JP4521296B2

JP4521296B2 - 自動車制御装置

Info

Publication number: JP4521296B2
Application number: JP2005043327A
Authority: JP
Inventors: 隆史松村
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: JP2006224883A

Description

本発明は、生体特徴情報を利用して個人を識別可能な個人認証装置を利用した自動車の制御装置に関する。

例えば、自動車のドアロック解除やエンジンを始動させるため、従来から鍵が用いられている。この従来から用いられている鍵においては、鍵を盗難された場合や鍵穴のピッキング等により、自動車のオーナー以外の悪意を持った人物に運転されてしまう可能性がある。

そこで、セキュリティを高めるため、鍵の代わりに生体特徴情報である指紋などを個人認証の手段として利用して自動車のドアロック解除やエンジンを始動させることが知られている（例えば、特許文献１，２，３参照）。

しかしながら、指紋は偽造することが可能であるため、よりセキュリティを高める方法として、生体特徴情報として個人によって異なる指の血管パターンを含む画像を利用する個人認証の方法が提案されている（例えば、特許文献４，５参照）。

この方法は、指に近赤外光の成分を含む光源（本明細書及び請求の範囲において、赤外光源と定義する）から光を照射すると、指を透過して指から再放射される近赤外光の強度分布に指の血管パターン（主として静脈のパターン）の情報が含まれるので、これを撮像手段により検出し、検出した指血管パターンとあらかじめ登録した指血管パターンとの一致，不一致を判定することにより、指血管パターンを登録した個人を特定し認証するものである。

特開昭６１−５３９７２号公報特開平６−７２２９１号公報特開２００３−２１４２４１号公報特開２００１−１８４５０７号公報特開２００３−３０６３２号公報

ところで、特開昭６１−５３９７２号公報や特開平６−７２２９１号公報に示された方法では、個人認証装置に登録した許可者のみが自動車の使用が可能となる構成が示されている。しかしながら、例えば、車検，代行運転あるいはガソリンスタンドでの洗車などで非登録者が運転するような場合、利便性が損なわれる問題があった。この解決手段として、特開２００３−２１４２４１号公報に示された方法では、個人認証装置で認証後、所定期間認証結果が有効となり、鍵の操作でエンジンの始動が可能となる構成が示されている。
本発明では、個人認証装置を自動車に搭載した場合に生じる使い勝手の悪さ、すなわち個人認証装置に登録していない者が自動車を運転しようとする場合に運転できない制限を解決することを目的とする。この場合に、非登録者の運転条件を定め、車両の盗難防止も図ることを目的とする。

上記目的は、自動車に搭載された生体特徴情報を利用して個人を識別可能な個人認証装置と、カードリーダとを備え、前記個人認証装置に登録され、前記自動車の使用時に前記個人認証装置により認証されることで特定の登録者のみが前記自動車の使用を可能としている自動車制御装置において、前記個人認証装置により前記登録者が認証され、かつ、前記カードリーダにより所定のカードが検出された場合には、前記カードに前記自動車の一時使用許可と時刻とを書き込む手段と、前記一時使用許可と前記時刻とが書き込まれたカードが前記カードリーダで検出された場合に、前記時刻から所定時間の内であれば前記自動車の使用を許可する手段とを備えたことにより達成される。

本発明によれば、個人認証装置を自動車に搭載した場合に生じる使い勝手の悪さ、すなわち個人認証装置に登録していない者が自動車を運転しようとする場合に運転できない制限を解決できる。この場合に、非登録者の運転条件を定め、車両の盗難防止も図ることができる。

以下、図１から図５を用いて自動車制御装置の構成および動作について説明する。

図１は個人認証装置を含んだ自動車制御装置の構成の一例である。

この自動車制御装置の構成では、個人認証装置１が通信路２８を介して、ローカルエリアネットワークＬＡＮに接続されている。ローカルエリアネットワークＬＡＮには車両解施錠制御ユニット５，エンジン制御ユニット６，情報端末装置７などが接続され、各装置間で情報をやり取りできるようになっている。なお、車両解施錠制御ユニット５は自動車のドアやステアリングのロックの解施錠を制御する装置，エンジン制御ユニット６は自動車のエンジンを制御する装置，情報端末装置７はカーナビゲーションシステムなどに代表されるさまざまな情報を表示する装置である。これらの装置は個人認証装置１による本人確認情報を利用して、ドアロック解除，エンジン始動の制御や情報コンテンツなどへのアクセスにおける課金の制御などを行うことが可能である。また、個人認証装置１は、指などの生体を置く認証スペース１１，認証開始スイッチ１２がある。なお、個人認証に必要な生体特徴情報としては、指紋，静脈パターン，顔，音声，虹彩、などの既知の生体認証技術を利用できる。生体認証技術として、ここでは、指の静脈パターンを利用した個人認証装置１を仮定する。また、個別にＩＤナンバーが与えられたカード４０が個人認証装置１に挿入されている。このカード４０は、例えば、マイクロコンピュータやメモリなどから構成されるＩＣチップが内蔵されており、データの読み書きが可能となっている。

図２は指の静脈パターンを利用した個人認証装置１の指Ｆの軸に垂直な面における断面図である。個人認証装置１は、マイクロコンピュータ２０と、駆動回路２２と、不揮発性メモリ２４と、電源回路２６と、赤外光源３４，３５と、イメージセンサ３０と、レンズ３１と、窓３２とを備えている。また、カード４０のデータを読み取るカードリーダ部
４５を備えている。

マイクロコンピュータ２０は駆動回路２２を介して赤外光源３４，３５に通電して、赤外光を指Ｆに向かって照射する。赤外光源３４，３５としては、発光ダイオードなどを用いることができる。照射された赤外光は、指Ｆ内部で散乱し、また血管内の血液のヘモグロビンで吸収される。散乱，吸収された赤外光は、指Ｆの掌面（屈側面）から再び放射する。血管パターンを含む再放射した光はレンズ３１を通過してイメージセンサ３０に入射する。イメージセンサ３０として、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどを用いる。なお、窓３２は個人認証装置１の内部を保護するためのものであるが、さらに、赤外光源３４，３５の波長帯付近の光のみを透過する特性をもたせ、かつ外側から内部が見えないような機能を持たせてもよい。イメージセンサ３０により撮像した血管パターンを含む画像は光電変換されて電気信号となり、マイクロコンピュータ２０に取り込む。

ここで、図３を用いて、撮像される血管パターンの一例について説明する。

例えば、指Ｆを撮像部の撮像範囲ＩＡの中心に置いた場合、図３に示すように、イメージセンサ３０で撮像される像として、指Ｆの輪郭ＣＦと、血管パターンＢＶが得られる。この血管パターンＢＶは個人により異なっている。この血管パターンＢＶ、または画像処理して特徴抽出処理したパターンはあらかじめ不揮発性メモリ２４に登録しておき、照合時の登録パターンとして用いる。

図２に戻って、マイクロコンピュータ２０は、照合時における識別パターンと登録パターンの一致，不一致の判定、および、個人認証装置１全体の制御なども行う。

個人認証装置１による個人識別の動作は、図２に示したマイクロコンピュータ２０に記憶されたプログラムにより制御される。マイクロコンピュータ２０の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。

プログラムが開始されると、まず、ステップＳ１０に移行し、マイクロコンピュータ
２０は個人認証装置１の初期化処理を行う。

次に、ステップＳ２０へ移行する。ステップＳ２２において、マイクロコンピュータ
２０は所定の範囲内に指Ｆが置かれているか検出する。指Ｆが置かれていれば、さらにステップＳ２４に移行して、適切な画像を取得できるように赤外光源３４，３５の光量制御を行う。

照合作業はステップＳ３０からステップＳ５０で行われる。

ステップＳ３０において、マイクロコンピュータ２０は、照合開始かどうか判定する。この判定は、例えば認証開始スイッチ１２の操作により行われる。または、ステップＳ24にて適切に光量制御されたら自動的に認証開始としてもよい。もし、認証開始でなければ、ステップＳ２０に戻り、指Ｆが置かれた場合には、ステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０では、取り込んだ画像を用いて認証処理を行う。

まず、ステップＳ４１において、指Ｆから放射される光の強度分布画像をイメージセンサ３０からマイクロコンピュータ２０に取り込む。

次に、ステップＳ４２において、赤外光源３４，３５を消灯する。

次に、ステップＳ４３において、取得された強度分布に対して、演算処理を行い、血管パターンＢＶの特徴パターンを算出する。この特徴パターンを照合パターンとする。なお、本ステップにおける処理の方法については、特開２００１−１８４５０７号公報に開示されているように、積分処理，微分処理を組み合わせたフィルタ処理を行うことにより実現可能である。

次に、ステップＳ４４において、抽出した照合パターンと、あらかじめ不揮発性メモリ２４に記憶された単数、もしくは複数の登録パターンとの照合を行う。ここでは、ステップＳ４３で抽出した照合パターンと、不揮発性メモリ２４から呼び出した登録パターンを比較して、両者の相違の程度を算出する。

次に、ステップＳ４５において、ステップＳ４４で算出された相違の程度から、照合結果の判定を行う。もし、相違の程度が小さい結果があれば、登録されている本人であると判断し、ステップＳ５０へ移行する。また、相違が大きければ、未登録者、または照合失敗として、ステップＳ４６へ移行する。

ステップＳ４６では、全登録パターンを照合したか判断し、全パターンが照合されていなければ、該当登録パターン無しと判断してステップＳ２０へ戻る。照合していない登録パターンがあれば、ステップＳ４４へ戻り、照合を繰り返す。

そして、ステップＳ５０において、使用許可通知を発行する。これにより、エンジン始動，ドアロック解除，情報コンテンツなどへのアクセスにおける課金の制御などを行うことができる。さらに、ステップＳ５１にて、カードリーダ部４５にカード４０が挿入されているか確認を行い、挿入されていればステップＳ５２にて、非登録者一時使用許可をカード４０に書き込む。この際、その時刻もカード４０に書き込む。また、カード４０の識別ＩＤと一時使用許可された時刻を不揮発性メモリ２４に記憶させておいても良い。

個人認証装置１への非登録者が一時的に自動車の使用許可を得るには、図５のフローチャートによるものとする。まず、ステップＳ６１において、カード４０の挿入の確認を行う。カード４０の挿入の確認ができたら、ステップＳ６２に移行し、カード４０のＩＤの確認や、一時使用の許可があるか、一時使用の許可が出てから所定の時間内か、などを確認する。一時使用が不許可と判断された場合はステップＳ６６に移行して使用不許可通知を発行して終了する。一方、許可状態であると判断された場合はステップＳ６３に移行して使用許可通知を発行する。これにより、非登録者はエンジン始動，ドアロック解除，情報コンテンツなどへのアクセスにおける課金の制御などを行うことができる。次にステップＳ６５において、カード４０が継続的に挿入されているか確認を行う。挿入されていない場合にはステップＳ６６に移行して使用不許可通知を発行し終了する。次に、ステップＳ６５に移行して、一時使用許可が所定の時間内で許可されているか判断し、所定時間を過ぎた場合、ステップＳ６６において使用不許可通知を発行し、終了する。所定時間の範囲内であれば再度ステップＳ６５に戻る。

また、別の実施例として、図４のフローチャートに変えて、図６のフローチャートとしても良い。なお、実施例１と同一の部分は省略してある。

ステップＳ４５において、照合結果の判定を行い、登録されている本人であると判断されれば、ステップＳ５０へ移行する。ステップＳ５０において、使用許可通知を発行する。これにより、エンジン始動，ドアロック解除，情報コンテンツなどへのアクセスにおける課金の制御などを行うことができる。次に、ステップＳ５２ａで、非登録者への一時使用許可を不揮発性メモリ２４に記憶させる。この際、その時刻も不揮発性メモリ２４に書き込む。

個人認証装置１への非登録者が一時的に自動車の使用許可を得るには、図５のフローチャートと同様にする。

さらに好ましい実施例として、非登録者に対して自動車の使用を一時的に許可したあとにカード４０を挿入しても使用不可とすることが可能となる構成とした。

使用不可とするためには、例えば、一時使用が許可されている状態で、登録者本人が再度、個人認証装置１にて認証されれば、カード４０が挿入されていても、されていなくてもカード４０による一時使用を不可とする。あるいは、図７のように一時使用許可／不可のスイッチ１３を設けて、不可の状態ではカード４０の使用を不可とする。なお、この場合はスイッチ１３が再度一時使用許可状態となっても、登録者本人が認証されない限り非登録者に対して使用許可とならない。

さらに好ましい実施例として、図１に変えて図８に示すように、情報端末装置７内に時計７１を配置して、グローバルポジショニングシステムの衛星から発信される時刻データを受信アンテナ７２で受信して、この時刻データで時計７１の時刻を修正するように構成した。これにより、外部から不正に時計７１の時刻を変更しても、つねに正確な時刻を得ることが可能となる。

さらに好ましい実施例として、図８に変えて図９に示すように、標準時刻の標準電波情報を受信アンテナ７３で受信して、この時刻データで時計７１の時刻を修正するように構成した。これにより、外部から不正に時計７１の時刻を変更しても、つねに正確な時刻を得ることが可能となる。

さらに好ましい実施例として、実施例１や実施例２において所定の時間は個人認証装置１への登録者が設定できる手段を有するように構成した。設定できる手段として、例えば図１０に示すようにカーナビゲーションシステムに表示される画面７５をユーザインタフェイスとして利用し、設定値を入力する。設定においては、よく使われる設定値をプリセット値７６として簡単に選択できるようにするとともに、アップダウンボタン７７で任意の設定値に設定できるようにすると良い。また、設定値は有限の値のほかに無限大、つまり所定のカード４０がカードリーダ部４５に挿入されるという条件で無制限に使用できるようにしても良い。

さらに好ましい実施例として、図５のフローチャートに変えて、図１１のフローチャートとし、所定時間内であれば、ステップＳ６７で残り時間を通知するようにしても良い。これは、例えば、図１２に示すように、前記終了時間を通知する手段はカーナビゲーションシステムの表示画面７５ａを利用しても良い。

また、別の実施例として、実施例１において、図５のフローチャートに変えて、図１３のフローチャートとしても良い。

実施例１と異なる点は、一時使用許可の効力を失う条件として、時間に変えてステップＳ６５ａにおいて自動車の移動距離を制限したことである。

また、別の実施例として、実施例２において、図５のフローチャートに変えて、図１３のフローチャートとしても良い。

実施例２と異なる点は、一時使用許可の効力を失う条件として、時間に変えてステップＳ６５ａにおいて自動車の移動距離を制限したことである。

また、さらに好ましい実施例として、実施例８，９において、実施例３と同様に非登録者に対して一時的に自動車の使用を許可したあとに、カード４０を挿入しても使用不可とすることが可能となる構成とした。

また、さらに好ましい実施例として、図８の構成とし、グローバルポジショニングシステムから受信した位置データから移動距離を計算して求める手段を有するようにしても良い。

また、さらに好ましい実施例として、図１の変わりに図１４のように、エンジン制御ユニット６に自動車の速度を検出する速度センサ６１を接続する構成とした。この速度センサ６１から得られる速度の時間積分値から移動距離を求める手段を有するようにしても良い。

また、さらに好ましい実施例として、実施例６と同様に所定の距離は前記登録者が設定できる手段を有するように構成した。設定できる手段として、例えば図１５に示すようにカーナビゲーションシステムに表示される画面７５ｂをユーザインタフェイスとして利用し、設定値を入力する。なお、この場合も所定の距離は無制限に設定できるようにしても良い。

さらに好ましい実施例として、実施例７と同様に、図１３のフローチャートに変えて、図１６のフローチャートとし、所定距離範囲内であれば、ステップＳ６７ａにおいて残り移動距離を通知するようにしても良い。これは、例えば、図１７に示すように、前記残り移動距離を通知する手段はカーナビゲーションシステムの表示画面７５ｃを利用しても良い。

また、別の実施例として、実施例１において、図１の構成に変えて、例えば、図１４の構成とし、一時使用許可範囲の条件として、実施例１の時間に変えて自動車の移動速度を制限するようにした。すなわち、速度センサ６１から得られる自動車の移動速度が設定した制限速度を超えた場合に、エンジン制御ユニット６でエンジンの出力を低下させるように制御信号を出すようにする。

また、別の実施例として、実施例２において、図１の構成に変えて、例えば、図１４の構成とし、一時使用許可範囲の条件として、実施例２の時間に変えて自動車の移動速度を制限するようにした。すなわち、速度センサ６１から得られる自動車の移動速度が設定した制限速度を超えた場合に、エンジン制御ユニット６でエンジンの出力を低下させるように制御信号を出すようにする。

また、さらに好ましい実施例として、実施例１５，１６において、実施例３と同様に非登録者に対して一時的に自動車の使用が許可したあとに、カード４０を挿入しても使用不可とすることが可能となる構成とした。

また、さらに好ましい実施例として、図８の構成とし、グローバルポジショニングシステムの位置データから速度を計算して求める手段を有するようにしても良い。

また、さらに好ましい実施例として、実施例６と同様に所定の速度は前記登録者が設定できる手段を有するように構成した。設定できる手段として、例えば図１８に示すようにカーナビゲーションシステムに表示される画面７５ｄをユーザインタフェイスとして利用し、設定値を入力する。なお、この場合も所定の速度は無制限に設定できるようにしても良い。

なお、これらの実施例は単独で使われるだけでなく、組み合わせて利用しても良い。例えば、実施例１や２の時間と実施例８や９の距離を組み合わせても良いし、実施例１５や１６の移動速度を組み合わせても良い。

また、カードを利用する構成を示したが、カードの代替として鍵や無線ＩＣタグなどの代替手段を利用しても良い。

本発明の実施例１における自動車制御装置の一例を示す図。本発明の実施例１における個人認証装置の一例を示す図。指と血管パターンの撮像例を示す図。本発明の実施例１におけるマイクロコンピュータのプログラム動作フローチャートの一例を示す図。本発明の実施例１におけるマイクロコンピュータのプログラム動作フローチャートの一例を示す図。本発明の実施例２におけるマイクロコンピュータのプログラム動作フローチャートの一例を示す図。本発明の実施例３，１０，１７における自動車制御装置の一例を示す図。本発明の実施例４，１１，１８における自動車制御装置の一例を示す図。本発明の実施例５における自動車制御装置の一例を示す図。本発明の実施例６における表示画面の一例を示す図。本発明の実施例７におけるマイクロコンピュータのプログラム動作フローチャートの一例を示す図。表示画面の一例を示す図。本発明の実施例８，９におけるマイクロコンピュータのプログラム動作フローチャートの一例を示す図。本発明の実施例１２，１５，１６における自動車制御装置の一例を示す図。本発明の実施例１３における表示画面の一例を示す図。本発明の実施例１４におけるマイクロコンピュータのプログラム動作フローチャートの一例を示す図。表示画面の一例を示す図。本発明の実施例１９における表示画面の一例を示す図。

符号の説明

１…個人認証装置、６…エンジン制御ユニット、７…情報端末装置、２０…マイクロコンピュータ、２４…不揮発性メモリ、４０…カード、７１…時計。

Claims

自動車に搭載された生体特徴情報を利用して個人を識別可能な個人認証装置と、
カードリーダとを備え、
前記個人認証装置に登録され、前記自動車の使用時に前記個人認証装置により認証されることで登録者のみが前記自動車の使用を可能としている自動車制御装置において、
前記個人認証装置により前記登録者が認証され、かつ、前記カードリーダにより所定のカードが検出された場合には、前記カードに前記自動車の一時使用許可と時刻とを書き込む手段と、
前記一時使用許可と前記時刻とが書き込まれたカードが前記カードリーダで検出された場合に、前記時刻から所定時間の内であれば前記自動車の使用を許可する手段とを備えたことを特徴とする自動車制御装置。
請求項１において
前記許可する手段は、前記時刻から前記所定時間の経過後であれば前記自動車の使用を不許可とすることを特徴とする自動車制御装置。
請求項１において、
再度、前記個人認証装置により前記登録者が認証された場合には、前記自動車の使用を不許可とすることを特徴とする自動車制御装置。