KR20230018860A - 신체비율을 이용하여 운전자 인증을 수행하는 장치 - Google Patents

신체비율을 이용하여 운전자 인증을 수행하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라에 의해 촬영된 사용자의 신체비율과 사용자 고유의 생체신호를 각각 이용하여 차량의 운전자 인증을 수행하는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치는 차량의 운전자를 인증하기 위한 장치에 있어서, 상기 차량 주변 사용자의 신체를 촬영하는 카메라, 상기 사용자의 신체비율에 기초하여 운전자 인증을 일차적으로 수행하는 제1 운전자 인증부 및 상기 사용자의 생체신호에 기초하여 운전자 인증을 이차적으로 수행하는 제2 운전자 인증부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

신체비율을 이용하여 운전자 인증을 수행하는 장치{DEVICE PERFORMING DRIVER AUTHENTICATION USING BODY PROPORTION}
본 발명은 카메라에 의해 촬영된 사용자의 신체비율과 사용자 고유의 생체신호를 각각 이용하여 차량의 운전자 인증을 수행하는 장치에 관한 것이다.
차량의 운전자를 인증하는 기술이 나날이 발전함에 따라 최근 키리스 엔트리(keyless entry) 기능이 탑재된 차량이 출시되고 있다. 이 기술에 의하면 운전자는 차량의 키를 소지하지 않더라도 차량에 승차하여 차량을 운전할 수 있다.
이러한 키리스 엔트리 기능을 안전하게 구현하기 위해서는 차량 제어를 시도하는 사용자가 차량의 운전 권한을 가진 운전자인지 여부를 정확하게 판단할 필요가 있다.
기존의 운전자 인증에는 사용자의 지문인식, 홍채인식, 얼굴인식 등의 사용자의 생체신호를 이용한 방식만이 이용되고 있다. 그러나, 지문인식 방식에는 지문의 선명도, 손가락에 땀이 발생하였는지 여부 등에 따라 인식률이 저하되는 문제가 있고, 홍채인식 방식에는 주변의 조도, 안경이나 렌즈 착용 여부에 따라 인식률이 저하되는 문제가 있으며, 얼굴인식 방식에는 주변의 조도, 마스크나 선글라스 착용 여부에 따라 인식률이 저하되는 문제가 있다.
이에 따라, 앞서 언급한 사용자의 생체신호를 이용한 인증을 보조적으로 수행하되, 외부 환경이나 사용자의 인상착의 등에 관계 없이 운전자 인증을 수행할 수 있는 추가적인 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 카메라에 의해 촬영된 사용자의 신체비율을 이용하여 일차적으로 운전자 인증을 수행하고, 사용자 고유의 생체신호를 이용하여 이차적으로 운전자 인증을 수행하는 운전자 인증 수행 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치는 차량의 운전자를 인증하기 위한 장치에 있어서, 상기 차량 주변 사용자의 신체를 촬영하는 카메라, 상기 사용자의 신체비율에 기초하여 운전자 인증을 일차적으로 수행하는 제1 운전자 인증부 및 상기 사용자의 생체신호에 기초하여 운전자 인증을 이차적으로 수행하는 제2 운전자 인증부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제2 운전자 인증부는 상기 제1 운전자 인증부의 인증 동작이 성공하면 상기 생체신호에 기초한 인증 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 운전자 인증부의 인증 동작이 성공하면 상기 차량의 제어를 허용하는 차량 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 카메라는 상기 차량의 외부를 촬영하도록 상기 차량에 설치되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 카메라는 상기 차량을 바라보는 사용자의 신체를 촬영하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 카메라는 상기 차량으로 다가오는 사용자의 신체를 촬영하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 각 신체부위의 길이를 추정하고, 상기 추정된 길이에 기초하여 신체비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트를 검출하고 상기 관절 포인트에 기초하여 상기 신체비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트를 좌표화(coordinate)하고 상기 좌표화된 각 관절 포인트 간의 거리에 기초하여 상기 신체비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트를 검출하고, 여러 신체부위를 지나도록 이어지는 복수의 관절 포인트 간의 거리를 결정하고, 상기 결정된 거리의 비율에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 운전자 인증부는 미리 설정된 운전자 신체비율과 상기 사용자의 신체비율의 유사도에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제2 운전자 인증부는 지문, 홍채, 얼굴, 음성 중 적어도 하나에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제2 운전자 인증부는 미리 설정된 운전자 생체신호와 상기 사용자의 생체신호의 유사도에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 운전자 인증부에서 결정된 유사도에 비례하는 보정치를 결정하고, 상기 제2 운전자 인증부에서 결정된 유사도에 상기 보정치를 적용하는 인증 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 본 발명에 의하면, 사용자의 신체비율과 사용자 고유의 생체신호를 각각 이용하여 운전자 인증을 이중으로 수행함으로써, 부정 사용자의 차량 제어를 원천적으로 차단하여 차량 보안 시스템의 성능을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 운전자와 신체비율이 매우 유사한 사용자에게는 생체신호를 통한 인증 동작을 수월하게 함으로써, 외부요인으로 인해 인식률이 저하되어 사용자에게 불편을 주던 생체신호 인증 동작에 편의성을 제공할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치를 도시한 도면.
도 2는 카메라가 차량을 바라보는 사용자를 촬영하는 모습을 도시한 도면.
도 3은 카메라가 차량에 다가오는 사용자를 촬영하는 모습을 도시한 도면.
도 4는 촬영된 사용자의 신체부위의 길이를 추정하여 신체비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 촬영된 사용자 신체의 관절 포인트를 식별하고, 관절 포인트에 기초하여 신체비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 명세서에서 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
본 발명은 차량의 운전자를 인증하기 위한 장치로서, 카메라에 의해 촬영된 사용자의 신체비율과 사용자 고유의 생체신호를 각각 이용하여 차량의 운전자 인증을 수행하는 장치에 관한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 카메라가 차량을 바라보는 사용자를 촬영하는 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 카메라가 차량에 다가오는 사용자를 촬영하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 촬영된 사용자의 신체부위의 길이를 추정하여 신체비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 촬영된 사용자 신체의 관절 포인트를 식별하고, 관절 포인트에 기초하여 신체비율을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치(이하, 운전자 인증 수행 장치, 100)는 카메라(110), 제1 운전자 인증부(120), 제2 운전자 인증부(130), 인증 보정부(140), 차량 제어부(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 운전자 인증 수행 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
카메라(110)는 차량(1) 주변 사용자의 신체를 촬영할 수 있다.
카메라(110)는 차량(1)의 외부를 촬영하도록 차량(1)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 카메라(110)는 차량(1) 외부에 위치한 사용자의 신체를 촬영하기 위하여 차량(1)에 별도 설치될 수도 있고, 차량(1)의 전방, 측방 및/또는 후방 영상을 촬영하기 위하여 차량(1)에 기 설치된 카메라(110)일 수도 있다.
한편, 본 발명에서 카메라(110)는 가시광 카메라, IR(infrared ray) 카메라, UV(ultraviolet rays) 카메라, 3D 뎁스(depth) 카메라, 다초점 카메라, 듀얼/트리플/쿼드러플/팬타(dual/triple/quadruple/penta) 카메라 등으로 구현될 수 있다.
카메라(110)는 화각 내에 위치한 임의의 사람을 촬영할 수 있다. 다시 말해, 카메라(110)는 화각 내에서 차량(1) 주변에 위치한 모든 사람을 촬영할 수 있다. 다만 이 경우, 카메라(110)는 차량(1) 제어의 목적이 없는 보행자나, 행인 등 모두에 대해 이미지를 생성하게 되어 불필요한 전력을 소모할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 본 발명의 카메라(110)는 차량(1) 제어의 목적이 있다고 합리적으로 추정되는 사용자의 신체만을 촬영할 수 있다.
일 실시예에서, 카메라(110)는 차량(1)을 바라보는 사용자의 신체를 촬영할 수 있다.
도 2를 참조하면, 차량(1) 주변에는 두 명의 사용자가 위치할 수 있다. 이 때, 사용자 A는 차량(1)을 바라보는 자세로 서있을 수 있고, 사용자 B는 차량(1)을 바라보지 않는 자세로 서있을 수 있다. 이 때, 카메라(110)는 사용자의 자세를 감지하여 차량(1)을 바라보는 사용자 A를 식별하고, 사용자 A의 신체만을 촬영할 수 있다.
이를 위해, 카메라(110)는 자세 추정(pose estimation)이 가능한 프로세서를 탑재할 수 있고, 프로세서는 TOF(Time of Flight), 스테레오스코프 비전(stereoscopic vision), 구조화 광 패턴(structured light pattern) 등의 방식을 접목한 이미지 프로세싱(image processing)을 통해 사용자의 자세을 감지할 수 있다. 뿐만 아니라, 프로세서는 딥러닝 신경망(neural network)을 학습시켜 사용자의 자세가 차량(1)을 향해 있는지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 카메라(110)는 차량(1)으로 다가오는 사용자의 신체를 촬영할 수 있다.
도 3을 참조하면, 차량(1) 주변에는 두 명의 사용자가 위치할 수 있다. 이 때, 사용자 A는 차량(1)에 다가올 수 있고, 사용자 B는 차량(1)을 바라보는 자세로 서있을 수 있다. 이 때, 카메라(110)는 사용자의 동작을 감지하여 차량(1)에 다가오는 사용자 A를 식별하고, 사용자 A의 신체만을 촬영할 수 있다. 사용자의 동작을 감지하기 위하여 카메라(110)는 전술한 이미지 프로세싱 및/또는 딥러닝 신경망을 이용할 수 있다.
이상에서는 카메라(110)의 이미지 프로세싱 방식을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 이 외에도 카메라(110)는 사용자의 자세 및/또는 동작을 감지하기 위해 당해 기술분야에서 이용되는 다양한 방식의 이미지 프로세싱을 이용할 수 있으며, 이를 위해 부가적인 구성요소를 더 포함할 수 있고, 소프트웨어를 더 탑재할 수도 있다.
제1 운전자 인증부(120)는 카메라(110)에 의해 촬영된 사용자의 신체비율에 기초하여 운전자 인증을 일차적으로 수행할 수 있다. 여기서 신체비율은 사용자의 어느 한 신체부위와 다른 신체부위의 길이 비를 의미할 수 있다.
이하에서는, 제1 운전자 인증부(120)가 사용자의 신체비율을 결정하는 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
일 실시예에서, 제1 운전자 인증부(120)는 운전자 인증을 위한 신체비율을 결정함에 있어서, 사용자 신체의 실제 길이를 추정 및 이용할 수 있다. 구체적으로, 제1 운전자 인증부(120)는 카메라(110)에서 촬영된 신체 이미지 상의 각 신체부위의 실제 길이를 추정하고, 추정된 길이에 기초하여 신체비율을 결정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 카메라(110)는 차량(1)으로 다가오는 사용자의 신체를 촬영할 수 있다. 제1 운전자 인증부(120)는 촬영된 신체 이미지 상의 각 신체 부위의 길이를 추정할 수 있다. 이를 위해, 제1 운전자 인증부(120)는 객체 추출(object extraction) 알고리즘을 이용하여 사용자 신체의 각 신체부위를 특정할 수 있고, 다양한 컴퓨터 비전(computer vision) 기법, 딥러닝 신경망(neural network) 등을 이용하여 각 신체부위의 길이를 추정할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제1 운전자 인증부(120)는 사용자의 얼굴을 특정하고 얼굴 길이(d1)를 추정할 수 있다. 또한, 제1 운전자 인증부(120)는 사용자의 팔과 다리를 각각 특정하고 팔 길이(d2) 및 다리 길이(d3)를 추정할 수 있다. 또한, 제1 운전자 인증부(120)는 사용자의 발끝과 머리끝을 각각 특정하여 사용자의 신장(d4)을 추정할 수 있다.
이어서, 제1 운전자 인증부(120)는 사용자의 신체비율을 결정할 수 있다. 일 예에서, 신체비율은 '얼굴 길이 : 팔 길이 : 다리 길이'로 미리 설정될 수 있다. 앞서 추정한 얼굴 길이가 25ccm, 팔 길이가 70cm, 다리 길이가 100cm인 경우, 제1 운전자 인증부(120)는 사용자의 신체비율을 5:14:20로 결정할 수 있다. 다른 예에서, 신체비율은 '팔 길이 : 신장'으로 미리 설정될 수 있다. 앞서 추정한 신장이 180cm인 경우, 제1 운전자 인증부(120)는 사용자의 신체비율을 7:18로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 운전자 인증부(120)는 운전자 인증을 위한 신체비율을 결정함에 있어서, 사용자 신체부위의 실제 길이가 아닌 각 신체 부위의 상대적 길이를 이용할 수 있다. 구체적으로, 제1 운전자 인증부(120)는 카메라(110)에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트(joint point)를 검출하고, 관절 포인트에 기초하여 신체비율을 결정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 카메라(110)는 차량(1)으로 다가오는 사용자의 신체를 촬영할 수 있다. 제1 운전자 인증부(120)는 촬영된 신체 이미지 상에서 관절 포인트를 검출할 수 있다. 이를 위해, 제1 운전자 인증부(120)는 특징점 추출(feature extraction) 알고리즘, 골격 검출(skeleton detection) 알고리즘을 이용할 수 있다. 이 외에도, 제1 운전자 인증부(120)는 당해 기술분야에서 이용되는 다양한 방식을 통해 사용자의 관절을 나타내는 포인트를 검출할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 제1 운전자 인증부(120)는 검출된 각 관절 포인트의 위치를 통해 각 신체부위의 길이 비를 산출하여 신체비율을 결정할 수 있다. 일 예에서, 신체비율은 '얼굴 길이 : 오른팔 길이 : 오른다리 길이'로 미리 설정될 수 있다. 이 때, 제1 운전자 인증부(120)는 'J1-J2 거리 : J3-J5-J7 거리 : J10-J12-J14'를 사용자의 신체비율로 결정할 수 있다.
이 때, 제1 운전자 인증부(120)는 각 관절 포인트 간 거리의 상대적인 비를 통해 신체비율을 결정하므로, 사용자 신체부위의 실제 길이를 추정할 필요가 없다. 이에 대해서는 아래 좌표화(coordination)를 통해 구체적으로 설명하도록 한다.
제1 운전자 인증부(120)는 카메라(110)에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트를 좌표화하고, 좌표화된 각 관절 포인트 간의 거리에 기초하여 신체비율을 결정할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 제1 운전자 인증부(120)는 J1 내지 J15의 관절 포인트 각각을 좌표화할 수 있다. 예를 들어, 제1 운전자 인증부(120)는 카메라(110)에 의해 촬영된 이미지 사이즈에 기초하여 J1 내지 J15 관절 포인트의 이차원 좌표를 특정하거나 삼차원 좌표를 특정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 운전자 인증부(120)는 J1 내지 J15의 x, y축 좌표를 특정할 수 있고, 카메라(110)에 의해 뎁스 이미지가 얻어진 경우, 제1 운전자 인증부(120)는 J1 내지 J15의 z축 좌표를 추가적으로 더 특정할 수 있다.
이어서, 제1 운전자 인증부(120)는 각 신체부위를 나타내는 관절 포인트 간 거리의 상대적인 비를 이용하여 신체비율을 결정할 수 있고, 이를 통해 사용자 신체부위의 실제 길이를 추정하지 않고도 신체비율을 결정할 수 있다.
다시 말해, 신체비율이 '왼팔 길이 : 얼굴 길이'으로 미리 설정된 경우, 제1 운전자 인증부(120)는 J4, J6의 좌표 간 거리와 J6, J8의 좌표 간 거리를 합산하여 왼팔 길이를 특정하고, J1, J2의 좌표 간 거리를 얼굴 길이로 특정할 수 있다. 이어서, 제1 운전자 인증부(120)는 좌표 간의 거리로 특정된 'J4-J6-J8 거리 : J1-J2 거리'를 신체비율로 결정할 수 있다.
한편, 제1 운전자 인증부(120)는 여러 신체부위를 지나도록 이어지는 복수의 관절 포인트 간의 거리를 결정하고, 결정된 거리의 비율에 기초하여 운전자 인증을 수행할 수 있다.
도 5를 예로 들어 설명하면, 제1 운전자 인증부(120)는 머리 끝부터 오른 다리 끝까지 이어지는 J1-J2-J3-J10-J12-J14 거리, 오른팔 끝부터 왼팔 끝까지 이어지는 J7-J5-J3-J2-J4-J6-J8 거리, 머리 끝부터 몸통 중앙까지 이어지는 J1-J2-J9 거리 간의 비율을 신체비율로 결정할 수 있다. 즉, 제1 운전자 인증부(120)는 'J1-J2-J3-J10-J12-J14 거리 : J7-J5-J3-J2-J4-J6-J8 거리 : J1-J2-J9 거리'를 신체비율로 결정할 수 있다.
전술한 방법에 따라 신체비율이 결정되면, 제1 운전자 인증부(120)는 사용자의 신체비율과 메모리(160)에 미리 설정 및 저장된 운전자 신체비율을 비교하여 유사도를 결정하고, 결정된 유사도에 기초하여 운전자 인증을 수행할 수 있다.
메모리(160)에는 운전자의 각 신체부위의 실제 길이 및 각 신체부위들 간 상대적 길이의 비가 미리 저장될 수 있다. 도 4를 예로 들어 설명하면, 메모리(160)에는 운전자의 얼굴 길이, 왼팔/오른팔 길이, 왼다리/오른다리 길이, 어깨넓이 등의 실측값이 미리 저장될 수 있다. 이와 달리, 도 5를 예로 들어 설명하면, 메모리(160)에는 운전자의 각 관절 포인트의 좌표가 미리 저장될 수 있다.
제1 운전자 인증부(120)는, 촬영된 신체비율과 메모리(160)에 저장된 신체비율을 비교함에 있어서, 미리 설정된 신체부위에 대해 비교 동작을 수행할 수도 있고, 랜덤하게(randomly) 신체부위를 설정하고, 이에 대해 비교 동작을 수행할 수도 있다.
일 예에서, 비교 대상 신체부위는 '왼팔 길이 : 얼굴 길이'로 미리 설정될 수 있다. 이 때, 제1 운전자 인증부(120)는 앞서 설명한 방법에 따라 결정된 사용자 신체비율과, 메모리(160)에 미리 저장된 운전자의 각 신체부위의 길이 또는 각 관절 포인트의 좌표에 의해 결정된 운전자 신체비율을 비교할 수 있다.
다른 예에서, 비교 대상 신체부위는 랜덤하게 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 운전자 인증부(120)는 임의로 세 신체부위(왼다리, 얼굴, 오른팔)를 설정할 수 있고, 각 신체부위의 길이 비('왼다리 길이 : 얼굴 길이 : 오른팔 길이')를 신체비율로 설정할 수 있다. 이 때, 제1 운전자 인증부(120)는 앞서 설명한 방법에 따라 결정된 사용자 신체비율과, 메모리(160)에 저장된 운전자의 각 신체부위의 길이 또는 각 관절 포인트의 좌표에 의해 결정된 운전자 신체비율을 비교할 수 있다.
제1 운전자 인증부(120)는 사용자 신체비율과 운전자 신체비율 간의 유사도를 결정할 수 있다. 유사도는 당해 기술분야에서 이용되는 유클리디언 거리(Euclidean distance), 마할라노비스 거리(Mahalanobis distance), 민코스키 거리(Minkowski distance), 코사인 유사도(cosine similarity) 등을 이용한 다양한 유사도 측정(similarity measure) 방식에 따라 결정될 수 있다.
제1 운전자 인증부(120)는 사용자 신체비율과 운전자 신체비율 간의 유사도가 기준값 이상인 경우 운전자 인증을 성공할 수 있다. 제2 운전자 인증부(130)는 전술한 제1 운전자 인증부(120)의 인증 동작이 성공한 경우에 한해 인증 동작을 수행하는데, 이하 제2 운전자 인증부(130)의 인증 동작에 대해 설명하도록 한다.
제2 운전자 인증부(130)는 사용자의 생체신호에 기초하여 운전자 인증을 이차적으로 수행할 수 있다.
사용자의 생체신호는 사용자만이 갖는 고유의 생체신호로서, 지문, 홍채, 얼굴, 음성 등을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제2 운전자 인증부(130)는 지문, 홍채, 얼굴, 음성 중 적어도 하나에 기초하여 운전자 인증을 수행할 수 있다.
메모리(160)에는 운전자의 생체신호가 미리 설정 및 저장될 수 있다. 구체적으로, 운전자는 차량(1)에 자신의 생체신호를 미리 등록할 수 있다. 차량(1)은 운전자의 생체신호를 수집하기 위한 다양한 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)은 운전자의 지문 정보를 수집하기 위하여 광학식 지문인식 센서, 정전용량식 지문인식 센서, 초음파 지문인식 센서 등을 포함할 수 있고, 운전자의 홍채 정보를 수집하기 위하여 근적외선 카메라를 포함할 수 있으며, 운전자의 음성 정보를 수집하기 위하여 임의의 음성인식 센서를 포함할 수 있다.
또한, 차량(1)은 운전자의 얼굴 정보를 수집하기 위하여 얼굴인식 카메라를 더 포함할 수 있고, 해당 카메라는 TOF, 스테레오스코프 비전, 구조화 광 패턴 등의 방식을 통해 운전자의 얼굴 정보를 수집할 수 있다. 한편, 얼굴인식을 위한 별도의 카메라 구비 없이, 전술한 본 발명의 카메라(110)를 통해 운전자의 얼굴 정보를 수집할 수 있음은 당연하다.
제2 운전자 인증부(130)는 미리 설정된 운전자 생체신호와 사용자의 생체신호의 유사도에 기초하여 운전자 인증을 수행할 수 있다.
제2 운전자 인증부(130)는 제1 운전자 인증부(120)에 의해 인증이 성공한 사용자의 생체신호를, 메모리(160)에 저장된 운전자 생체신호와 비교하여 유사도를 결정하고, 해당 유사도에 기초하여 운전자 인증을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제2 운전자 인증부(130)는 사용자 생체신호와 운전자 생체신호 간의 유사도가 기준값 이상이 경우 운전자 인증을 성공할 수 있다.
한편, 본 발명은 두 가지의 파라미터(신체비율, 생체신호)를 통해 이중으로 운전자 인증 동작을 수행하므로, 종래의 생체신호를 이용한 엄격한 인증 과정을 유연하게 할 수 있다.
예컨대, 종래 생체신호를 통한 인증 동작은 90% 이상의 유사도에서 성공하는 조건일 수 있고, 본 발명은 신체비율과 생체신호를 통한 인증 동작이 각각 80% 이상의 유사도에서 성공하는 조건일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 각 인증 동작에서의 성공 조건이 종래 인증 동작에서의 성공 조건보다 유연해졌으나, 연속적인 두 번의 인증 과정을 거침으로써, 본 발명의 인증 동작에서 부정 사용자가 운전자로 판단될 확률은 매우 낮아지게 된다.
이와 같이, 본 발명은 인증 과정에 유연성을 더할 수 있고, 인증 보정부(140)의 보정치 적용 동작에 의해 더욱 유연성을 더해줄 수 있다. 이하, 인증 보정부(140)의 동작에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
인증 보정부(140)는 제1 운전자 인증부(120)에서 결정된 유사도에 비례하는 보정치를 결정하고, 제2 운전자 인증부(130)에서 결정된 유사도에 보정치를 적용할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 제1 및 제2 운전자 인증부(120, 130)의 인증 동작을 각각 제1 및 제2 인증 동작으로 지칭하고, 제1 및 제2 운전자 인증부(120, 130)에서 결정한 유사도를 각각 제1 및 제2 유사도로 지칭하도록 한다.
예컨대, 제1 인증 동작은 제1 유사도가 80% 이상인 경우 성공할 수 있고, 제2 인증 동작은 제2 유사도가 70% 이상인 경우 성공할 수 있다. 인증 보정부(140)는 제1 유사도가 80% 이상인 사용자에게 제1 유사도에 비례하는 보정치를 결정하고, 이를 제2 유사도에 적용할 수 있다.
보다 구체적으로, 인증 보정부(140)는 80% ~ 100%인 제1 유사도 범위에, 0과 1 사이에서 정규화되고(normalized), 제1 유사도에 비례하는 보정치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 유사도가 80%인 사용자에게는 0의 보정치를 결정할 수 있고, 제1 유사도가 90%인 사용자에게는 0.5의 보정치를 결정할 수 있으며, 제1 유사도가 100%인 사용자에게는 1의 보정치를 결정할 수 있다.
이어서, 인증 보정부(140)는 제2 유사도에 전술한 보정치를 적용할 수 있다. 보다 구체적으로, 인증 보정부(140)는 하기 [수학식 1]에 따라 제2 유사도에 보정치를 적용할 수 있다.
Figure pat00001
(a는 가중치 파라미터, b는 보정치)
가중치 파라미터(a)는 제2 유사도에 부여하고자 하는 가중치의 크기에 따라 사용자가 임의의 설정할 수 있다.
예컨대, a가 10인 경우 상기 [수학식 1]에 따라, 인증 보정부(140)는 제1 인증 동작을 80%의 유사도로 성공한 사용자의 제2 유사도에
Figure pat00002
인 0을 더해줄 수 있고, 이에 따라, 제2 운전자 인증부(130)는 제2 유사도가 70%이상인 경우에 한해 인증을 성공할 수 있다.
한편, 인증 보정부(140)는 제1 인증 동작을 90%의 유사도로 성공한 사용자의 제2 유사도에
Figure pat00003
인 5를 더해줄 수 있고, 이에 따라, 제2 운전자 인증부(130)는 제2 유사도가 65% 이상이면 인증을 성공할 수 있다.
또한, 인증 보정부(140)는 제1 인증 동작을 100%의 유사도로 성공한 사용자의 제2 유사도에
Figure pat00004
인 10을 더해줄 수 있고, 이에 따라, 제2 운전자 인증부(130)는 제2 유사도가 60% 이상이면 인증을 성공할 수 있다.
전술한 제1 및 제2 운전자 인증부(120, 130)의 인증 동작이 성공하면, 차량 제어부(150)는 사용자에게 차량(1)의 제어를 허용할 수 있다.
차량 제어부(150)는 차량(1)의 ECU(Electronic Control Unit)과 연결될 수 있고, 전술한 제1 및 제2 인증 동작이 모두 성공하면 차량(1)의 ECU를 인에이블(enable) 상태로 변경함으로써 사용자가 차량(1)을 제어할 수 있도록 할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 차량(1)의 키를 소지하지 않더라도 차량(1)의 도어를 제어하여 차량(1)에 승차할 수 있고, 차량(1) 내 각종 전자장치를 제어할 수 있을뿐만 아니라 차량(1)을 운행할 수 있다.
한편, 차량 제어부(150)는 외부에서 스마트키가 인식되더라도 전술한 제1 및 제2 인증 동작이 성공하는 경우에 한해 사용자에게 차량(1)의 제어를 허용할 수 있다. 이와 달리, 운전자 편의를 위해 차량 제어부(150)는 외부에서 스마트키가 인식되는 경우 제1 인증 동작만 성공하면 사용자에게 차량(1)의 제어를 허용할 수도 있다.
정리하면, 본 발명은 사용자의 신체비율과 사용자 고유의 생체신호를 각각 이용하여 운전자 인증을 이중으로 수행함으로써, 부정 사용자의 차량(1) 제어를 원천적으로 차단하여 차량 보안 시스템의 성능을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은, 운전자와 신체비율이 매우 유사한 사용자에게는 생체신호를 통한 인증 동작을 수월하게 함으로써, 외부요인으로 인해 인식률이 저하되어 사용자에게 불편을 주던 생체신호 인증 동작에 편의성을 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (14)

  1. 차량의 운전자를 인증하기 위한 장치에 있어서,
    상기 차량 주변 사용자의 신체를 촬영하는 카메라;
    상기 사용자의 신체비율에 기초하여 운전자 인증을 일차적으로 수행하는 제1 운전자 인증부; 및
    상기 사용자의 생체신호에 기초하여 운전자 인증을 이차적으로 수행하는 제2 운전자 인증부를 포함하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 운전자 인증부는 상기 제1 운전자 인증부의 인증 동작이 성공하면 상기 생체신호에 기초한 인증 동작을 수행하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 운전자 인증부의 인증 동작이 성공하면 상기 차량의 제어를 허용하는 차량 제어부를 더 포함하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 차량의 외부를 촬영하도록 상기 차량에 설치되는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 차량을 바라보는 사용자의 신체를 촬영하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 차량으로 다가오는 사용자의 신체를 촬영하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 각 신체부위의 길이를 추정하고, 상기 추정된 길이에 기초하여 신체비율을 결정하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트를 검출하고 상기 관절 포인트에 기초하여 상기 신체비율을 결정하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트를 좌표화(coordinate)하고 상기 좌표화된 각 관절 포인트 간의 거리에 기초하여 상기 신체비율을 결정하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 운전자 인증부는 상기 카메라에서 촬영된 신체 이미지 상의 관절 포인트를 검출하고, 여러 신체부위를 지나도록 이어지는 복수의 관절 포인트 간의 거리를 결정하고, 상기 결정된 거리의 비율에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 운전자 인증부는 미리 설정된 운전자 신체비율과 상기 사용자의 신체비율의 유사도에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 운전자 인증부는 지문, 홍채, 얼굴, 음성 중 적어도 하나에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 운전자 인증부는 미리 설정된 운전자 생체신호와 상기 사용자의 생체신호의 유사도에 기초하여 상기 운전자 인증을 수행하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 운전자 인증부에서 결정된 유사도에 비례하는 보정치를 결정하고, 상기 제2 운전자 인증부에서 결정된 유사도에 상기 보정치를 적용하는 인증 보정부를 더 포함하는
    신체비율을 이용한 운전자 인증 수행 장치.
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