DE102006053328B4

DE102006053328B4 - Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrers eines Fahrzeugs und zugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE102006053328B4
Application number: DE200610053328
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Rataj
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2026-11-11
Also published as: DE102006053328A1

Abstract

Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Landfahrzeugs, mit den Schritten
(a) Ermitteln von mindestens einem von einem Verhalten des Fahrers bei einer Bedienung eines Steuerelements des Fahrzeugs abhängigen Kennwert,
(b) aus dem mindestens einen Kennwert und aus mindestens einem, in einem Speicher abgelegten Referenzwert für einen Berechtigten Berechnen eines Authentizitätswerts, der mit einer Wahrscheinlichkeit korreliert, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist, und
(c) Ausgeben eines Signals, wenn der Authentizitätswert außerhalb eines voreingestellten Intervalls liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Landfahrzeugs.
Bei bekannten Verfahren zur Überprüfung, ob ein Fahrer zum Benutzen des Fahrzeugs berechtigt ist, ist vor dem Start des Fahrzeugs eine Zugangsberechtigung nachzuweisen. Dazu muss beispielsweise ein zu einem Zündschloss passender Schlüssel in das Zündschloss eingesteckt werden oder es muss eine Geheimzahl eingegeben werden. Neuere Verfahren beruhen auf biometrischen Merkmalen des Fahrers. Um sich als Berechtigter auszuweisen, muss ein Fahrer beispielsweise seinen Finger auf einen Fingerabdrucksensor legen. Der von dem Sensor aufgenommene Fingerabdruck wird mit in einem Speicher abgelegten Fingerabdrücken von Berechtigten verglichen und es wird eine Freigabe zum Starten des Fahrzeugs erteilt, wenn eine Übereinstimmung festgestellt wird.
Nachteilig an derartigen Verfahren ist, dass ein Schlüssel gestohlen und eine Geheimzahl ausgespäht werden kann. Dadurch kann ein Unberechtigter das Fahrzeug betreiben. Bestehende Systeme schützen zudem nicht gegen das so genannte Carjacking, bei dem der Fahrer eines bereits gestarteten Fahrzeugs mit Gewalt zum Aussteigen gezwungen und das Fahrzeug gestohlen wird.
Aus der DE 198 53 603 A1 ist eine Diebstahlschutzeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Diebstahlschutzvorrichtung enthält ein Systemsteuergerät, dem verschiedene Fahrzeugsignale zugeführt werden. Die Diebstahlschutzeinrichtung ermittelt aus den Fahrzeugsignalen ein Benutzerprofil und beschränkt die Fahrzeugfunktionsbereitschaft, wenn ein aktuell ermitteltes Benutzerprofil nicht mit einem abgespeicherten Referenzprofil übereinstimmt. Nachteilig an der dort beschriebenen Diebstahlschutzeinrichtung ist, dass Fahrzeugsignale erfasst werden müssen. Fahrzeugsignale sind jedoch erst mittelbare Folgen eines Verhaltens des Fahrers und daher zum Authentifizieren des Fahrers des Fahrzeugs nur schlecht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.
Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrers eines Fahrzeugs mit den Schritten: (a) Ermitteln von mindestens einem von einem Verhalten des Fahrers bei einer Bedienung eines Steuerelements des Fahrzeugs abhängigen Kennwert, (b) aus dem mindestens einen Kennwert und aus mindestens einem, in einem Speicher abgelegten Referenzwert für einen Berechtigten Berechnen eines Authentizitätswerts, der mit einer Wahrscheinlichkeit korreliert, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist, und (c) Ausgeben eines Signals, wenn der Authentizitätswert außerhalb eines voreingestellten Intervalls liegt.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch eine Vorrichtung zur Authentifizierung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit: (a) einer Recheneinheit, die mit mindestens einem Sensor zum Ermitteln von mindestens einem von einem Verhalten des Fahrers bei einer Bedienung des Steuerelements abhängigen Kennwert verbunden ist, (b) die eingerichtet ist, um aus dem mindestens einen Kennwert und aus mindestens einem in einem Speicher abgelegten Referenzwert für einen Berechtigten einen Authentizitätswert zu berechnen, der mit einer Wahrscheinlichkeit korreliert, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist, und um (c) ein Signal auszugeben, wenn der Authentizitätswert außerhalb eines voreingestellten Intervalls liegt.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass sie eine permanente Kontrolle gestattet, ob der Fahrer ein Berechtigter ist. Wird also ein Berechtigter durch einen nicht berechtigten Fahrer ersetzt, so kann das detektiert und es können Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
Vorteilhaft ist zudem, dass Kennwerte ermittelbar sind, die dem Fahrer selbst und Dritten nicht bewusst sind. Derartige Kennwerte können von Dritten daher nicht simuliert oder nachgeahmt werden. Das erhöht die Sicherheit vor Fahrzeugdiebstahl.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Kennwerte aus Daten gewonnen werden können, die beim Betreiben des Fahrzeugs ohnehin anfallen. Die Erfindung kann daher sehr einfach umgesetzt werden und erfordert keine neuen Komponenten für das Fahrzeug. Es ist zudem ein Vorteil, dass die Authentifizierung ohne Wissen des Fahrers durchgeführt werden kann, so dass ein Nichtberechtigter nicht feststellen kann, dass seine mangelnde Berechtigung bereits festgestellt ist und Gegenmaßnahmen eingeleitet worden sind.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Fahrzeug insbesondere ein Personen- oder Nutzkraftwagen verstanden. Unter einem Steuerelement werden insbesondere Vorrichtungen verstanden, die dem Steuern von Komponenten des Fahrzeugs dienen. Steuerelemente sind beispielsweise solche, die der Steuerung der Fahrzeugs dienen, wie beispielsweise das Gaspedal, die Bremse, die Kupplung oder das Lenkrad. Ein Steuerelement sind insbesondere aber auch Vorrichtungen, mit denen Komponenten des Fahrzeugs gesteuert werden, die das Umfeld des Fahrers gestalten. Beispiele für derartige Steuerelemente sind solche einer Klimaanlagen, einer Radioanlage oder eines Verdecks bei einem Cabriolet. Bedienelemente für Sicherheitseinrichtungen, wie beispielsweise ein Zündschloss, eine Geheimzahl-Eingabetastatur, ein Irisscanner und ähnliche Mittel zum Erfassen biometrischer Merkmale werden nicht als Steuerelemente betrachtet.
Unter einem Authentizitätswert wird insbesondere jedes mathematische Objekt verstanden, das eine Aussage darüber codiert, mit welcher Zuversicht die Aussage getroffen werden kann, dass der Fahrer mit einem Berechtigten identisch ist.
Unter einem Ausgeben eines Signals wird insbesondere jede Mitteilung an eine externe Komponente verstanden, die eine Mitteilung darüber codiert, dass der Authentizitätswert außerhalb des voreingestellten Intervalls liegt. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass dieses Signal vom Menschen wahrnehmbar ist. So ist es beispiels weise möglich, dass das Signal darin besteht, dass eine Nachricht an eine Sicherheitszentrale gefunkt wird, dass ein Nichtberechtigter der Fahrer ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt eines Erfassens einer Personenkennung des Berechtigten, wobei der Authentizitätswert mit der Wahrscheinlichkeit korreliert, dass der Fahrer identisch ist mit dem Berechtigten, dessen Personenkennung erfasst wurde. Das erlaubt es, während der gesamten Fahrt mit dem Fahrzeug festzustellen, ob der Fahrer diejenige Person ist, deren Personenkennung eingegeben worden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher auch zur Lenkzeitüberwachung von Fahrern.
Bevorzugt ist der Referenzwert ein Mittelwert oder eine Standardabweichung über eine Vielzahl von zu früheren Zeitpunkten ermittelten Kennwerten. Diese zu früheren Zeitpunkten ermittelten Kennwerte werden bevorzugt in einer Lernphase aufgenommen, während der durch geeignete Vorkehrungen sichergestellt ist, dass die Person der Fahrer ist, die zu der Personenkennung korrespondiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Berechnen des Authentizitätswerts unter Verwendung eines neuronalen Netzes und/oder einer Fuzzy-Logik. Neuronale Netze und Fuzzy-Logik haben sich als geeignete Methoden erwiesen, um eine Ähnlichkeit von komplexen Strukturen wie einem Kennwertvektor einerseits und einem Referenzwertvektor andererseits zu bewerten.
Bevorzugt ist der Authentizitätswert ein Schätzwert für die Wahrscheinlichkeit oder eine Zugehörigkeit, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist. Dieser Schätzwert wird bevorzugt unter Verwendung eines Bayes'schen Netzes errechnet. Vorteilhaft hieran ist, dass ein besonders verlässlicher Zahlenwert darüber vorliegt, wie hoch das Risiko ist, dass der Fahrer nicht mit dem Berechtigten identisch und daher nicht zum Fahren des Fahrzeugs berechtigt ist. Das erlaubt es zudem, die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms abzuschätzen, also den Fall, dass ein Berechtigter als Nichtberechtigter erkannt wird.
Bevorzugt werden bei Schritt (a) mindestens drei von einem Verhalten des Fahrers bei der Bedienung von mindestens einem Steuerelement des Fahrzeugs abhängige Kennwerte erfasst. Die Sicherheit, mit der eine Aussage über die Berechtigung bzw. die mangelnde Berechtigung eines Fahrers getroffen werden kann, steigt in der Regel mit zunehmender Zahl an betrachteten Kennwerten. Besonders bevorzugt wird daher eine Vielzahl von Kennwerten erfasst, beispielsweise mehr als 10 oder sogar mehr als 25. Besonders bevorzugt werden die Kennwerte aus dem Verhalten des Fahrers bei der Bedienung von mindestens drei Steuerelementen des Fahrzeugs ermittelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die mindestens drei Kennwerte zu einem Kennwertvektor zusammengefasst, wobei die Kennwerte bevorzugt vor dem Zusammenfassen auf eine zuvor festgelegte Einheit normiert werden, wie beispielsweise auf 0 bis 100% für die Kennwerte des in Betracht kommenden Bereichs. Es ist zudem möglich, dass zur Berechnung der Kennwerte herangezogene Daten vorab gefiltert und/oder geglättet werden. Derartige Filter- bzw. Glättverfahren sind an sich bekannt und der Literatur zu entnehmen.
In einem bevorzugten Verfahren wird der Authentizitätswert aus einem Abstand des Kennwertvektors von einem Referenzwertvektor berechnet. Mit diesem Abstand ist insbesondere ein Abstand im mathematischen Sinne gemeint. Bevorzugt ist dabei ein Abstand, der solche Kennwerte stärker gewichtet, die zur Authentifizierung besonders geeignet sind und für die Authentifizierung weniger geeignete Kennwerte untergewichtet.
In einem bevorzugten Verfahren wird der mindestens eine Kennwert aus Sensordaten eines CAN(Controller Area Network)-Busses ermittelt. Vorteilhaft hieran ist, dass in modernen Kraftfahrzeugen eine große Vielzahl von Daten über CAN-Busse zu einer Motorsteuerung geführt werden. Zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens können daher Daten verwendet werden, die ohnehin erhoben werden. Das ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Umsetzung der Erfindung.
In einem bevorzugten Verfahren ist mindestens einer der Kennwerte ein mittlerer Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Standardabweichung des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine mittlere Geschwindigkeitsabweichung bezogen auf die zulässige Geschwindigkeit und/oder eine Standardabweichung der Geschwindigkeitsabweichung bezogen auf die zulässige Geschwindigkeit, eine mittlere Time-to-Collision, eine Standardabweichung der Time-to-Collision, eine mittlere Wechselgeschwindigkeit von Gas auf Bremse, eine mittlere Längsbeschleunigung bei ungebundenem Fahren, eine Standardabweichung der Längsbeschleunigung bei ungebundenem Fahren, eine Lenkradgegenlenkbewegungsanzahl, eine Standardabweichung eines Lenkwinkels in höheren Frequenzbereichen, eine Lenkwinkelaktionsrate, eine Lenkwinkelentropie, eine mittlere Spurwechseldauer, eine Standardabweichung der Spurwechseldauer, eine Fahrzeugposition relativ zu einer Spurmitte, eine Standardabweichung der Fahrzeugposition relativ zu der Spurmitte, eine Blickverteilung bei vorgegebenen Manövern, eine mittlere Blickfixationszeit, eine Standardabweichung der Blickfixationszeit, ein Mittelwert der Out-of-Window-Zeit, eine Standardabweichung der Out-of-Window-Zeit, ein Mittelwert einer Übergangszeit zwischen interessierenden Blickbereichen, eine Standardabweichung der Übergangszeit zwischen interessierenden Blickbereichen, ein Mittelwert einer an der Klimaanlage eingestellten Temperatur, eine Standardabweichung der an der Klimaanlage eingestellten Temperaturen, eine Änderungshäufigkeit von Einstellung der Klimaanlage, eine Auswahlhäufigkeit eines vorbestimmten Radiosenders, eine Auswahlhäufigkeit einer vorgegebenen Gattung bzw. Gruppe von Musikstücken, ein Fahrwerksparameter, eine Häufigkeit von Änderungen von Fahrwerksparametern, eine Häufigkeit von Handschaltungen bei einem Automatikgetriebe oder eine Häufigkeit eines Wechsels zwischen Fern- und Abblendlicht.
Der mindestens eine Kennwert wird dazu beispielsweise aus den Signalen eines entsprechenden Sensors auf den zugehörigen CAN-Bus abgeleitet. Die Ableitung der Kennwerte aus den Sensordaten ist in den Quellen beschrieben, die in dem AIDE-Projektbericht Deliverable 2.2.1 aufgeführt sind. Die Auswahlhäufigkeit einer vorgegebenen Gattung bzw. Gruppe von Musikstücken erfolgt dabei beispielsweise nach dem Metadatenstandard MPEG 7. Zur Ermittlung des Mittelwert bzw. der Standardabweichung wird der betreffende Messwert beispielsweise in regelmäßigen Ab ständen gemessen und es wird ein gleitender Mittelwert über eine vorgegebene Anzahl an aufgenommenen Messwerten berechnet. Die Standardabweichung wird ebenfalls anhand der so gewonnenen Daten ermittelt. Eine Weitergabe der jeweiligen Messwerte zur Berechnung des Mittelwerts bzw. der Standardabwertung erfolgt beispielsweise erst nach einer zuvor definierten Zeit, um sich im weiteren Verlauf wenig ändernde Werte zu erhalten. Etwaige weitere bei der Auswertung zu berücksichtigende Randbedingungen finden sich in dem oben genannten AIDE-Bericht.
Ein bevorzugtes Verfahren umfasst den zusätzlichen Schritt eines Erfassens von mindestens einem biometrischen Merkmal des Fahrers, insbesondere von dessen Fingerabdruck, dessen Irisabdruck oder von Gesichtsmerkmalen. Vorteilhaft hieran ist, dass dieses biometrische Merkmal dazu verwendet werden kann, um unter einer Vielzahl von möglichen Berechtigten einen einzigen Berechtigten zu ermitteln. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dann in der Lage, während der gesamten Fahrtdauer festzustellen, ob der Fahrer wechselt oder nicht.
Bei einem bevorzugten Verfahren sind zwei voreingestellte Intervalle vorgesehen und das Signal codiert die Intervalle, in denen der Authentizitätswert liegt. Das ermöglicht die Abgabe eines abgestuften Signals. Beispielsweise wird ein erstes Intervall gewählt, das so bestimmt ist, dass dann, wenn der Authentizitätswert in diesem Intervall liegt, eine so hohe Sicherheit besteht, dass der Fahrer berechtigt ist, dass keine Maßnahmen eingeleitet müssen. Ein zweites Intervall ist so gewählt, dass nicht mit hinreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist, jedoch auch nicht mit hinreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann, dass der Fahrer doch mit dem Berechtigten identisch ist. In diesem Fall kann eine erste Art an Signal ausgegeben werden, das beispielsweise den Halter des Fahrzeugs darüber informiert, dass Zweifel an der Berechtigung des Fahrers bestehen. Es kann zudem ein drittes Intervall vorgesehen sein, das so gewählt ist, dass dann, wenn der Authentizitätswert außerhalb dieses Intervalls liegt, mit hinreichender Sicherheit der Fahrer nicht berechtigt ist. In diesem Fall wird eine zweite Art von Signal ausgegeben, die ein Fahrer des Fahrzeugs durch einen Unberechtigten codiert. Ein derartiges Signal kann beispielsweise zu einem Tracking des Fahrzeugs oder zu einem Alarm führen.
In einem bevorzugten Verfahren wird vor Schritt (a) eine Personenkennung eines Berechtigten erfasst und anstelle von Schritt (b) wird der folgende Schritt durchgeführt: unter Verwendung von dem mindestens einen Kennwert und einem in dem Speicher abgelegten Referenzwert für den Berechtigten Verändern eines Berechnungsalgorithmus so, dass aus dem mindestens einen Kennwert ein Authentizitätswert berechnet wird, der innerhalb des voreingestellten Intervalls liegt. Wenn ein derartiges Verfahren durchgeführt wird, wird das Verfahren in einem Lernmodus betrieben. Der Lernmodus dient dazu, die Sicherheit zu erhöhen, mit der ein Nichtberechtigter als solcher erkannt wird und zugleich die Sicherheit zu erhöhen, dass ein Berechtigter nicht als unberechtigt erkannt.
Wird das Verfahren unter Verwendung eines Bayes'schen Netzes durchgeführt, so erfolgt das Verändern des Berechnungsalgorithmus beispielsweise durch eine Maximum-Likelihood-Schätzung, eine Maximum-a-posterio-Schätzung, nach dem Newton-Raphson-Verfahren, gemäß dem Expectation Maximization-Algorithmus oder dem generalisierten Expectation-Maximization-Algorithmus oder dem generalisierten Expectation-Maximization-Algorithmus.
Wird das Verfahren unter Verwendung eines neuronalen Netzes durchgeführt, so erfolgt das Verändern des Berechnungsalgorithmus beispielsweise nach dem Backpropagation-Verfahren, nach einem genetischen Algorithmus nach dem Verfahren des bestärkenden Lernens oder nach dem Verfahren des unüberwachten Lernens. Derartige Verfahren sind in der Standardliteratur beschrieben.
Das Verfahren wird bevorzugt während der gesamten Zeit durchgeführt, in der das Fahrzeug in Betrieb ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher erläutert, die eine Schaltungsanordnung einer Schaltung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. Von Sensoren 10a, 10b, 10c, 10d, werden Messdaten aufgenommen, die den Zustand eines nicht eingezeichneten Steuerelementes eines Kraftfahrzeugs codieren. Diese Daten werden über dem jeweiligen Sensor 10a, 10b, ... zugeordnete Datenleitungen 12a, 12b, ... an einen Prozessor 14 zur Datenverarbeitung übermittelt.
Der Sensor 10a ist in dem in der Figur gezeigten Beispiel ein Abstandssensor, der den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermittelt, der Sensor 10b erfasst die an einer nicht eingezeichneten Klimaanlage eingestellte Temperatur, der Sensor 12c erfasst die Zahl der Nulldurchgänge Lenkradbewegungen und der Sensor 10d ermittelt eine Wechselgeschwindigkeit von Gas auf Bremse.
Der Prozessor 14 ermittelt aus den vom Sensor 10a übermittelten Abstandsdaten einen gleitenden Mittelwert aus beispielsweise 1000 Abstandwerten. Aus den genannten Daten errechnet der Prozessor 14 zudem eine Standardabweichung des Abstands zu dem vorausfahrenden Fahrzeug. Auf die gleiche Weise ermittelt der Prozessor 14 aus den vom Sensor 10b übermittelten Temperaturdaten der Klimaanlage einen über beispielsweise 500 Messpunkte gemittelten gleitenden Mittelwert und die zugehörige Standardabweichung.
Aus den vom Sensor 10c übermittelten Lenkradgegenlenkbewegungsanzahldaten ermittelt der Prozessor 14 die Häufigkeit von Lenkradgegenlenkbewegungen pro vorgegebener Zeiteinheit, beispielsweise pro Minute, und die zugehörige Standardabweichung. Schließlich ermittelt der Prozessor 14 aus den vom Sensor 12d übermittelten Daten zur Wechselgeschwindigkeit von Gas auf Bremsen ebenfalls einen Mittelwert und eine Standardabweichung.
Diese Werte werden normiert. So wird beispielsweise der Mittelwert für die Temperatur der Klimaanlage auf das Intervall zwischen dem Maximal einstellbaren und dem minimal einstellbaren Wert normiert. Anschließend werden die so erhaltenen Kennwerte zu einem Kennwertvektor zusammengefasst. Dieser Kennwertvektor wird an eine Identifikatorschaltung 16 gesendet. Die Identifikatorschaltung 16 ruft aus einem Speicher 18 einen dort verschlüsselt gespeicherten, entsprechende Referenzwerte aufweienden Referenzwertvektor ab und ermittelt einen Abstand zwischen dem Kennwertvektor und dem Referenzwertvektor. Der Referenzwertvektor wird vorab auf Basis eines Satzes von Referenzverteilungen über soziodemografische Daten des Fahrers und auf Basis einer Befragung des Fahrers hinsichtlich seines Fahrverhaltens ermittelt.
Der Abstand zwischen dem Kennwertvektor und dem Referenzwertvektor wird berechnet, indem die einzelnen Komponenten beider Vektoren voneinander abgezogen und der Absolutbetrag gebildet wird. Anschließend wird der so erhaltene Absolutbetrag mit einem in dem Speicher 18 abgelegten Bewertungsfaktor multipliziert, der angibt, wie deutlich eine Abweichung in einer Komponente des Messwertvektors darauf schließen lässt, dass ein Nichtberechtigter der Fahrer ist.
Das durch Multiplikation des Absolutbetrags mit diesem Faktor erhaltene Produkt wird für alle Komponenten des Messwertvektors ermittelt und die einzelnen Produkte werden aufsummiert und durch die gewichtete Anzahl an Kennwerten geteilt, so dass sich der Abstand ergibt. Der so erhaltene Abstand wird über eine Datenleitung 20 an eine Identifikationsschaltung 22 gesendet. Die Identifikationsschaltung 22 ermittelt, ob der Abstand außerhalb eines in der Identifikationsschaltung 22 gespeicherten, voreingestellten Intervalls liegt und gibt im zutreffenden Fall ein Signal aus. In anderen Worten ordnet die Identifikationsschaltung 22 dem von der Identifikationsschaltung 16 erhaltenen Signal eine Alarmstufe zu. Diese Zuordnung kann auch vom situativen Kontext wie zum Beispiel der Uhrzeit der Fahrt und den vorliegenden ausgewerteten Fahrerleistungsmaßen abhängig sein.
Je nach Alarmstufe wird beispielsweise eine Textnachricht an ein Mobiltelefon gesendet, in der mitgeteilt wird, dass eine etwaige nichtberechtigte Benutzung des Fahrzeugs erfolgt, oder es wird eine Alarmnachricht an eine Sicherheitszentrale geschickt, die ein Tracking des Fahrzeugs aktiviert. Als weitere Alternative kann eine Wegfahrsperre aktiviert werden.
Über eine weitere Datenleitung 24 wird der Kennwertvektor an eine Anpassungsschaltung 26 gesendet, die eine Häufigkeitsverteilung der einzelnen Kennwerte berechnet. Aufgrund einer Eingabe von einem Identifikationsmodul 28 aktualisiert die Anpassungsschaltung 26 den Referenzwertvektor, der zu dem Berechtigten gehört, dessen Personenkennung von dem Identifikationsmodul 28 erfasst worden ist.
Alternativ arbeitet die Identifikatorschaltung 16 auf Basis eines Bayes'schen Netzes, so dass als Ergebnis ein Wahrscheinlichkeitswert erhalten wird, der angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit der aktuell im Fahrzeug sitzende Fahrer dem Berechtigten entspricht, dessen Referenzwertvektor im Speicher 18 abgelegt ist.
Gemäß einer weiteren Alternative arbeitet die Identifikatorschaltung 16 auf Basis eines neuronalen Netzes. Optional werden im Rahmen dieses neuronalen Netzes mehrere Referenzwerte zu einem komplexen Referenzwert zusammengefasst und so ein Referenzprofil erstellt.
Neben den von den Sensoren 10a, 10b, ... erfassten Daten können außerdem von einem nicht eingezeichneten Navigationssystem die aktuell befahrene Straße und eingegebene Präferenzen erfasst werden. In einem solchen Fall ermittelt der Prozessor als weiteren Kennwert eine Abweichung zu einer kürzesten oder schnellsten Route und vermiedene Infrastrukturen wie Tunnel oder kurze Auffahrten auf Bundesstraßen oder Autobahnen. Hierzu wird beispielsweise das in der DE 10 2004 056 686 beschriebene Verfahren eingesetzt, deren Inhalt hiermit durch Verweis mit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Des Weiteren werden die Fälle erfasst, in denen der Fahrer von vorher eingegebenen Präferenzen abweicht.

10: Sensor
12: Datenleitung
14: Prozessor
16: Identifikatorschaltung
18: Speicher
20: Datenleitung
22: Identifikationsschaltung
24: Datenleitung
26: Anpassungsschaltung
28: Identifikationsmodul

Claims

Verfahren zum Authentifizieren eines Fahrers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Landfahrzeugs, mit den Schritten (a) Ermitteln von mindestens einem von einem Verhalten des Fahrers bei einer Bedienung eines Steuerelements des Fahrzeugs abhängigen Kennwert, (b) aus dem mindestens einen Kennwert und aus mindestens einem, in einem Speicher abgelegten Referenzwert für einen Berechtigten Berechnen eines Authentizitätswerts, der mit einer Wahrscheinlichkeit korreliert, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist, und (c) Ausgeben eines Signals, wenn der Authentizitätswert außerhalb eines voreingestellten Intervalls liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: vor Schritt (b) Erfassen einer Personenkennung des Berechtigten.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert ein Mittelwert über eine Häufigkeitsverteilung einer Vielzahl zu früheren Zeitpunkten ermittelter Kennwerte ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des Authentizitätswerts unter Verwendung eines neuronalen Netzes und/oder einer Fuzzy-Logik erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Authentizitätswert ein Schätzwert für die Wahrscheinlichkeit ist, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des Schätzwerts unter Verwendung eines Bayes'schen Netzes erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) das Ermitteln von mindestens drei von einem Verhalten des Fahrers bei der Bedienung von mindestens einem Steuerelement des Fahrzeugs abhängigen Kennwerten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) das Ermitteln von mindestens drei von einem Verhalten des Fahrers bei der Bedienung von mindestens drei Steuerelementen des Fahrzeugs abhängigen Kennwerten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Kennwerte zu einem Kennwertvektor zusammengefasst werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennwerte vor dem Zusammenfassen normiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Authentizitätswert aus einem Abstand des Kennwertvektors von einem dem Berechtigten zugeordneten Referenzwertvektor berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kennwert aus Sensordaten ermittelt wird, die über ein Datennetz des Fahrzeuges übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Kennwerte aus dem Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung, einer Häufigkeit und/oder einer Zeitabfolge der Betätigung eines Gas- und/oder eines Bremspedals, einem Lenkwinkel, einer Spurlage, einer Fahrrichtung, einer Blickrichtung, einer Häufigkeit und/oder einer Zeitabfolge einer Blinkerbetätigung, einer aktuell befahrenen Straße und/oder einer Abweichung zu einer kürzesten oder schnellsten Route ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Kennwerte aus einer in ein Navigationssystem eingegebenen Präferenz, einer Klimaanlageneinstellung, einer Musikanlageneinstellung, einer Fahrwerkseinstellung, einer Häufigkeit und/oder einer Zeitabfolge eines Handschaltens bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe und/oder einer Häufigkeit und/oder einer Zeitabfolge einer Verwendung von Fernlicht bzw. Abblendlicht ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Kennwerte – ein mittlerer Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Standardabweichung des Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, – eine mittlere Geschwindigkeitsabweichung bezogen auf die zulässige Geschwindigkeit und/oder eine Standardabweichung der Geschwindigkeitsabweichung bezogen auf die zulässige Geschwindigkeit, – eine mittlere Time-to-Collision, eine Standardabweichung der Time-to-Collision, – eine mittlere Wechselgeschwindigkeit von Gas auf Bremse, – eine mittlere Längsbeschleunigung bei ungebundenem Fahren, eine Standardabweichung der Längsbeschleunigung bei ungebundenem Fahren, – eine Lenkradgegenlenkbewegungsanzahl, – eine Standardabweichung eines Lenkwinkels in höheren Frequenzbereichen, – eine Lenkwinkelaktionsrate, – eine Lenkwinkelentropie, – eine mittlere Spurwechseldauer, eine Standardabweichung der Spurwechseldauer, – eine Fahrzeugposition relativ zu einer Spurmitte, eine Standardabweichung der Fahrzeugposition relativ zu der Spurmitte, – eine Blickverteilung bei vorgegebenen Manövern, – eine mittlere Blickfixationszeit, eine Standardabweichung der Blickfixationszeit, – ein Mittelwert der Out-of-Window-Zeit, eine Standardabweichung der Out-of-Window-Zeit, – ein Mittelwert einer Übergangszeit zwischen interessierenden Blickbereichen, eine Standardabweichung der Übergangszeit zwischen interessierenden Blickbereichen, – ein Mittelwert einer an der Klimaanlage eingestellten Temperatur, eine Standardabweichung der an der Klimaanlage eingestellten Temperaturen, – eine Änderungshäufigkeit von Einstellung der Klimaanlage, – eine Auswahlhäufigkeit eines vorbestimmten Radiosenders, eine Auswahlhäufigkeit einer vorgegebenen Gattung bzw. Gruppe von Musikstücken, – ein Fahrwerksparameter, eine Häufigkeit von Änderungen von Fahrwerksparametern, – eine Häufigkeit von Handschaltungen bei einem Automatikgetriebe oder – eine Häufigkeit eines Wechsels zwischen Fern- und Abblendlicht ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: Erfassen von mindestens einem biometrischen Merkmal des Fahrers, insbesondere von dessen Fingerabdruck, dessen Irismuster und/oder von Merkmalen eines Gesichts des Fahrers.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei voreingestellte Intervalle vorgesehen sind und das Signal die Intervalle codiert, in denen der Authentizitätswert liegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte vor Schritt (a): Erfassen einer Personenkennung eines Berechtigten, wobei anstelle von Schritt (b) der folgende Schritt durchgeführt wird: unter Verwendung von dem mindestens einen Kennwert und einem in dem Speicher abgelegten Referenzwert für den Berechtigten Verändern eines Berechnungsalgorithmus zur Berechnung des Authentizitätswerts so, dass aus dem mindestens einen Kennwert ein Authentizitätswert berechnet wird, der innerhalb des voreingestellten Intervalls liegt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer vorbestimmten Zeit ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Authentifizierung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit: (a) einer Recheneinheit, die mit mindestens einem Sensor zum Ermitteln von mindestens einem von einem Verhalten des Fahrers bei einer Bedienung eines Steuerelements abhängigen Kennwert verbunden ist, (b) die eingerichtet ist, um aus dem mindestens einen Kennwert und aus mindestens einem in einem Speicher abgelegten Referenzwert für einen Berechtigten einen Authentizitätswert zu berechnen, der mit einer Wahrscheinlichkeit korreliert, dass der Fahrer mit dem Berechtigten identisch ist, und um (c) ein Signal auszugeben, wenn der Authentizitätswert außerhalb eines voreingestellten Intervalls liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Personenkennung einer Person, insbesondere zum Erfassen einer Geheimzahl, eines Irismusters und/oder eines Fingerabdrucks.