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DE10329901A1 - Personal identification system for vehicles - Google Patents

Personal identification system for vehicles

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DE10329901A1
DE10329901A1 DE2003129901 DE10329901A DE10329901A1 DE 10329901 A1 DE10329901 A1 DE 10329901A1 DE 2003129901 DE2003129901 DE 2003129901 DE 10329901 A DE10329901 A DE 10329901A DE 10329901 A1 DE10329901 A1 DE 10329901A1
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DE
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Patent type
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Withdrawn
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DE2003129901
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German (de)
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Stefan Dipl.-Inform. Hahn
Wilhelm Dr.Rer.Nat. Kincses
Michael Dr. Schrauf
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Daimler AG
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Daimler AG
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Publication date

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Detecting, measuring or recording for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/04Detecting, measuring or recording bioelectric signals of the body or parts thereof
    • A61B5/0476Electroencephalography
    • A61B5/0484Electroencephalography using evoked response
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06KRECOGNITION OF DATA; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K9/00Methods or arrangements for reading or recognising printed or written characters or for recognising patterns, e.g. fingerprints
    • G06K9/00496Recognising patterns in signals and combinations thereof
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00Individual entry or exit registers
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    • G07C9/00031Access-control involving the use of a pass in combination with an identity-check of the pass-holder
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    • G07C9/00087Access-control involving the use of a pass in combination with an identity-check of the pass-holder by means of personal physical data, e.g. characteristic facial curves, hand geometry, voice spectrum, fingerprints electronically
    • GPHYSICS
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    • G07C9/00174Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00563Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys using personal physical data of the operator, e.g. finger prints, retinal images, voicepatterns

Abstract

Beschrieben wird ein System zur Personenidentifizierung, das speziell geeignet ist für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. describes a system for person identification, which is especially suitable for use in motor vehicles. Zur Identifizierung werden EEG-Muster bei bestimmter mentaler Aktivität aufgenommen und mit gespeicherten Mustern von autorisierten Personen verglichen. To identify EEG patterns are recorded at certain mental activity and compared with stored patterns by authorized persons. Unterschiedliche Zugriffsberechtigungen können dabei individuell vorgegeben werden. Different access levels can be preset individually.

Description

  • [0001]
    Die Erfindung betrifft Systeme zur Identifizierung von Personen. The invention relates to systems for the identification of individuals. Derartige Systeme werden in Bereichen eingesetzt, wo es auf Zugangs- bzw. Zugriffsbeschränkung nur für autorisierte Personen ankommt. Such systems are used in areas where it comes to access or restricting access only to authorized persons.
  • [0002]
    Speziell bei Fahrzeugen ist eine Nutzungseinschränkung auf einen definierten Personenkreis von Bedeutung. Especially in vehicles that use is restricted to a defined group of people is important. Üblich sind hier Schließvorrichtungen der verschiedenen Art. Schloss und Schlüssel können zB als mechanisches System ausgeführt sein oder alternativ als elektronische Komponenten, bei denen zB von einem Eingabegerät Kennungssignale per Funk an das Fahrzeug übertragen werden oder spezielle Muster eines Codegebers über im Fahrzeug befindliche Detektoren (Magnetfeld, Infrarot usw.) identifiziert werden. usually start closing devices of various type lock and key can for example be designed as a mechanical system, or alternatively, as an electronic component, in which from an input device identification signals are transmitted by radio to the vehicle, for example, or special pattern of a code transmitter via in-car detectors (magnetic field. , infrared, etc. to be identified).
  • [0003]
    Diese Systeme haben den Nachteil, dass für den Zugang (bzw. Zugriff) von jeder berechtigten Person immer eine Eingabeeinheit (Schlüssel, Funk- bzw. Codegeber o.ä.) mitzuführen ist. These systems have the disadvantage that access (or access) of each authorized person is always an input unit (key, radio or code transmitter, etc.) must be kept. Dies beinhaltet stets die Möglichkeit eines Verlustes (verlegt, verloren), insbesondere dann, wenn für ein und dasselbe Fahrzeug ein größerer Personenkreis (zB mehrere Familienmitglieder, Firmenangehörige usw.) Zugangsberechtigung haben soll. This always includes the possibility of a loss (misplaced, lost), especially when a larger group of people (for example, so several family members, company employees) to have access authorization for one and the same vehicle. Grundsätzlich ist hier auch eine unberechtigte Nutzung durch Fremdpersonen nicht gänzlich ausgeschlossen, da die für den Zugang erforderlichen Schlüssel, Codegeber etc. auch von Dritten gefunden oder auch entwendet werden können. In principle, any unauthorized use by third persons can not be completely excluded here, as required for the passkey, encoder, etc. can be found by third parties or even stolen.
  • [0004]
    Neuere Entwicklungen sind daher so ausgelegt, dass sie ohne separat mitzuführende Eingabekomponenten (Schlüssel etc.) auskommen. More recent developments are therefore designed so that they do not require to be carried separately input components (keys, etc.). Hierbei werden Erkennungssysteme eingesetzt, die individuelle Charakteristika der zugriffsberechtigten Personen selbst erfassen. Here, detection systems are used to capture the individual characteristics of the authorized persons themselves. Zur Identifikation werden dabei zB akustische (Stimme) oder optische Merkmale (Fingerabdruck, Iris) autorisierter Personen detektiert und mit zuvor gespeicherten Daten verglichen. there are, for example, acoustic (voice) or optical characteristics for identification (fingerprint, iris) detected by unauthorized persons and compared with previously stored data.
  • [0005]
    Bei diesen Systemen entfällt zwar das Risiko eines Verlustes, aber Nachteile anderer Art verbleiben. In these systems, although the risk of loss eliminated but remain disadvantages of another kind. So ist eine Fehlfunktion nicht auszuschließen, beispielsweise bei einer Stimmanalyse (Erkältung) oder Fingerprint (Hautverletzung). So can not be excluded a malfunction, such as a voice analysis (cold) or fingerprint (skin injury). Auch sind diese Systeme nicht völlig fälschungssicher, da technische Möglichkeiten existieren, das jeweilige Original mit hoher Genauigkeit zu kopieren (Fingerabdruck, Irisphoto, Stimmaufnahme). These systems are not fully tamper-proof, since technical possibilities exist to copy the respective original with high accuracy (fingerprint, iris photo, voice recording).
  • [0006]
    In der Offenlegungsschrift In publication DE 10153407 A1 DE 10153407 A1 wird ein anderes System zur Personenerkennung für eine Autorisierungskontrolle vorgeschlagen. proposes a different system for personal identification for authorization control. Dabei wird ein dreidimensionales Volumenabbild zB vom Kopf der jeweiligen Person über radiologische Verfahren, insbesondere Kernspin (NMR), aufgenommen und mit zuvor erstellen 3D-Abbildungen verglichen. Here, a three-dimensional volume image, for example, from the head of the person on radiological procedures, particularly magnetic resonance (NMR), and treated with previously create 3D images compared. Nachteil dieses Systems ist der hohe technische Aufwand für alle in Frage kommenden radiologischen Verfahren: NMR erfordert ua sehr starke Magnetfelder, Röntgentomographie aufwändige Strahlungsführungen, usw., was einerseits eine entsprechende Größe der Vorrichtung bedingt und zudem einen relativ hohen Energieverbrauch. Disadvantage of this system is the high technical complexity of all possible radiological procedures: NMR requires, inter alia, very strong magnetic fields, X-ray tomography consuming radiation guides, etc., which on the one hand an appropriate size of the device due and also a relatively high energy consumption. Damit ist ein derartiges System auf stationäre Anwendungen (zB Zugangskontrolle in Gebäuden) beschränkt. For such a system is limited to stationary applications (eg access control in buildings).
  • [0007]
    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zu entwickeln, das eine zuverlässige und weitgehend fälschungssichere Personenidentifikation ermöglicht und für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet ist. Object of the present invention is to develop a system that enables reliable and largely tamper-proof personal identification and is suitable for use in motor vehicles.
  • [0008]
    Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Identifizierung gemäß Hauptanspruch 1. Das entsprechende System ist Gegenstand des Anspruchs. This object is achieved by the method for identification according to the main claim 1. The corresponding system is the subject of the claim. Weitere Details und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further details and advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • [0009]
    Die Erfindung basiert auf der Tatsache, dass die mentale Aktivität eines Menschen von individuellen Mustern der Gehirnströme begleitet ist. The invention is based on the fact that the mental activity of a person is accompanied by individual patterns of brain waves. Werden von Personen bestimmte, vorgegebene Aufgaben mental bearbeitet, so finden sich in dem entsprechenden Elektroenzephalogramm (EEG) wiederkehrende Aktivitätsmuster, deren Signalstrukturen bei jedem Menschen unterschiedlich ausgeprägt sind. Edit predefined tasks mentally certain persons, so can be found in the corresponding electroencephalogram (EEG) recurring activity patterns whose signal structures are markedly different for each person. Die Analyse solcher Signalstrukturen erlaubt daher durch Vergleich mit zuvor gespeicherten Daten eine eindeutige Personenzuordung. The analysis of such signal structures allows by comparison with previously stored data, a clear Personenzuordung.
  • [0010]
    Zur Erzeugung der erforderlichen Vergleichsdaten werden vorab für jede autorisierte Person Konfigurationssitzungen durchgeführt. Configuration sessions are conducted to generate the required reference data in advance for each authorized person. Um eine eindeutige Identifikation zu ermöglichen, werden dabei personenbezogene Stimuli verwendet, die dann spezielle mentale Aktivität auslösen. To enable unique identification, while personal stimuli are used, which then trigger specific mental activity. Geeignet sind beispielsweise optische Muster (zB Piktogramme, Bilder, Videosequenz) und/oder akustische Signale (Geräusche, Sprache, Tonfolgen, Musiksequenz). Suitable are for example optical pattern (for example, icons, images, video sequence) and / or acoustic signals (noise, voice, tone sequences, music sequence). Ebenso können spezielle Aufgaben (zB kleine mathematische Rechnungen, Textübersetzung usw.) individuelle EEG-Muster auslösen. Likewise, specific tasks (eg small mathematical calculations, text translation, etc.) cause individual EEG patterns. Auch durch eine Erinnerung an bestimmte Ereignisse (beispielsweise stimuliert durch eine entsprechende visuell/akustische Vorgabe) können identifizierbare Signalmuster ausgelöst werden. By a memory of certain events (for example, stimulated by a corresponding visual / acoustic default) identifiable signal pattern can be triggered.
  • [0011]
    Bei einem späteren Erkennungsvorgang wird der jeweiligen Person die gleiche Anregung vorgegeben wie bei der Konfigurationssitzung. In a subsequent detection process of the person is given the same excitation as in the configuration session. Damit wird die gleiche mentale Aktivität angeregt und die personentypischen EEG-Muster können detektiert werden. Thus the same mental activity is stimulated and the personal typical EEG patterns can be detected. Zur Erzeugung akustischer oder optischer Stimuli können vorzugsweise im Fahrzeug bereits üblicherweise vorhandene Komponenten verwendet werden (Stereoanlage, Display usw.) For producing acoustic or optical stimuli may preferably be in the vehicle already commonly known components are used (stereo, display, etc.)
  • [0012]
    Die Speicherung individueller EEG-Muster autorisierter Personen kann mittels üblicher digital-elektronischer Komponenten erfolgen, die beispielsweise Teil eines Mikroprozessorsystems sind. The storage of individual EEG patterns of authorized persons can be effected by means of conventional digital-electronic components, which are for example part of a microprocessor system. Über ein solches Prozessorsystem kann auch die Aufnahme und Analyse der detektierten Signale durchgeführt werden. the review and analysis of the detected signals can be carried out on such a processor system. Ein computergestütztes System zur Analyse von EEG-Mustern ist zB beschrieben in der A computerized system for the analysis of EEG patterns is described for example in US 5447166 US 5447166 . ,
  • [0013]
    Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen sind speziell für den Einsatz in Kraftfahrzeugen sehr gut geeignet, da die erforderlichen Komponenten (Detektoren, Verstärker, Mikroprozessorsystem usw.) in heutiger Integrationstechnik sehr klein und leicht ausgeführt werden können und auch nur einen geringen Energieverbrauch aufweisen. The inventive method and the corresponding devices are very well suited especially for use in motor vehicles, as the required components in today's integration technique very small and light to be carried out (detectors, amplifiers, microprocessor system, etc.) and only have a low power consumption.
  • [0014]
    Ein tragbares EEG-Gerät ist beispielsweise beschrieben in der Zeitschrift „Medical & Biological Engineering & Computing" 1994, p 459-461, H. Iguchi et al.: „Wearable Electroencephalograph System With Preamplified Electrodes". A portable EEG machine, for example, described in the journal "Medical & Biological Engineering & Computing", 1994, p 459-461, H. Iguchi et al .: "Wearable Electroencephalograph System With Preamplified Electrodes".
  • [0015]
    Übliche EEG-Geräte verwenden zur Ableitung der auszuwertenden Gehirnströme Elektroden, die – zB mittels elektrolythaltigen Gels – in direktem elektrischen Kontakt mit der Kopfhaut stehen. Conventional EEG devices use to derive the brain waves evaluated electrodes - are in direct electrical contact with the scalp - for example by means of electrolyte-containing gel. Eine solche Abtastung kann beispielsweise realisiert werden durch die Mitführung einer Aufnahmeeinheit, dh eine autorisierte Person trägt das Detektorsystem inklusive Elektroden und Verstärkereinheit mit sich und die EEG-Daten werden drahtlos (IR, Funk) an eine Auswerteeinheit übertragen. Such scanning can be realized, for example by the entrainment of a recording unit, that an authorized person wearing the detector system including electrodes and amplifier unit and the EEG data wirelessly (IR, radio) is transmitted to an evaluation unit. Eine solche Ausführung stellt entsprechende Anforderungen an den Tragekomfort. Such a design makes corresponding demands on comfort.
  • [0016]
    In einer alternativen Ausführung erfolgt die EEG-Ableitung stationär – zB im Fahrzeug – wobei dann erst die Elektroden angelegt werden (beispielsweise über eine Mechanik in der Kopfstütze des Fahrersitzes). In an alternative embodiment, the EEG recording is done stationary - for example, in the vehicle - wherein only then applied the electrodes (for example, via a mechanism in the headrest of the driver's seat).
  • [0017]
    Weiterentwickelte Systeme mit hochsensitiven Felddetektoren können ebenfalls eingesetzt werden. More sophisticated systems with highly sensitive field detectors can also be used. Dabei werden kontaktlos die von den Gehirnströmen erzeugten elektrischen und/oder magnetischen Felder detektiert und ausgewertet. The electrical and / or magnetic fields generated by the brain waves are contactless detected and evaluated. Kontaktlose EEG-Messungen dieser Art sind beispielsweise mit SQUID-Detektoren durchgeführt worden. Contactless EEG measurements of this type have been performed, for example with SQUIDs. Eine solche Vorrichtung bietet den Vorteil eines hohen Komforts und entsprechend hoher Akzeptanz. Such a device offers the advantage of a high comfort and a correspondingly high acceptance. Je nach Positionierung der feldaufnehmenden Detektoren kann dabei zudem auch die abschirmende Wirkung der Fahrzeugzelle (Faraday-Käfig) zur Unterdrückung/Abschwächung störender externer Felderzeuger eingesetzt werden, was Erkennungsgenauigkeit und -geschwindigkeit erhöht. Depending on the positioning of the field-receiving detectors thereby also the shielding effect of the vehicle cell (Faraday cage) for suppressing / attenuation of interfering external field generator can be used, which increases recognition accuracy and speed. So wäre beispielsweise eine Integration der Detektoren in die Kopfstütze des Fahrersitzes aufgrund der nahen Kopfposition und der externen Abschirmung besonders vorteilhaft. As would, for example, an integration of the detectors in the headrest of the driver's seat due to the close position and the head external shield is particularly advantageous.
  • [0018]
    Das erfindungsgemäße System ist sehr flexibel und kann sehr leicht auf veränderte Berechtigungskonditionen eingestellt werden. The inventive system is very flexible and can be easily adjusted to changing eligibility conditions. Daten autorisierter Personen können neu aufgenommen, modifiziert oder gelöscht werden. Data by unauthorized persons can be re-added, modified or deleted. Für verschiedene Personen können unterschiedliche Berechtigungsstufen vorgesehen werden: Beispielsweise können minderjährige Familienmitglieder das Kraftfahrzeug öffnen, Klima- und Musikanlage bedienen, nicht aber die Feststellbremse lösen oder den Antrieb starten. For different people different permission levels can be provided: for example, underage family members can open the car, use air conditioning and sound system, but does not release the parking brake or start the drive. Ebenso können individuelle Einstellungen verschiedenster Art (Sitzhöhe u. -kontur, bevorzugte Verkehrssender, Spiegeleinstellung, etc.) vom Erkennungssystem mit veranlaßt werden. Likewise, individual settings verschiedenster type (preferred transport stations, mirror adjustment, seat height etc. u. Contour,) can be caused by the detection system.
  • [0019]
    Das erfindungsgemäße Verfahren und entsprechende Personenidentifizierungssystem ermöglicht eine absolut fälschungssichere Erkennung, da mentale Aktivitätsmuster nicht kopiert oder simuliert werden können. The method and corresponding personal identification system permits an absolutely forgery-proof identification as mental activity patterns can not be copied or simulated. Es ist zudem leicht auf unterschiedliche Personen mit unterschiedlichen Berechtigungsstufen konfigurierbar und kann aufgrund geringen Platz- und Energiebedarfs in Fahrzeuge integriert werden. It is also easily configurable to different people with different levels and can be integrated in vehicles due to low space and energy requirements.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Identifizierung von Personen für eine Berechtigungskontrolle (Autorisierung), wobei die mentale Aktivität einer Person als EEG-Signal aufgenommen wird und durch Auswertung der EEG-Signale charakteristische EEG-Muster detektiert werden und durch Vergleich mit gespeicherten individuellen EEG-Mustern bei signifikanter Übereinstimmung die Person identifiziert wird. A method for identification of individuals for authorization control (authorization), wherein the mental activity of a person is taken as an EEG signal, and are detected by analysis of the EEG signals characteristic EEG pattern and by comparison with stored individual EEG patterns in significant match the person is identified.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mentale Aktivität durch vorgegebene Reize oder Aufgaben stimuliert wird. A method according to claim 1, characterized in that the mental activity is stimulated by stimuli or predetermined tasks.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reize bzw. Aufgaben visuell (Piktogramm, Bild, Video) und/oder akustisch (Geräusch, Sprache, Musik) vorgegeben werden. A method according to claim 2, characterized in that the stimuli or tasks visually (icon, image, video) and / or acoustic (sound, speech, music) are specified.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für verschiedene Personen unterschiedliche Autorisierungstufen eingerichtet werden. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that are set up for different individuals, different authorization levels.
  5. Personenidentifizierungssystem für Fahrzeuge, mit Mitteln zur Aufnahme und Speicherung von EEG-Signalen bei einer Person, sowie Mitteln zur Analyse dieser Signale dergestalt, dass bestimmte mentale Aktivitäten der Person als signifikante EEG-Muster detektiert und durch Vergleich mit gespeicherten individuellen EEG-Mustern die Person identifiziert wird. Personal identification system for vehicles, with means for receiving and storing of EEG signals in a person, and means in such a manner for analyzing these signals, that certain mental activities of the person detected as significant EEG patterns and identifies the person by comparison with stored individual EEG patterns becomes.
  6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Speicherung und Analyse der EEG-Signale als Mikroprozessorsystem ausgeführt sind. System according to claim 5, characterized in that the means are designed for storage and analysis of the EEG signals as a microprocessor system.
  7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur optischen und/oder akustischen Stimulierung der Person vorhanden sind. System according to claim 5 or 6, characterized in that means for optical and / or acoustic stimulation of the person are provided.
  8. System nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Aufnahme der EEG-Signale als kontaktlose Felddetektoren ausgebildet sind. System according to one of claims 5, 6 or 7, characterized in that the means are designed for receiving the EEG signals as contactless field detectors.
  9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System verschiedenen Personen individuelle Autorisierungsstufen zuweist. System according to one of claims 5 to 8, characterized in that the system assigns different persons individual authorization levels.
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