CN112672930B - 在车辆起动之后识别车辆驾驶员的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于识别系统（1），其被配置成在车辆起动之后识别车辆驾驶员，识别系统（1）包括：状态检测模块（2），其被配置成生成包含与车辆的设备的至少一个运动有关的信息的第一组数据；识别模块（3），其由携带者携带，并且被配置成生成包括携带者的运动数据的第二组数据；以及计算模块（10），其被配置成关联第一组数据与第二组数据，以确定携带者与驾驶员是否是同一个人。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于识别机动车辆驾驶员的系统。
本发明更特别地是关于被配置成自动检测车辆驾驶员的驾驶员识别系统。
背景技术
当前的车辆越来越多地融入电子设备。这样，电动车辆（首字母缩写为“EV”，针对英语“Electric Vehicle”）、混合电动车辆（首字母缩写为“HEV”，针对英语“HybridElectric Vehicle”，混合动力车辆）或热力车辆可以包括联接至车辆的其他设备的电子控制单元（首字母缩写为“UCE”，针对法语“unité de commande électronique”，英语“Electronic Control Unit”的首字母缩写为“ECU”）。UCE单元被配置成对驾驶员的操控和/或从车辆的设备接收的数据进行分析、以及向一个或多个相关设备给出指令。
车辆开发的这种趋势还预见到使用由车辆UCE管理的数据的应用。例如，对于诸如车辆跟踪之类的应用或出于安全原因，识别在行驶阶段期间操控车辆方向盘的驾驶员是谁是有用的。
然而，并不存在如上所述用于识别驾驶员的简单有效的解决方案。因此，本发明旨在提出一种简单的解决方案，其使用车辆中的现有设备来自动识别在行驶阶段期间操控车辆方向盘的驾驶员。
发明内容
为了实现该结果，本发明涉及一种识别系统，其被配置成在车辆起动之后识别车辆驾驶员。识别系统包括：状态检测模块，其被配置成生成包含与车辆的设备的至少一个运动（mouvement）有关的信息的第一组数据；识别模块，其由携带者（porteur）携带，并且被配置成生成包括携带者的运动数据的第二组数据；以及计算模块，其被配置成关联第一组数据与第二组数据，以确定携带者与驾驶员是否是同一个人。
由此，本发明使得能够自动且动态地识别车辆驾驶员，同时避免了如果未经授权的人知晓所述车辆的标识符和经授权的驾驶员的标识符则该人即可驾驶的情况。
有利地，状态检测模块被配置成测量车辆方向盘的至少一个角位置。
优选地，状态检测模块安装在车辆上，并且包括以下类型之一的数据总线以测量方向盘的至少一个角位置：CAN（英语的“Controller Area Network”，控域网）、以太网、SPI（英语的“Serial Peripheral Interface”，串行外围接口）、UART（英语的“AsynchronousReceiver Transmitter”，异步收发器）。
有利地，识别模块包括以下传感器中的至少一个运动传感器以生成携带者的运动数据：
- 加速度计，其被配置成测量沿三个正交轴之一的携带者的至少一个线性移动；
- 陀螺仪，其被配置成测量携带者的至少一个角位置；
- 陀螺测速仪，其被配置成测量携带者的至少一个角速度。
优选地，第二组数据包括以下携带者身份数据中的至少一个：
- 携带者输入的进入通行码；
- 印记读取器捕获的携带者的指纹。
本发明还涉及用于在车辆起动之后识别车辆驾驶员的识别方法。该方法包括以下步骤：生成包括与车辆的设备的至少一个运动有关的信息的第一组数据；生成包括携带识别模块的携带者的运动数据的第二组数据；以及关联第一组数据与第二组数据，以确定携带者与驾驶员是否是同一个人。
有利地，生成第一组数据的步骤包括计算车辆方向盘的至少一个角位置。
优选地，生成第二组数据的步骤包括生成携带者的运动数据，这包括以下步骤中的至少一个：
- 计算沿三个正交轴之一的携带者的至少一个线性移动的步骤；
- 计算携带者的至少一个角位置的步骤；
- 计算携带者的至少一个角速度的步骤。
有利地，第二组数据包括以下携带者身份数据中的至少一个：
- 携带者输入的通行码；
- 携带者的指纹。
优选地，识别方法包括至少一个数据传输，其被执行以传输第一组数据的至少一部分或/和第二组数据的至少一部分。
在接下来的描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，所述描述是参照以非限制性示例的名义给出的附图进行的。
附图说明
• 图1示出了根据本发明的一个实施例的识别系统的示意性透视图。
• 图2示出了图示根据本发明的一个实施例的由识别系统执行的识别方法的图示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施例的识别系统1的示意性透视图。图2示出了根据本发明的一个实施例的由识别系统1执行的识别方法200。
识别系统1被配置成执行识别方法200，以在车辆起动之后动态且自动地识别车辆驾驶员。识别方法200包括将在接下来的段落中详细描述的步骤210、220和230。根据本发明的识别方法200有别于例如以如下方式执行的静态验证：将驾驶员的标识符与车辆的标识符进行比较以知晓车辆是否属于该驾驶员。然而，这种静态验证不能避免这样的情况，即如果未经授权的人知晓所述车辆的标识符和经授权的驾驶员的标识符则该人即可驾驶。于是，本发明旨在自动且动态地在车辆发动机起动时或在后续行驶阶段期间识别驾驶员是否是驾驶车辆的正确的人。
为此，识别系统1包括状态检测模块2、识别模块3和计算模块10。计算模块10被配置成关联状态检测模块2生成的数据与识别模块3生成的数据，以确定携带识别模块3的人与驾驶车辆的驾驶员是否是同一个人。在接下来的段落中将更详细地描述模块2、3和10的功能。
状态检测模块2被配置成在车辆起动之后的观察时间段期间生成第一组数据，该第一组数据包含与车辆的设备的至少一个运动有关的信息（步骤210）。在诸如行驶阶段之类的观察时间段期间，例如驾驶员所操控的方向盘的车辆的设备不再处于静止模式。这些设备包括以下设备中的至少一个：车辆的方向盘、驾驶员座椅、油门、和刹车装置。例如，当驾驶员转动方向盘时，产生方向盘的至少一个旋转。方向盘的这种旋转反映了车辆设备状态的改变以及该设备的至少一个运动。
由此，根据一个优选实施例，状态检测模块2通过计算由起动后的观察时间段内的旋转产生的方向盘的至少一个角位置来执行步骤210。也就是说，第一组数据包括与方向盘的至少一个角位置有关的信息。有利地，状态运动检测模块2安装在车辆上，并且包括CAN（英语的“Controller Area Network”，控域网）数据总线，CAN数据总线是常规地用于车辆并装配在车辆中的设备。方向盘的所述至少一个角位置由CAN数据总线来检测和计算。
替换地，可以将状态运动检测模块2中包含的CAN数据总线替换为以下总线之一：以太网、SPI（英语的“Serial Peripheral Interface”，串行外围接口）、UART（英语的“Asynchronous Receiver Transmitter”，异步收发器）。
因此，所生成的第一组数据可以反映驾驶员的驾驶行为以及车辆的状态。替换地，第一组数据可以包括与座椅压力分布或者与油门和/或刹车装置的频率和/或倾斜度有关的其他信息。因此，应当指出，本发明不限于驾驶员所操控的设备的运动，也不限于用于测量所述至少一个角位置的设备。在根据本发明的其他实施例中可以使用其他等效设备。因而，包含与车辆的设备的状态的至少一个改变有关的信息的任何类型的数据都可以构成第一组数据，而不会就此脱离本发明的范围。
根据一个优选实施例，识别系统1还包括数据存储模块7，其被配置成存储第一组数据的至少一部分。在多个时间段期间生成并存储在数据存储模块7中的与同一个驾驶员相关的多个第一组数据可以反映驾驶员的习惯驾驶行为。
识别系统1的识别模块3由携带者携带，并且被配置成生成第二组数据，该第二组数据包含与携带者有关的信息（步骤220）。如上所述，在携带者在行驶阶段中处于其自己的车辆中的情况下，识别系统1能够验证并确认携带者与驾驶员是同一个人。
优选地，识别模块3包括验证模块31和运动检测模块32，其分别被配置成执行（稍后描述的）步骤310和320。由识别模块3生成的第二组数据包括携带者身份数据以及携带者的运动数据。
验证模块31被配置成基于由携带者提供的携带者身份数据来验证携带者的身份（步骤310），以确定携带者是否是携带该识别模块3的正确的人。
为此，验证模块31包括人机接口（首字母缩写为“IHM”，针对法语“interfacehomme-machines”，英语“Human-Machine Interface”的首字母缩写为“HMI”），其使得携带者能够向识别模块3提供其携带者身份数据。在一个优选实施例中，携带者身份数据包括携带者使用HMI接口输入的通行码。
在步骤310的替换实施例中，验证模块31包括旨在优选地与HMI接口协作地用生物识别技术来识别携带者的一个或多个部件，所述生物识别技术诸如指纹识别、虹膜识别、面部识别、或语音识别。例如，验证模块31可以包括印记读取器，并且携带者身份数据包括由印记读取器捕获的携带者的指纹。
应当指出，验证模块31的HMI接口或印记读取器可以分别是通常装配和使用在由携带者携带的多功能移动电话（英语的“Smartphone”，智能电话）或联网腕带（法语的“bracelet connecté”，英语的“Smartphone”）中的部件。因此，本发明在用于实现识别模块3的验证模块31的部件方面不做限制。可以使用其他类似或等效部件，而不会就此脱离本发明的范围。
在步骤310之后，由运动检测模块32执行步骤320，以在所述观察时间段期间生成携带者的运动数据。在第一组数据包括方向盘的角位置的实施例中，识别模块3优选地携带在携带者的腕部周围，以生成携带者的腕部运动数据。应当指出，生成第一组数据的步骤210和生成携带者的运动数据的步骤320优选地在起动之后的相同观察时间段中执行。
运动检测模块32包括至少一个运动传感器37，其旨在在车辆起动之后的所述观察时间段中测量携带者的至少一个运动（步骤320），并且至少一个运动传感器37包括以下传感器中的至少一个来执行步骤320：加速度计、陀螺仪、和/或陀螺测速仪。
加速度计被配置成测量携带者沿轴线的至少一个线性移动（步骤321a）。有利地，运动检测模块32包括三个加速度计，其分别被配置成测量携带者沿三个正交轴之一的线性加速度（步骤321b）。
陀螺仪旨在测量携带者的至少一个角位置（步骤322）。陀螺测速仪被配置成测量携带者的至少一个角速度（步骤323）。由此，可以通过测量线性移动或/和角位置或/和角速度来检测携带者的至少一个运动。
在步骤320中生成的携带者的运动数据可以反映携带识别模块3的携带者的驾驶行为。
优选地，识别模块3装配在可穿戴计算装置（英语的“Wearable ComputingDevice”）或多功能移动电话中。更有利地，可穿戴计算装置是联网腕带。另外，如上面提到的加速度计、陀螺仪和陀螺测速仪之类的传感器37可以分别是通常装配和使用在移动电话或联网腕带中的部件。因此，本发明在用于实现识别模块3的部件方面不做限制。可以使用其他类似或等效传感器，而不会就此脱离本发明的范围。
根据一个优选实施例，识别系统3还包括存储部件15，其被配置成存储第二组数据的至少一部分。在多个时间段期间生成并存储在存储模块15中的与同一个携带者相关的多个第二组数据可以反映携带者的习惯驾驶行为。
存储部件15可以装配在识别模块3中，或者装配在识别模块3外部并且可由识别模块3访问。
在一个优选实施例中，识别系统1包括传输模块8，其被配置成在识别模块3与计算模块10之间传输数据。计算模块10联接至状态检测模块2、数据存储模块7和传输模块8。另外，识别模块3还包括旨在与通信模块8通信的无线传输部件，以在识别模块3与计算模块10之间传输数据。
由此，计算模块10可以执行使用从状态检测模块2和/或数据存储模块7和/或识别模块3接收的数据的步骤。
根据一个优选实施例，计算模块10在步骤310之后且在步骤210和320之前执行预关联步骤410，以验证携带识别模块3的携带者是否被授权驾驶该车辆。有利地，数据存储模块7记录表示被授权驾驶该车辆的对应携带者的识别模块3的至少一个标识符。
在该可选步骤410结束时，如果结果表明携带识别模块3的携带者未被授权驾驶车辆，则计算模块10可以中断车辆的起动和/或通过传输模块8向车辆所有者发送警告消息。
在步骤210和220之后，计算模块10执行关联步骤230，以关联（在步骤210获得的）第一组数据与第二组数据（更确切地说，是在步骤320获得的携带者的运动数据，其构成第二组数据的一部分），以确定携带者与驾驶员是否是同一个人（步骤230）。
如上所述，在一个实施例中，第一组数据包括方向盘的角位置，并且第二组数据包括携带者的运动数据，其涉及与携带者的腕部运动相关的线性移动或/和角位置或/和角速度。这些数据是在相同的观察时间段中获得的。如果携带者与驾驶员是同一个人，则第一组数据和第二组数据之间存在一致性。优选地，然后由计算模块10将该携带者（或更确切地说，表示识别模块3的标识符）与驾驶员相关联。关于该关联的信息优选地记录在数据存储模块7中。
如果携带者不是在观察时间段期间实际操控方向盘的驾驶员，则该情况通过第一组数据和第二组数据之间的不一致来揭示。以此方式，计算模块10能够在观察时间段期间确定携带识别模块3的携带者与操控方向盘的驾驶员是否是同一个人。
为了改善携带者与驾驶员之间的关联，计算模块10可以使用在最近的观察时间段中生成和存储的第一组数据或/和第二组数据来执行行为分析步骤231。如上所述，先前生成和存储的对应于同一个携带者（或更确切地说，对应于识别模块3的同一个标识符）的第二组数据表明了反映所述携带者的习惯驾驶行为的一致性。类似地，先前生成并存储在数据存储模块7中的对应于先前与同一个携带者相关联了的同一个驾驶员（或更确切地说，对应于识别模块3的同一个标识符）的第一组数据表明了该驾驶员/携带者的习惯驾驶行为。
在一个有利实施例中，计算模块10执行附加的验证步骤232，以根据在行为分析步骤231中获得的数据和在进行中的观察时间段中生成的第二组数据来确定携带识别模块3的当前携带者是否是在最近的观察时间段中曾携带识别模块3的同一个人。该附加的验证步骤232于是使得能够避免以下情况：携带识别模块3并且操控方向盘的当前携带者不是识别模块3的授权持有者/使用者。在这种情况下，计算模块10可以中断起动或行驶阶段，和/或通过传输模块8向识别模块3的真实持有者和/或车辆所有者发送警告消息。
有利地，传输模块8旨在执行至少一个数据传输，其优选地是实时的、在选自Wi-Fi网络和蓝牙通信的无线通信模式下。换言之，传输模块8包括至少一个Wi-Fi连接部件或/和蓝牙连接部件。然而，本发明在所使用的无线连接部件方面不做限制。可以使用其他连接部件，如近场通信（首字母缩写为“NFC”，英语为“Near Field Communication”）部件，而不会就此脱离本发明的范围。在数据存储模块7不电联接至计算模块10的实施例中，计算模块10和数据存储模块7之间的数据传输可以由传输模块8来执行。
另外，根据一个实施例，计算模块10是车辆的电子控制单元。实际上，状态检测模块2、数据存储模块7、传输模块8和计算模块10是车辆中的现有设备。也就是说，根据本发明的系统1和识别方法200使得能够提供成本低廉的解决方案。
由此，由根据本发明的识别系统1和识别方法200执行的识别使得能够自动且动态地识别车辆驾驶员，同时避免了如果未经授权的人知晓所述车辆的标识符和经授权的驾驶员的标识符则该人即可驾驶的情况。该识别可以在车辆发动机起动时或在行驶阶段中简单、自动且动态地执行。
此外，本发明使得能够根据车辆驾驶员来个性化驾驶配置。优选地记录在数据存储模块7中的驾驶配置可以包括但不限于以下功能/参数：
- 车辆的驾驶模式和/或习惯；
- 偏好路线的识别和记录；
- 拼车（英语称作“Car Sharing”，汽车共享）背景下的驾驶员的确认；
- 多媒体和环境参数，如亮度级别、电台参数、在声音系统集成在驾驶员座椅处的背景中使用的参数，例如电话连接、电话呼叫、语音/文本/视觉通讯、电子邮件等。
本发明不限于上述实施例，而是扩展至符合其精神的任何实施例。
Claims (15)
1.识别系统（1），其被配置成在车辆起动之后识别车辆驾驶员，其特征在于其包括：
- 状态检测模块（2），其被配置成生成包含与车辆的设备的至少一个运动有关的信息的第一组数据；
- 识别模块（3），其由携带者携带，并且被配置成生成包括携带者的运动数据的第二组数据；以及
- 计算模块（10），其被配置成关联第一组数据与第二组数据，以确定携带者与驾驶员是否是同一个人。
2.根据前一权利要求所述的识别系统（1），其中，状态检测模块（2）被配置成测量车辆方向盘的至少一个角位置。
3.根据前一权利要求所述的识别系统（1），其中，状态检测模块（2）安装在车辆上，并且包括以下类型之一的数据总线以测量方向盘的至少一个角位置：CAN、以太网、SPI、UART。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的识别系统（1），其中，识别模块（3）包括以下传感器中的至少一个运动传感器（37）以生成携带者的运动数据：
- 加速度计，其被配置成测量沿三个正交轴之一的携带者的至少一个线性移动；
- 陀螺仪，其被配置成测量携带者的至少一个角位置；
- 陀螺测速仪，其被配置成测量携带者的至少一个角速度。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的识别系统（1），其中，第二组数据包括以下携带者身份数据中的至少一个：
- 携带者输入的进入通行码；
- 印记读取器捕获的携带者的指纹。
6.根据权利要求4所述的识别系统（1），其中，第二组数据包括以下携带者身份数据中的至少一个：
- 携带者输入的进入通行码；
- 印记读取器捕获的携带者的指纹。
7.用于在车辆起动之后识别车辆驾驶员的识别方法（200），其特征在于其包括：
- 生成包括与车辆的设备的至少一个运动有关的信息的第一组数据的生成步骤（210）；
- 生成包括携带识别模块的携带者的运动数据的第二组数据的生成步骤（220）；以及
- 关联第一组数据与第二组数据以确定携带者与驾驶员是否是同一个人的关联步骤（230）。
8.根据前一权利要求所述的识别方法（200），其中，生成第一组数据的生成步骤（210）包括计算车辆方向盘的至少一个角位置。
9.根据权利要求7和8中的任一项所述的识别方法（200），其中，生成第二组数据的生成步骤（220）包括生成携带者的运动数据（320），这包括以下步骤中的至少一个：
- 计算沿三个正交轴之一的携带者的至少一个线性移动的步骤（321a、321b）；
- 计算携带者的至少一个角位置的步骤（322）；
- 计算携带者的至少一个角速度的步骤（323）。
10.根据权利要求7和8中的任一项所述的识别方法（200），其中，第二组数据包括以下携带者身份数据中的至少一个：
- 携带者输入的通行码；
- 携带者的指纹。
11.根据权利要求7和8中的任一项所述的识别方法（200），包括至少一个数据传输，其被执行以传输第一组数据的至少一部分或/和第二组数据的至少一部分。
12.根据权利要求9所述的识别方法（200），其中，第二组数据包括以下携带者身份数据中的至少一个：
- 携带者输入的通行码；
- 携带者的指纹。
13.根据权利要求9所述的识别方法（200），包括至少一个数据传输，其被执行以传输第一组数据的至少一部分或/和第二组数据的至少一部分。
14.根据权利要求10所述的识别方法（200），包括至少一个数据传输，其被执行以传输第一组数据的至少一部分或/和第二组数据的至少一部分。
15.根据权利要求12所述的识别方法（200），包括至少一个数据传输，其被执行以传输第一组数据的至少一部分或/和第二组数据的至少一部分。
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