JP2001063400A - ドライバー認証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＤカードや特別な付加的操作などを必要と
せず、簡便な方法により自動車のドライバーを特定する
ことのできるドライバー認証装置を提供する。 【解決手段】 操作検出手段２１〜２７は、ドライバー
による各種操作をを検出し、それらを特徴管理手段１に
伝達する。特徴管理手段１はそれらを時間情報とともに
記録してから、ドライバー認証に利用できる特徴量を抽
出し、その特徴量と予め特徴量記憶手段２に蓄積された
特徴量とを比較することにより、一致するパターンがみ
つかった場合にはそれによってドライバー個人を特定す
る。そして、制御パラメータ読出手段３はこの個人固有
の制御パラメータを読み出し、制御手段５はそのパラメ
ータを用いて自動車の各種制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のドライ
バー個人を識別し認証するドライバー認証装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車においては、運転操作をするドラ
イバー個人の特性や好みに合わせた制御や、防犯を目的
としたドライバー認証が徐々に行われるようになってき
ている。そのためにはドライバー個人を識別することが
必要であり、このドライバー識別を、簡便な手順でしか
も高精度に実施できることが求められている。

【０００３】従来、このようなドライバー識別は、ＩＤ
キーやＩＤカードなどによって行われている。この一例
として、特開平１１−１２２１６２号の発明がある。こ
の発明のシステムでは、ＩＤカードによって自動車搭乗
時にドライバーおよび搭乗者全員のＩＤ情報を登録して
おき、運転中に電話の着信などがあった場合に、ドライ
バー宛の着信か同乗者宛の着信かを区別して制御してい
る。

【０００４】また、ＩＤキーやＩＤカードを使わずにド
ライバー認証を行う方法としては、一般的な個人認証手
段である指紋や音声（声紋）等を用いる方法も考えられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の中で、ＩＤ
キーやＩＤカードといった「物」による方式では、それ
らが不正に入手され使用された場合や、ドライバーが途
中で交代した場合には、正しく認証することができない
という問題がある。また、指紋や声紋等を用いる方法
は、従来は不要であった新たな手順をドライバーに要求
することになり、ドライバーは面倒な負担を強いられる
という欠点がある。

【０００６】本発明は上記事情を鑑みてなされたもので
あり、ドライバー個人を識別することができ、キーやカ
ードといった「物」によらずに、直接的にドライバーを
認証する方法を用い、しかも特別な付加的操作を必要と
しない簡便な方法によるドライバー認証装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、車両を運転するドライ
バーの認証を行う装置であって、ドライバーの特徴デー
タを記憶する特徴量記憶手段と、ドライバーが行う操作
を検出し、操作内容や操作量の情報を出力する操作検出
手段と、この操作検出手段によって出力された情報を記
録し、この記録を基に前記ドライバーの特徴データを生
成し、前記特徴量記憶手段に既に記憶されている特徴デ
ータと前記ドライバーの特徴データとを比較することに
よって、前記ドライバーの特徴データと前記特徴量記憶
手段内の特徴データとの同一性を判定する特徴管理手段
とを備えることを特徴とするドライバー認証装置を要旨
とする。本装置は、コンピュータシステムを有し、前記
特徴管理手段は、このコンピュータシステム内の中央処
理装置が記録媒体から読み込むプログラムの命令を逐次
実行することにより実現される。また、前記特徴量記憶
手段は、このコンピュータシステム内の記憶装置により
実現され、このコンピュータシステムが有するデータベ
ース機能により効率的なデータの読み書きが可能とな
る。また、前記操作検出手段は、各操作物の物理的な動
きを検出し、その検出結果を信号線を介して前記中央処
理装置に伝達する。この発明により、ＩＤキーやＩＤカ
ードなどを用いることなく、ドライバーの通常の運転操
作から抽出される特徴により、既に登録されているドラ
イバーと同定することが可能となり、ドライバーの認証
ができるという効果が得られる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、複数のド
ライバー毎に固有の制御パラメータを記憶する制御パラ
メータ記憶手段と、この制御パラメータ記憶手段から、
前記特徴管理手段が同定したドライバーに固有の前記制
御パラメータを読み出す制御パラメータ読出手段とを備
えることを特徴とする。前記制御パラメータ記憶手段
は、前記コンピュータシステム内の書き換え可能な不揮
発性メモリーによって実現することが好ましく、このコ
ンピュータシステム内の中央処理装置に設けられた制御
パラメータ読出手段によって読み取られる。この発明に
より、識別されたドライバーに固有の自動車制御に必要
とされるそのドライバー専用の制御パラメータを用いる
ことができるため、ドライバーの好みや運転特性に応じ
た制御が可能となり、また防犯上の効果を得ることも可
能となる。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、車両のド
ライバー認証装置の制御プログラムを記録した記録媒体
であって、車両のドライバーによって行われた操作の内
容および操作量を入力し記録する操作記録処理と、この
操作記録処理によって記録された情報を基に、予め定義
されたデータ生成手順に従って前記ドライバーの操作特
徴を表す特徴データを生成する特徴データ生成処理と、
この特徴データ生成処理によって生成された特前記ドラ
イバーの特徴データと、既に記録媒体に記録された特徴
データとを比較し、前記ドライバーの特徴データと前記
記録媒体に記録された特徴データとの同一性を判定する
ドライバー識別処理とをコンピュータに実行させること
を特徴とする制御プログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体を要旨とする。ドライバー認証装
置はコンピュータシステムを有し、そのコンピュータシ
ステムの中央処理装置がこの記録媒体に記録されたプロ
グラムを読み取って実行する。この発明の記録媒体に記
録された制御プログラムは、ドライバーの通常の運転操
作から抽出される特徴により、既に登録されているドラ
イバーと同定することが可能となり、ドライバーの認証
ができるという効果が得られる。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、複数のド
ライバー毎に固有の制御パラメータを記憶した記憶装置
から、前記ドライバー識別処理によって同定されたドラ
イバーに固有の制御パラメータを読み出す制御パラメー
タ読み出し処理を、コンピュータに実行させることを特
徴とする。この発明の記録媒体に記録された制御プログ
ラムは、識別されたドライバー専用の制御パラメータを
読み出すので、その制御パラメータを用いてそのドライ
バー固有の自動車制御をすることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しこの発明の一
実施形態について説明する。図１は、本実施形態による
ドライバー認証装置の構成を示すブロック図であり、こ
の図において、符号１は特徴管理手段、２は特徴量記憶
手段、３は制御パラメータ読出手段、４は制御パラメー
タ記憶手段、５は制御手段である。また、１１はドアロ
ック、１２はドア開閉ハンドル、１３はキーボックス、
１４はステアリング、１５はアクセルスロットルペダ
ル、１６はフットブレーキ、１７はパーキングブレーキ
である。また、２１〜２７は各々これらの操作物を対象
とした操作検出手段であり、具体的には、ドライバーに
よる各操作物の操作量やオン／オフを検出し、その情報
を特徴管理手段１へ出力する。

【００１２】特徴管理手段１は、操作検出手段２１〜２
７から、あるいはここに例示列挙したもの以外の操作物
に付帯する操作検出手段から受けた情報を、時間情報と
ともに記録する。そして自動車の運転状況に応じて、こ
こに記録した情報の中から、ドライバーの操作の種々の
特徴量を抽出する。抽出する特徴量とは、ある操作の操
作量そのものや、ある操作の操作速度や、ある操作と別
の操作との間の順序関係や、ある操作と別の操作との間
の時間や、ある一連の操作の周期などである。

【００１３】ここで、このような操作検出の一例につい
て説明する。図２は、本装置内の、操作物のひとつであ
るアクセルスロットルペダル１５の操作検出とその特徴
比較に関わる部分の構成を示すブロック図である。ドラ
イバーによるアクセルスロットルペダル１５の踏み込み
量が、操作検出手段２５に設けられた踏み込み量検出器
２０１からＡ／Ｄ変換部２０２にアナログ量として伝達
される。そして、Ａ／Ｄ変換部２０２は、それをデジタ
ル数値信号に変換して、特徴管理手段１内に設けられた
周波数解析部１０２に伝達する。

【００１４】周波数解析部１０２は、時間経過に伴って
継続的に踏み込み量のデータを受け取り、それをフーリ
エ変換することによって、周波数スペクトルデータを得
る。この周波数スペクトルによる特徴の比較方法につい
ては後述する。次に、その他の操作物に関する操作検出
と特徴量の具体例について説明する。

【００１５】ドアロックの開閉錠に関する特徴量の第１
の具体例は、ドアロック１１を開錠してからドア開閉ハ
ンドル１２を操作してドアを開けるまでの時間である。
この時間は、ドアロック１１の操作検知手段２１から得
た情報と、ドア開閉ハンドル１２の操作検知手段２２か
ら得た情報と、それらの時間情報を基に、特徴管理手段
１が算出する。第２の具体例はキーボックス１３からキ
ーを抜き取ってからドア開閉ハンドル１２を操作してド
アを開けるまでの時間、第３の具体例はドアを閉めてか
らドアロック１１を操作して閉錠するまでの時間であ
り、それぞれ、特徴管理手段１が操作検出手段２１〜２
７から適宜得て記録した情報を基に算出される。

【００１６】次の特徴量はエンジン始動に関するもので
あり、具体的には、ドライバーが運転席に着座してか
ら、運転席のドアを閉じる動作とシートベルトを着用す
る動作とキーをキーボックスに挿入する動作とキーを挿
入位置から点火（イグニション）位置まで回転させる動
作との順序関係、これら各動作間の時間、点火時のキー
回転速度、ＡＴ（自動トランスミッション）車の場合の
点火時のＡＴレバーのポジションなどである。

【００１７】次の特徴量は初期発進手順に関するもので
あり、具体的には、ＡＴ車の場合のＡＴレバーのポジシ
ョン変更の動作とＭＴ（マニュアルトランスミッショ
ン）車の場合のシフトレバーの操作とフットブレーキを
踏む動作とパーキングブレーキを解除する動作との順序
関係、およびこれら各動作間の時間などである。例え
ば、ＭＴ車の発進の場合における動作順序の典型は、
（Ａ）シフトレバー操作→フットブレーキを踏む→パー
キングブレーキの解除、（Ｂ）フットブレーキを踏む→
パーキングブレーキの解除→シフトレバー操作、（Ｃ）
フットブレーキを踏む→シフトレバー操作→パーキング
ブレーキの解除であり、（Ａ）〜（Ｃ）のいずれのパタ
ーンを取るかがドライバー個人の操作の特徴となる。

【００１８】次の特徴量はステアリング操作に関するも
のであり、具体的には、カーブ走行時や交差点等での右
左折や車線変更といった様々な運転状況におけるステア
リングホイールの操作量、操作速度、およびタイミング
である。

【００１９】次の特徴量は信号待ち手順に関するもので
あり、具体的には、信号待ち中におけるＡＴ車の場合の
ＡＴポジションレバー位置、ＭＴ車の場合のシフトレバ
ー位置、これらレバー操作と自動車の停止／発進のタイ
ミングなどである。

【００２０】次の特徴量は、運転操作の結果としての車
両挙動であり、加速時および減速時の加速度やヨーレー
トなどである。

【００２１】特徴管理手段１は、これらの特徴量を適宜
組み合わせて、次に述べるような方法でドライバーの識
別に利用する。なお、上には特徴量の代表例を挙げた
が、これらに限定されず、運転時の操作で個人の特徴が
出る他のものを用いても良い。また、実際にはそれらす
べての特徴量を使うのではなく、諸条件に応じて、識別
に適した特徴量のみを組み合わせて用いても良い。

【００２２】次に、本装置によるドライバー識別の手順
について説明する。図３は、本装置が各種特徴を抽出
し、特徴量記憶手段２との照合によってドライバー個人
を特定する手順を示すフローチャートである。まず、図
３のステップＳ１において特徴管理手段１は、運転席の
ドア開錠時から次に開閉されるまでの間のドライバーの
操作の検出結果を操作検出手段２１，・・・から得て、
それを時間情報とともに記録した後、上で説明した特徴
量の抽出を行う。次にステップＳ２において特徴管理手
段１は特徴量記憶手段２を検索し、ステップＳ１におい
て得た特徴量の組合せに該当するドライバーが既に登録
されているかどうかを調べる。

【００２３】図４は、ドライバーの操作の特徴空間を示
した概念図である。ここではこの特徴空間を３次元空間
として図示しているが、これは実際には利用する特徴量
の数に応じた次元数を持つ多次元空間である。図４にお
いて、Ａ，Ｂ，Ｃで示している球は、既に特徴量記憶手
段２に登録されているドライバーを表す標本値である。
ここで、新たに運転を開始したドライバーの特徴が、例
えば球Ａの領域と重なれば、そのドライバーは既にＡと
して登録されているドライバーと同一人物であると認識
する。また、Ａ，Ｂ，Ｃのいずれにも該当しない場合
は、新規のドライバーであると認識する。

【００２４】ここで、先に記述したアクセルスロットル
ペダルの踏み込み量の周波数スペクトルを例に取り、実
際の比較のしかたについて説明する。図２に示した相関
比較部１０１は、周波数解析部１０２から得たデータ
と、特徴量記憶手段２に記憶されているデータの比較を
行う。

【００２５】図５は、特徴量記憶手段２に記憶されてい
る２名のドライバーＡおよびＢそれぞれのデータであ
る。図５（ａ）における符号５０１はドライバーＡの周
波数スペクトル曲線であり、このドライバーは、アクセ
ルスロットルペダル１５を比較的短い周期でバタバタと
踏み込むタイプである。一方、図５（ｂ）の符号５０２
はドライバーＢの周波数スペクトル曲線であり、このド
ライバーは、比較的長い周期でゆっくりと踏み込むタイ
プである。両者のデータを比較すると、周波数の低い部
分にひとつのピークを持つ点は曲線５０１と曲線５０２
に共通であるが、曲線５０１のほうだけには周波数の高
い部分にもうひとつのピークを持つ点が特徴的である。

【００２６】図６は、特徴データの比較を示すグラフで
ある。図６（ｃ）に示す曲線５００は、周波数解析部１
０２から入力されたデータであり、丸で囲って示してい
るように、高い周波数の部分にピークを持っているとい
う特徴がある。また、図６（ａ）および同（ｂ）にそれ
ぞれ示している曲線５０１および曲線５０２は、特徴量
記憶手段２に記憶されているドライバーＡおよびＢのデ
ータである。

【００２７】周波数解析部１０２から入力されたデータ
が特徴量記憶手段２の中のどのドライバーのデータと符
合するかを判定するために、相関比較部１０１は、入力
された周波数スペクトルデータと記憶されているそれぞ
れの周波数スペクトルデータの差の絶対値の、周波数の
所定領域に関する定積分を計算する。

【００２８】図６（ａ）および同（ｂ）には曲線５００
も示しているが、上記の定積分とは、曲線５００と曲線
５０１とによって囲まれた領域５１１、および曲線５０
０と曲線５０２とによって囲まれた領域５１２のそれぞ
れの面積である。本例では、曲線５００が高周波部分の
ピークを持っていることにより、曲線５０２よりも曲線
５０１のほうがパターンの相関度が高く、よって上記定
積分の値が小さい。このように、この定積分値を前記特
徴空間におけるアクセルスロットルペダル操作の次元の
距離とすることができるため、相関比較部１０１は、数
値的かつ手続的な方法でこの距離を算出できる。

【００２９】上述のように、アクセルスロットルペダル
の操作に関しては、特徴空間での距離を算出できる。そ
の他の操作に関しても、同様の距離が予め定義されてお
り、特徴管理手段１がその値を算出するようになってい
る。特徴管理手段１は、登録されている各ドライバー毎
に各操作物に関する特徴データを特徴量記憶手段２に登
録しておき、複数の操作物の特徴の比較によりドライバ
ーの判定を行う。登録されているデータの利用にあたっ
ては、特徴量ごとに適切な重み付けを行って識別の精度
を上げている。また、ドライバー毎に取り得る値の範囲
を特徴記憶手段２に持たせるようにしても良い。

【００３０】さて、図３のステップＳ２において、運転
中のドライバーの特徴が特徴量記憶手段２に登録されて
いるものに該当した場合は、ステップＳ３においてその
個人を特定し、その情報が制御パラメータ読出手段３に
引き渡され、制御パラメータ読出手段３は制御パラメー
タ記憶手段４から特定されたドライバー用の制御パラメ
ータを読み出して制御手段５に渡し、以後、制御手段５
はその特定ドライバー向きの車両制御を行う。

【００３１】またステップＳ２において該当するデータ
がなかった場合は、ステップＳ４において、特徴管理手
段１は運転中のドライバーの特徴値を新規データとして
特徴量記憶手段２に追加登録するとともに、その旨の情
報を制御パラメータ読出手段３に伝達する。その場合、
制御パラメータ読出手段３はデフォルトの制御パラメー
タを読み出して制御手段５に引き渡す。

【００３２】図３に示す手順では、運転席のドアの開錠
から次の開閉までの間の操作特徴を抽出してから、特徴
量記憶手段２内データとの照合を行っているが、ドアの
開錠に始まる一連の操作の途中でこのドライバーの特定
を行い、それ以降の操作における車両の制御にはそのド
ライバー用の制御パラメータを用いるようにしても良
い。また、一旦ドライバーを特定した後でも、その後の
操作の特徴抽出によって再度ドライバーを特定し直すこ
とができるようにしても良い。また、一旦ドライバーを
特定した後でも、その後の操作の特徴抽出によって、特
徴量記憶手段２内のそのドライバーのデータを更新でき
るようにしても良い。

【００３３】次に、上述した方法で得られたドライバー
の個人認証情報を利用して行う制御の例について説明す
る。第１の用途は、ドライバーのシートやルームミラー
やドアミラーやステアリングホイール等の位置調整であ
る。特定複数のドライバーが運転する自動車で、ドア開
錠からドライバーシートへの着座時点までの操作特徴に
よってドライバー個人を特定することができる場合、予
め各ドライバーの身体に合った位置を制御パラメータ記
憶手段４に登録しておけば、その値を用いた自動調整を
行うことができる。

【００３４】次の用途は、ＡＴ車におけるシフトタイミ
ングスケジュールの選択である。各ドライバーの運転特
性や好みに応じて、シフトアップまたはシフトダウンす
る際の自動車の速度、エンジン回転数、坂道の傾斜度等
の条件の組合せを予め設定できるようにしておき、本発
明の特徴抽出によりドライバーを特定できた時点で、そ
のドライバー用のシフトタイミングスケジュールに移行
するようにすれば、特別な選択操作を必要とせずにドラ
イバー特有のシフトタイミングで走行することができ
る。

【００３５】次の用途は、各ドライバーに応じた運転中
の警報である。例えば追従走行の際の前方自動車との車
間距離など、何らかの危険を検知してそれをドライバー
に警告する装置を備えた自動車においても、ドライバー
個人の運転の習熟度等によって、微細な事項にもきめ細
かに警告を発したほうが良い場合と、重大な事項以外は
いちいち警告を発しないほうがよい場合との両方があ
る。また、ドライバー個人によって個別事項のみ重点的
に警報を行うことが効果的な場合もある。これらの場合
に、特徴抽出によってドライバー特定し、それに応じて
警報パターンを変える方法にすれば、特別な選択操作を
必要とせず便利である。

【００３６】次の用途は、防犯である。予めその自動車
を運転する可能性があるドライバーのデータを特徴量記
憶手段に登録しておき、それらのいずれにも一致しない
ドライバーが運転していると判断した場合に、その事実
を記録したり、ドライバーに対して警告したり、車外か
ら認識できる手段で表示したり、通信手段等によって連
絡する機能を備えることによって、自動車の盗難の早期
発見や未然抑止が可能となる。これらの用途以外にも、
ドライバー個人を特定することによって可能となる様々
な用途に本装置による識別結果を用いることができる。

【００３７】上述のドライバー認証装置は、内部にコン
ピュータシステムを有する構成としても良い。このコン
ピュータシステムは、各操作検知手段および各制御対象
と情報の受け渡しを行う入出力サブシステムを有してい
る。そして、上述したドライバー特定および特定された
ドライバーに応じた制御の過程は、プログラムの形式で
コンピュータシステムの記録媒体に記憶されており、こ
のプログラムをコンピュータが読み出して実行すること
によって、上記処理が行われる。ここでコンピュータシ
ステムの記録媒体とは、フロッピーディスク、光磁気デ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ハードディスク、半導体メ
モリ等をいうがこれらに限定されない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または請
求項３に記載の発明によれば、通常の運転操作から個人
の特徴を抽出してその特徴をマッチングする方法をとる
ため、特別な操作・手順を必要とせずに、ドライバー個
人の特定・認証を行うことができる。

【００３９】また、請求項２または請求項４に記載の発
明によれば、特定されたドライバー毎に固有の制御を行
うため、ドライバーの操作の簡略化や、ドライバー個人
の特性や好みに応じた走行や、ドライバー個人に応じた
警報や、防犯などといった効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態によるドライバー認証
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 同実施形態によりアクセルスロットルペダル
の操作量を用いて認証を行う部分の構成を示すブロック
図である。

【図３】 同実施形態によるドライバー個人の認識の手
順を示すフローチャートである。

【図４】 同実施形態によるドライバー識別の特徴空間
を示す概念図である。

【図５】 同実施形態により、特徴記憶手段に記憶され
る特徴データのサンプルを示すグラフである。

【図６】 同実施形態による特徴データの相関比較を示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 特徴管理手段 ２ 特徴量記憶手段 ３ 制御パラメータ読出手段 ４ 制御パラメータ記憶手段 ５ 制御手段 ２１〜２７ 操作検出手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両を運転するドライバーの認証を行う
   装置であって、 ドライバーの特徴データを記憶する特徴量記憶手段と、 ドライバーが行う操作を検出し、操作内容や操作量の情
   報を出力する操作検出手段と、 この操作検出手段によって出力された情報を記録し、こ
   の記録を基に前記ドライバーの特徴データを生成し、前
   記特徴量記憶手段に既に記憶されている特徴データと前
   記ドライバーの特徴データとを比較することによって、
   前記ドライバーの特徴データと前記特徴量記憶手段内の
   特徴データとの同一性を判定する特徴管理手段と、 を備えることを特徴とするドライバー認証装置。
2. 【請求項２】 複数のドライバー毎に固有の制御パラメ
   ータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、 この制御パラメータ記憶手段から、前記特徴管理手段が
   同定したドライバーに固有の前記制御パラメータを読み
   出す制御パラメータ読出手段と、 を備えることを特徴とする請求項１に記載のドライバー
   認証装置。
3. 【請求項３】 車両のドライバー認証装置の制御プログ
   ラムを記録した記録媒体であって、 車両のドライバーによって行われた操作の内容および操
   作量を入力し記録する操作記録処理と、 この操作記録処理によって記録された情報を基に、予め
   定義されたデータ生成手順に従って前記ドライバーの操
   作特徴を表す特徴データを生成する特徴データ生成処理
   と、 この特徴データ生成処理によって生成された特前記ドラ
   イバーの特徴データと、既に記録媒体に記録された特徴
   データとを比較し、前記ドライバーの特徴データと前記
   記録媒体に記録された特徴データとの同一性を判定する
   ドライバー識別処理と、 をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プロ
   グラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
   体。
4. 【請求項４】 複数のドライバー毎に固有の制御パラメ
   ータを記憶した記憶装置から、前記ドライバー識別処理
   によって同定されたドライバーに固有の制御パラメータ
   を読み出す制御パラメータ読み出し処理を、コンピュー
   タに実行させることを特徴とする制御プログラムを記録
   した請求項３に記載のコンピュータ読み取り可能な記録
   媒体。