图说明

基于附图中所示的示例性实施例，下文更加详细地解释本发明。图中：

图1示为用于识别一个人员是被授权驾驶机动车的人员的系统的示意图。

图2示为集成在侧视镜内的用于图1所示系统的摄像头。

图3示为布置在挡风玻璃后面的用于图1所示系统的机动车前摄像头。

图4示为布置在侧窗后面的用于图1所示的系统的摄像头。

图5示为用于识别一个人是被授权驾驶机动车辆的人员的方法的流程图。

具体实施方式

图1中，机动车1包含朝向行进方向的前摄像头2，和/或朝向一侧的侧面摄像头3。摄像头2或3分别可以是如用于任何类型的驾驶员辅助系统的摄像头，因此，例如为，布置在挡风玻璃后面的、用于低速度下的碰撞规避的系统的前摄像头2，或者安置在机动车1一侧的、用于盲区辨识辅助的摄像头3。摄像头2或3分别可以是CCD(电荷耦合元件)或激光雷达摄像头，其中激光雷达摄像头具有不依赖环境光的优势。

机动车1此外包含车载电子设备，其包含驾驶员识别单元4，人机界面5，心跳提取单元6，分类单元7，和用于心跳节奏参考数据形式的心跳参考模式的数据存储器8。

驾驶员识别单元4是在车载电子设备的车载计算机上运行的顺序控制程序。当人员9接近机动车1时驾驶员识别单元启动或被唤醒。人员9要获取使用机动车1的请求能够例如通过无线电或红外信号传输到机动车1。可选择地，同样可以想到的是报警系统监测机动车1的周围环境并且将接近的人员9的具体行为或手势解释为使用请求。

如果使用请求被辨识，驾驶员识别单元4通过人机界面5——例如可以仅仅是小的闪光灯——提示人员9将可视的身体部分——例如手指、手、脸或另一块裸露的皮肤——在摄像头2或3前面保持特定时间。

心跳提取单元6分析在这段时间内由摄像头2或3纪录的影片来获得人员9的心跳节奏数据。分类单元7将获得的心跳节奏数据转化成允许与之前获得的、存储在数据存储器8中的心跳节奏参考数据直接比较的格式。

如果驾驶员识别系统4在人员9的心跳节奏数据和存储的心跳节奏参考数据之间建立足够的匹配，车门就会解锁并且允许人员9使用启动按钮发动机动车1。可以使用确认信号来确认成功的识别，因此人员9知道他什么时候可以从摄像机2或3移开他的手指。

如果驾驶员识别系统4没有在人员9的心跳节奏数据和存储的心跳节奏参考数据之间建立足够的匹配，能够触发任何类型的警报以及/或者能够允许新的使用尝试。

图2示出了用于车辆识别系统的摄像头10的布置的具体示例，具体地集成在机动车1的侧视镜11内。这些摄像头通常装备在停车辅助或盲区辨识辅助系统中。

图3示出了图1中摄像头2的布置的具体示例，具体地在机动车1的挡风玻璃13后面的后视镜12附近。这种摄像头当前例如用作低速度时用于碰撞规避的激光雷达前摄像头。

图4示出了在机动车驾驶员车门的侧窗15的右上角的摄像头14的布置的另一具体示例，该摄像头14用于驾驶员识别系统。该布置具有特别好的可及性优势，并且摄像头14同样能够另外用于其它目的，例如用于辨识偷盗企图，监测临近机动车1的交通等。

在另一示例(附图中未示出)中，还装备用于驾驶舱监测的摄像头——该摄像头使坐在驾驶员座椅上的人员处于视野中——被用作驾驶员识别系统的摄像头。当然，借助这样的摄像头不能控制车门的解锁，然而，如果坐在驾驶员座椅上的人员没有被辨识为被授权的人员，驾驶本身能够被阻止，并且另外为被授权的人员存储的预设置能够应用于机动车1。这种摄像头具有不用必须在车外等待辨认的优势，并且另外在这种情况下从坐在驾驶员座椅上的人员的面色获得心跳节奏数据会更加可能，因此他不必以任何方式主动进行。

参照图1-4描述的摄像头拍摄保持在其前方的人员9的手指16；将拍摄的一块皮肤的颜色的随时间的变化与存储的被授权的人员的心跳节奏参考数据进行比较；如果拍摄的一块皮肤的颜色随时间的变化至少在预设的程度上与参考数据一致，则允许使用机动车1。将参照附图5更加详细地描述该部分。

在图5的流程图的步骤S1，驾驶员识别系统等待使用机动车1的请求。每次驾驶员离开并锁住机动车1，就会进入这种等待状态。

在步骤S2，检查人员9是否接近机动车1以及/或者用信号表示使用请求，例如借助电子车辆钥匙、智能手机或者类似的设备。如果是这种情况，驾驶员识别系统被激活，否则，其回到步骤S1。

在步骤S3，被激活的驾驶员识别系统提示人员9将一个或更多手指放在摄像头2、3、10或14(图1到4)前方。将要放置手指的位置能够通过单声信号或者通过摄像头附近产生的具有特殊颜色和/或闪光频率的LED闪光灯指示给人员9，并且/或者相应的信息能够发送给记录为被授权使用的人员9的智能手机。

在步骤S4，检查人员9是否将他的手指放在摄像头前方。如果情况并非如此，将重复步骤S3，并且如果情况重复地非是如此，例如人员9没有反应或者改变他的意图，步骤S4a中的时间锁定将被激活，在该步骤驾驶员识别系统不会做出反应，并且在经过时间锁定之后，回到步骤S1。

如果在步骤S4确定人员9将他的手指放在摄像头前面，在步骤S5对手指进行至少几个心跳时间的拍摄，并且从这一拍摄中获得人员9的心跳节奏数据。

在步骤S6，使获得的心跳节奏数据转化为允许与记录为授权的使用人员9的存储的心跳节奏参考数据进行直接比较的格式。这一比较在步骤S7进行。该心跳节奏参考数据能够在任何类型的安全记录过程中获得或者改变。

如果在步骤S8确认从人员9获得的心跳节奏数据与存储的心跳节奏参考数据一致，或者至少在预定的程度上与其一致，人员9就能成功被识别为被授权的使用人员，并且在步骤S9，机动车1解锁并且允许人员9发动机动车1。另外，为被识别的人员9存储的预设置能够应用于机动车，例如座椅位置、反射镜位置、车辆内部的温度、无线电广播发射机以及类似设置。该方法在步骤S9结束，因此其返回步骤S1。

如果从人员9获得的心跳节奏数据与存储的心跳节奏参考数据不一致，人员9未被成功识别为被授权的使用人员，并且在步骤S8a，例如通过单声信号或LED闪光或发送至记录为被授权的使用人员9的智能手机的无线电信息将失败的识别报告给人员9，进而其返回到步骤S3。在重复识别失败的情况下，该方法返回步骤S1，并且在这种情况下可以规定的是，机动车1与中心办公室(central office)里的操作员之间建立数据连接来说明该情况。人员9可能未正确记录在机动车1的被授权的使用者数据库中。同样可能是摄像头的故障，例如削弱摄像头视野的摄像头物镜前方的污渍，过小的电池电压以及其他类似问题。在这种情况下通过操作员能够将人员9识别为被授权的使用者，例如借助智能手机，并且在这种情况下操作员将具有远程解锁机动车1的可能。

Claims (10)

1.一种用于识别人员(9)是被授权驾驶机动车(1)的人员的方法，其特征在于，

借助安装在机动车(1)内的至少一个电子摄像头(2，3，10，14)纪录机动车(1)外面的区域，提示要求使用机动车(1)的人员将一裸露的身体部分保持在摄像头(2，3，10，14)前方；

借助至少一个电子摄像头(2，3，10，14)拍摄要求使用机动车(1)的人员(9)的一块皮肤；

确定拍摄的一块皮肤的至少一个特征如何随时间变化，其中拍摄的一块皮肤的特征是皮肤的颜色和膨胀；

将拍摄的一块皮肤的特征随时间的变化与存储的被授权人员的心跳节奏参考数据(8)进行比较；以及

如果拍摄的一块皮肤的特征随时间的变化至少在预定程度上与被授权人员的心跳节奏参考数据一致，允许使用机动车(1)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，被允许的使用包含机动车(1)的至少一个车门的打开。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，被允许的使用包含启动机动车(1)的引擎。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一个电子摄像头(2，3，10，14)是为驾驶员辅助系统装备的摄像头和/或为驾驶舱监控装备的摄像头。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个电子摄像头(2，3，10，14)是激光雷达摄像头。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果人员(9)被识别为被授权的人员，使为被识别的人员存储的预设置应用于机动车(1)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，预设置的应用包含机动车(1)的特定功能根据与人有关的数据的自动限制或强制激活，所述与人有关的数据唯一地分配给个人电子车钥匙，向车辆电子设备显示所述车钥匙的拥有者为被授权驾驶机动车(1)的驾驶员。

8.一种用于识别人员(9)为被授权驾驶机动车(1)的人员的装置，其特征在于，所述装置包含以下部分：

至少一个电子摄像头(2，3，10，14)，其安装在机动车(1)内且纪录机动车(1)外面的区域，并且其配置为用于在提示要求使用机动车(1)的人员将一裸露的身体部分保持在摄像头(2，3，10，14)前方之后，拍摄要求使用机动车(1)的人员(9)的一块皮肤以确定拍摄的一块皮肤的至少一个特征如何随时间变化，其中拍摄的一块皮肤的特征是皮肤的颜色和膨胀；

心跳提取单元(6)，其配置为用于从由电子摄像头(2，3，10，14)纪录的影像中获得要求使用的人员(9)的心跳节奏数据；

存储单元(8)，其存储一个或多个被授权使用的人员的心跳节奏参考数据；以及

驾驶员识别单元(4)，其配置为用于比较心跳节奏数据和存储的心跳节奏参考数据，以及在匹配的情况下允许使用机动车(1)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

分析被拍摄的一块皮肤的颜色或膨胀随时间的变化来获得心跳节奏数据。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，

所述装置配置为实施权利要求1到7中的任意一项所述的方法。