JP2014192724A - 端末認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】端末の位置を正しく特定した上で、端末の認証を行うことができる端末認証システムを提供する。
【解決手段】コントローラ１３は、車両無線アンテナ５からBluetooth（Ｒ）の通信によって画像データＤpcを高機能携帯電話２に送信する。高機能携帯電話２は、車両無線アンテナ５から送信された画像データＤpcを受信し、画像データＤpcをタッチパネル９に表示する。コントローラ１３は、高機能携帯電話２の表示画像をカメラ１２で撮影するが、高機能携帯電話２が車内の置き場１４に載置されていれば、高機能携帯電話２の表示画像を撮影可能である。コントローラ１３は、送信画像と撮影画像とを比較することにより、画像認証を行い、画像認証が成立すれば、高機能携帯電話２が車内にあると判定し、例えばエンジンの始動操作等を許可する。
【選択図】図１

Description

本発明は、端末の正当性を認証する端末認証システムに関する。

近年、携帯電話を車両キーとして使用する技術が検討されている（例えば、特許文献１等参照）。その一例として、高機能携帯電話（スマートフォン等）を車両キーとして使用してエンジンを始動する場合、高機能携帯電話を車内に持ち込み、例えばBluetooth（Ｒ）等の無線を通じて、高機能携帯電話と車両との間でＩＤ照合（車内照合）を実行させる。車内照合が成立すれば、エンジン始動の操作が許可されるので、ブレーキペダルを踏みながら運転席のエンジンスイッチをプッシュ操作することにより、エンジンを始動できる。

特開２００７−１３２０８５号公報

しかし、Bluetooth（Ｒ）は相対的に通信距離が長いので、例えば高機能携帯電話が車外に位置していても、車両との間で通信が確立してしまう。よって、高機能携帯電話が車内又は車外のどちらにあるのかを正確に把握することができない問題があった。なお、この問題は、高機能携帯電話の正確な車内判定ができないことに限らず、例えば高機能携帯電話の正確な車外判定ができないことも同様である。いずれにせよ、高機能携帯電話の位置を正確に特定した上で認証を行うことができる技術の開発ニーズがあった。

本発明の目的は、端末の位置を正しく特定した上で、端末の認証を行うことができる端末認証システムを提供することにある。

前記問題点を解決する端末認証システムは、車両に設置された通信マスタと、車両キーとして使用可能な端末とが無線通信可能であり、無線を通じて前記通信マスタ及び前記端末の間で当該端末の正当性を認証する構成において、前記通信マスタ及び前記端末の一方から他方に、認証時にとるべき動作に関係する作業情報を無線送信する情報送信部と、前記他方において前記作業情報に基づく応答を実行させる応答動作実行部と、前記他方がとる前記応答を前記一方において限られた領域で監視し、この領域内でのみ前記応答を取得可能な応答取得部と、前記応答を認証する応答認証部と、前記応答が正当であるとき、車載機器の操作を許可する動作許可部とを備えた。

本構成によれば、通信マスタ及び端末の一方から他方に作業情報を無線送信し、作業情報に基づく応答を他方に実行させる。一方は限られた領域において監視を行っており、他方がこの領域に位置して応答を実行するのであれば、この応答が一方において取得される。そして、応答が認証され、応答が正当であれば、車載機器の動作が許可される。よって、端末が所定位置に存在しているときに限り、応答の認証が成立することになるので、端末が所定位置にあるということを正しく特定した上で、端末の認証を行うことが可能となる。

前記端末認証システムにおいて、前記通信マスタ及び前記端末は、同じ暗号鍵を所有し、前記作業情報は、前記暗号鍵を使用した暗号通信によって無線通信されることが好ましい。この構成によれば、作業情報は暗号化通信によって相手側に送信されるので、暗号鍵が紐づけられた相手しか作業情報を受信することができない。よって、通信マスタと組をなさない別の端末によってシステムが誤動作してしまうことがない。

前記端末認証システムにおいて、前記情報送信部は、前記端末が車内に進入するか否かを監視し、当該端末が車内に進入したと判断したとき、前記作業情報を無線送信することが好ましい。この構成によれば、端末が車内に進入したと判断されてから作業情報の送信が開始されるので、作業情報を無駄に送信し続けずに済む。

前記端末認証システムにおいて、前記作業情報は、前記他方の表示部に表示させる画像データであり、前記応答取得部は、前記表示部に表示された画像をカメラによって撮影して画像データを取得し、前記応答認証部は、当該画像データの正当性を判定することが好ましい。この構成によれば、端末認証は、他方の表示部に表示された画像をカメラで撮影し、送信画像と撮影画像とを比較する画像認証である。よって、例えばセキュリティ向けなどでカメラが予め設置されていれば、このカメラを利用して端末認証を行うことが可能となるので、安価にシステムを構築することが可能となる。

前記端末認証システムにおいて、前記通信マスタが前記端末に前記作業情報を無線送信して、当該端末に前記作業情報に基づく応答を実行させ、当該応答の正当性を前記通信マスタにおいて判定することが好ましい。この構成によれば、通信マスタが応答の正当性の判断を行うので、この機能を端末に設けずに済む。よって、負荷のかかる認証の処理を端末に実行させずに済む。

本発明によれば、端末の位置を正しく特定した上で、端末の認証を行うことができる。

一実施形態の端末認証システムの構成図。 車外において車両ドアを解錠する際の概要図。 車内で高機能携帯電話との画像認証が成立する状態を示す説明図。 車内で高機能携帯電話との画像認証が成立しない状態を示す説明図。 別例の端末認証システムの概念図。

以下、端末認証システムの一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両キーとして使用可能な高機能携帯電話２の正当性を認証し、車載機器の操作を許可又は実行する端末認証システム３が設けられている。高機能携帯電話２で操作できる車載機器としては、例えば車両ドアロックやエンジンなどがある。なお、高機能携帯電話２が端末の一例である。

車両１には、端末認証システム３を主管理する車両マイクロコンピュータ４と、例えばBluetooth（Ｒ）等による狭域無線通信が可能な車両無線アンテナ５と、車両ドアの施解錠を制御するドアロック制御装置６と、エンジンの動作を制御するエンジン制御装置７とが設けられている。車両マイクロコンピュータ４のメモリ（図示略）には、車両キーの固有のキーＩＤとしてＩＤコードが書き込み保存されている。

高機能携帯電話２には、高機能携帯電話２の動作を制御する電話制御部８と、各種画面が表示されるとともにタッチ操作が可能なタッチパネル９と、例えば通話やインターネットの通信が可能な第１アンテナ１０と、例えばBluetooth（Ｒ）等による狭域無線通信が可能な第２アンテナ１１とが設けられている。電話制御部８のメモリ（図示略）には、高機能携帯電話２を車両キーとして使用する際に、サーバ等からインストールしたキーＩＤとしてのＩＤコードが書き込み保存されている。なお、タッチパネル９が表示部の一例である。

高機能携帯電話２を車両キー（電子キー）として使用するとき、専用のアプリケーション（車両キー用アプリケーション）を例えばサーバ等から高機能携帯電話２のメモリにダウンロードしておく。高機能携帯電話２に車両キー用アプリケーションがダウンロードされると、高機能携帯電話２にＩＤコードが書き込み保存される。車両キー用アプリケーションがダウンロードされた高機能携帯電話２には、高機能携帯電話２を車両キーとして動作させる機能部を生成したり、またタッチパネル９に各種操作画面等を表示したりすることが可能である。

車両１及び高機能携帯電話２には、高機能携帯電話２のタッチパネル９に表示させた画像をカメラ１２で撮影して、高機能携帯電話２の位置を確認する端末位置認証機能が設けられている。この場合、車両１には、端末位置認証機能の動作を制御するコントローラ１３が設けられている。コントローラ１３には、カメラ１２が接続されている。カメラ１２は、車内の高機能携帯電話２の置き場１４に撮影位置が位置合わせされ、置き場１４にセットされた高機能携帯電話２のタッチパネル９が撮影範囲に収まるように配置されている。置き場１４は、高機能携帯電話２の向きや位置を一義的に決める状態で高機能携帯電話２をセット可能な場所である。なお、コントローラ１３が通信マスタの一例である。

コントローラ１３には、高機能携帯電話２のタッチパネル９に表示させたい画像に関するデータ（画像データＤpc）を無線送信する画像送信部１５と、送信する画像データＤpcを暗号化する際に使用する暗号鍵１６とが設けられている。画像送信部１５は、画像送信時、画像データＤpcを暗号鍵１６によって暗号化した上で車両マイクロコンピュータ４に送り、車両無線アンテナ５からBluetooth（Ｒ）の通信を介して、暗号化された画像データＤpcを高機能携帯電話２に送信する。なお、画像送信部１５が情報送信部の一例であり、画像データＤpcが作業情報の一例である。

電話制御部８には、受信した画像データＤpcをタッチパネル９に表示させる表示実行部１７と、受信した画像データＤpcを復号する暗号鍵１８とが設けられている。表示実行部１７は、車両１からBluetooth（Ｒ）を通じて画像データＤpcを受信すると、画像データＤpcを暗号鍵１８により復号し、復号後の画像データＤpcをタッチパネル９に表示する。なお、表示実行部１７が応答動作実行部の一例である。

コントローラ１３には、高機能携帯電話２のタッチパネル９を撮影することにより、タッチパネル９に表示された画像を取得する画像取得部１９と、送信画像と撮影画像とを比較する画像判定部２０と、画像判定部２０の判定結果を基に車載機器の動作可否を設定する動作許可部２１とが設けられている。画像判定部２０は、送信画像と撮影画像とをマッチングすることにより、撮影画像の正当性を判定する。動作許可部２１は、送信画像と撮影画像とが一致することを確認すると、高機能携帯電話２が車内に存在すると判定し、ＩＤコードによるＩＤ照合の成立を条件に、例えばエンジンの始動を許可する。なお、画像取得部１９が応答取得部の一例であり、画像判定部２０が応答認証部の一例である。

次に、図２〜図４を用いて、端末認証システム３の動作を説明する。
［乗車動作］
図２に示すように、車両ドアが施錠されている車両１に乗車するとき、ユーザは例えば高機能携帯電話２のタッチパネル９にドア施解錠操作画面２２を表示する。ドア施解錠操作画面２２においてアンロックボタン２３がタッチ操作されると、高機能携帯電話２の第２アンテナ１１からドア解錠要求信号ＳulがBluetooth（Ｒ）を通じて車両１に無線送信される。ドア解錠要求信号Ｓulには、例えばドア解錠要求コマンドと、高機能携帯電話２に書き込み保存されたＩＤコードとが含まれる。

車両１は、高機能携帯電話２から送信されたドア解錠要求信号Ｓulを車両無線アンテナ５で受信する。車両１がドア解錠要求信号Ｓulを受信すると、車両マイクロコンピュータ４は、ドア解錠要求信号Ｓul内のＩＤコードを照合する。車両マイクロコンピュータ４は、ＩＤ照合が成立することを確認すると、ドア解錠要求をドアロック制御装置６に出力する。ドアロック制御装置６は、車両マイクロコンピュータ４からドア解錠要求を入力すると、例えばドアロックモータを解錠側に回して、車両ドアを解錠する。よって、ユーザは車両ドアを開操作して乗車することが可能である。

［端末が車内にあるときのエンジン始動動作］
図３に示すように、高機能携帯電話２を所持したユーザは、乗車後、所持している高機能携帯電話２を車内の置き場１４に載置する。よって、高機能携帯電話２は、車内においてカメラ１２の撮影範囲内に収まることとなる。なお、撮影範囲が応答監視の限られた領域の一例である。

画像送信部１５は、例えば車両ドアが開閉操作されたことをカーテシスイッチ（図示略）により検出すると、車両マイクロコンピュータ４を介し、画像データＤpcを車両無線アンテナ５からBluetooth（Ｒ）の通信によって高機能携帯電話２に送信する。このとき、画像送信部１５は、画像データＤpcを暗号鍵１６によって暗号化した上で、高機能携帯電話２に無線送信する。高機能携帯電話２が画像データＤpcを第２アンテナ１１で受信すると、表示実行部１７は、暗号鍵１８によって画像データＤpcを復号し、復号した画像データＤpcをタッチパネル９に表示する。

コントローラ１３は、車両無線アンテナ５から画像データＤpcを送信した後、カメラ１２に電源を入れ、高機能携帯電話２のタッチパネル９の撮影を開始する。このため、高機能携帯電話２のタッチパネル９に画像が表示されると、この画像がカメラ１２によって撮影されることとなる。

画像取得部１９は、カメラ１２によって撮影された画像を取得し、この撮影画像を画像判定部２０に出力する。画像判定部２０は、高機能携帯電話２に無線送信した撮影画像と、カメラ１２によって撮影した撮影画像とを比較することにより、画像認証を実行する。このとき、画像判定部２０は、例えばこれら画像をマッチングすることにより撮影画像の正当性を判定し、これら画像が一致することを確認すると、画像判成立通知を動作許可部２１に通知する。動作許可部２１は、画像判定部２０から画像判定成立通知を入力すると、車載機器動作許可通知を車両マイクロコンピュータ４に出力する。

高機能携帯電話２は、車両１から画像データＤpcを受信したとき、自身に登録されているＩＤコード含むＩＤ信号Ｓidを、Bluetooth（Ｒ）の通信を通じて車両１に送信する。ＩＤ信号Ｓidも暗号通信によって車両１に無線送信される。車両マイクロコンピュータ４は、高機能携帯電話２からＩＤ信号Ｓidを受信すると、ＩＤ信号Ｓidを基にＩＤ照合を実行する。このとき、置き場１４には正規の高機能携帯電話２がセットされているので、車両マイクロコンピュータ４はＩＤ照合の成立を認識する。車両マイクロコンピュータ４は、ＩＤ照合の成立を認識し、かつコントローラ１３から車載機器動作許可通知を入力すると、エンジン等の車載機器の動作を許可する。よって、例えばブレーキペダルを踏み込みながら運転席のエンジンスイッチが押し操作すると、エンジンを始動に切り替えることが可能である。

［端末が車外にあるときのエンジン始動動作］
図４に示すように、ユーザ（高機能携帯電話２の所持者）が車両ドアを開閉操作したものの乗車はせず、そのまま車外に滞在したとする。このとき、コントローラ１３から画像データＤpcが送信されて高機能携帯電話２に送信画像が表示されるものの、高機能携帯電話２はカメラ１２の撮影範囲にはないので、カメラ１２の撮影画像には高機能携帯電話２の送信画像は映り込まない。よって、動作許可部２１は、画像判定が成立しないことを確認するので、車載機器動作不許可通知を車両マイクロコンピュータ４に出力する。よって、車両マイクロコンピュータ４は、動作許可部２１から車載機器動作不許可通知を入力し、車載機器の操作を許可しない。

従って、例えば助手席等に先に乗車した他ユーザ（高機能携帯電話２を所持しないユーザ）が仮に運転席のエンジンスイッチを操作しても、エンジンが始動に切り替わらない。よって、高機能携帯電話２が車内にないことを判定することが可能となるので、車内に高機能携帯電話２がないにもかかわらず、エンジンを始動に切り替えてしまうような状況が生じないこととなる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）コントローラ１３は、車両無線アンテナ５からBluetooth（Ｒ）の通信によって画像データＤpcを高機能携帯電話２に送信する。高機能携帯電話２は、車両無線アンテナ５から送信された画像データＤpcを受信し、画像データＤpcをタッチパネル９に表示する。コントローラ１３は、高機能携帯電話２の表示画像をカメラ１２で撮影するが、高機能携帯電話２が車内の置き場１４に載置されていれば、高機能携帯電話２の表示画像を正しく撮影することが可能である。コントローラ１３は、送信画像と撮影画像とを比較することにより、画像認証を行い、画像認証が成立すれば、高機能携帯電話２が車内にあると判定し、例えばエンジンの始動操作等を許可する。よって、高機能携帯電話２が車内の置き場１４に載置されているときに限り、画像認証が成立することになるので、高機能携帯電話２が車内にあるということを正しく特定した上で、高機能携帯電話２の認証を行うことができる。

（２）画像データＤpcは、車両無線アンテナ５から暗号通信によって高機能携帯電話２に無線送信される。このため、画像データＤpcは、コントローラ１３と暗号鍵１６，１８によって紐付けされた高機能携帯電話２のみ受信することができる。よって、コントローラ１３と組をなさない別の高機能携帯電話２によって端末認証システム３が誤動作してしまうことがない。

（３）コントローラ１３は、例えばドアカーテシ等で車両ドアの開閉を検出したとき、画像データＤpcの送信を開始する。よって、高機能携帯電話２が車内に進入したと判断されてから画像データＤpcの送信が開始されるので、画像データＤpcを例えば常時、無駄に送信し続けずに済む。

（４）端末認証システム３の認証方式は、車両１のコントローラ１３から高機能携帯電話２に無線送信した送信画像と、カメラ１２の撮影画像とを比較する画像認証である。よって、例えば車両盗難防止等のセキュリティ向けなどでカメラ１２が予め車載されていれば、このカメラ１２を利用して認証を行うことが可能となるので、安価にシステムを構築することができる。

（５）コントローラ１３が画像データＤpcの送り手となって高機能携帯電話２に画像を表示させ、これを車両１のカメラ１２で撮影して、コントローラ１３が送信画像と撮影画像とを認証する。よって、車両１が画像の正当性の認証を行うので、画像認証のソフトウェアを高機能携帯電話２に設けずに済む。よって、負荷のかかる画像認証の処理を高機能携帯電話２に実行させずに済む。

（６）常時所持することが想定される高機能携帯電話２を車両キーとした。よって、キー所持に煩わしさを感じることがなくなるので、車両キーの携帯において利便性をよくすることができる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・高機能携帯電話２が置き場１４に斜め向きで載置されたとき、例えば高機能携帯電話２に配設されているセンサ（ジャイロセンサ等）で傾きを検出し、その傾きデータを基に撮影画像を正面向きに補正することも可能である。

・ユーザが車外に位置するとき、高機能携帯電話２のドア施解錠操作画面２２にロックボタンを表示し、このボタンを操作することにより、車両ドアを施錠することも可能である。

・画像データＤpcの送信は、Bluetooth（Ｒ）以外の通信を採用してもよい。
・画像データＤpcは、車両ドアの開閉操作が検出されたときに送信が開始されることに限定されず、高機能携帯電話２が車内に進入した以降であれば、いつ送信されてもよい。

・カメラ１２は、置き場１４に載置された高機能携帯電話２のタッチパネル９の画面領域のみ撮影できるようにピント（撮影範囲）が設定されていてもよい。
・カメラ１２は、常時起動していてもよい。

・置き場１４は、車内のどの位置でもよい。
・置き場１４は、例えばクレードルでもよい。
・ＩＤ信号Ｓidは、高機能携帯電話２がタッチパネル９に画像表示を行ったとき、高機能携帯電話２から車両１に送信されることに限定されず、高機能携帯電話２が車内に進入した後であれば、いつでもよい。

・コントローラ１３は、例えば車両マイクロコンピュータ４に１機能として一体に設けられてもよい。
・ＩＤコードの認証は、例えばチャレンジレスポンス認証を含んでもよい。

・高機能携帯電話２に課す応答は、画像の画面表示に限定されない。例えば、高機能携帯電話２に１つ又は複数のインジケータ（ＬＥＤ等）が設けられている場合、コントローラ１３から高機能携帯電話２に点灯データ（作業情報）を無線送信し、インジケータを所定パターン（回数、間隔等）で点灯、点滅させる動作でもよい。

・コントローラ１３から高機能携帯電話２に音声データ（作業情報）を無線送信し、高機能携帯電話２のスピーカ等に所定の音声を出力させる動作でもよい。また、コントローラ１３のスピーカから所定の音声を出力し、これを高機能携帯電話２のマイクで集音し、同じ音声を高機能携帯電話２のスピーカから出力して、出力音声を認証してもよい。

・車両無線アンテナ５は、車載されているアンテナであれば、種々のアンテナが採用可能である。
・端末は、高機能携帯電話２に限らず、種々の機器が採用可能である。また、端末は、画面を有する電子キーでもよい。

・画像を表示する表示部は、タッチパネル９に限らず、例えば液晶画面等でもよい。
・車載機器は、エンジンに限定されず、例えばカーナビゲーションシステムなど、他の機器に変更可能である。

・端末認証システム３は、例えば車外における車両ドアの施解錠時の認証に適用してもよい。
・図５に示すように、高機能携帯電話２から車両１に画像データＤpcを送信して、例えば車両１のナビゲーションシステムのディスプレイ４１に送信画像を表示する。そして、この送信画像を高機能携帯電話２のカメラ４２で撮影して、画像の正当性を判定してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記端末認証システムにおいて、前記他方は、自身に登録されたＩＤコードを前記一方に無線送信し、当該一方は、前記ＩＤコードを受信すると、当該ＩＤコードの正当性を確認し、該ＩＤコードの認証が成立し、かつ前記応答の認証も成立すれば、前記通信マスタ及び前記端末の間の認証を成立として処理する。この構成によれば、単なるＩＤコードの認証のみならず、併せて応答の認証も実行するので、端末認証をセキュリティ性の高い認証とすることが可能となる。

１…車両、２…端末としての高機能携帯電話、３…端末認証システム、９…表示部としてのタッチパネル、１２，４２…カメラ、１３…通信マスタとしてのコントローラ、１５…情報送信部としての画像送信部、１７…応答動作実行部としての表示実行部、１６，１８…暗号鍵、１９…応答取得部としての画像取得部、２０…応答認証部としての画像判定部、２１…動作許可部、Ｄpc…作業情報としての画像データ。

Claims (5)

1. 車両に設置された通信マスタと、車両キーとして使用可能な端末とが無線通信可能であり、無線を通じて前記通信マスタ及び前記端末の間で当該端末の正当性を認証する端末認証システムにおいて、
   前記通信マスタ及び前記端末の一方から他方に、認証時にとるべき動作に関係する作業情報を無線送信する情報送信部と、
   前記他方において前記作業情報に基づく応答を実行させる応答動作実行部と、
   前記他方がとる前記応答を前記一方において限られた領域で監視し、この領域内でのみ前記応答を取得可能な応答取得部と、
   前記応答を認証する応答認証部と、
   前記応答が正当であるとき、車載機器の操作を許可する動作許可部と
   を備えたことを特徴とする端末認証システム。
2. 前記通信マスタ及び前記端末は、同じ暗号鍵を所有し、前記作業情報は、前記暗号鍵を使用した暗号通信によって無線通信される
   ことを特徴とする請求項１に記載の端末認証システム。
3. 前記情報送信部は、前記端末が車内に進入するか否かを監視し、当該端末が車内に進入したと判断したとき、前記作業情報を無線送信する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の端末認証システム。
4. 前記作業情報は、前記他方の表示部に表示させる画像データであり、前記応答取得部は、前記表示部に表示された画像をカメラによって撮影して画像データを取得し、前記応答認証部は、当該画像データの正当性を判定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の端末認証システム。
5. 前記通信マスタが前記端末に前記作業情報を無線送信して、当該端末に前記作業情報に基づく応答を実行させ、当該応答の正当性を前記通信マスタにおいて判定する
   ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の端末認証システム。