JP2006264400A - 移動体のドライバー認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セキュリテイの見地からドライバーの再認証を行う必要がないと考えられる場面では、生体情報の再認証を行わずに直ちに始動を許可できるようにして運転の効率性と安全性を高める。
【解決手段】ドライバー認証装置は、乗用車内の運転席に座っている人の顔画像を撮像するカメラ５と、これに接続される制御部４とを備える。制御部４は、カメラ５で撮像した、運転席に着座している人の撮像顔画像と予め登録されている登録顔画像とを照合し、それらが一致すれば、ドライバーに対するエンジン始動を許可する。エンジンが一旦停止して再度始動するときには、運転者が運転席に着座したままであるときには、上記照合を行わずに始動を可能にする。
【選択図】
図２

Description

本発明は、自動者等の移動体において、移動体のエンジン始動を許可（始動許可）するためのドライバーの認証装置に関する。

偽造車の盗難に対するセキュリティを高めるために、ドライバーの生体情報の認証を車両の始動許可条件とする装置が提案されている。例えば、顔画像を撮像し、撮像顔画像と予め登録されている登録顔画像等を照合することによって盗難を防止する装置が提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２）。
特開平１１−４３０１６号公報 特開２００４−３３０９７９号公報 特許文献１の「乗り物用盗難防止装置」においては、乗用車運転席に着座しているドライバーの顔画像を撮像し、この撮像顔画像と予め登録されている登録顔画像等を照合し、両者が一致することを判定した時にドライバーによるエンジン始動を許可するようにしている。

また特許文献２の「車両の駆動制御装置」においては、乗用車運転席に着座しているドライバーの顔画像を撮像し、この撮像顔画像と予め登録されている登録顔画像等を照合し、両者が一致することを判定した時にドライバーの顔向きが正常であることを条件にドライバーによるエンジン始動を許可するようにしている。

また、認証に使用する生体情報としては、上記顔画像の他、指紋、虹彩、網膜、手のひら静脈等が利用される。

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に示される装置では、いずれも、常に、生体情報が一致することを始動の条件としているために、状況によって不具合が生じてくる問題がある。

例えば、運転中にエンジンが突然停止（エンスト）したとき、信号機前でアイドリングストップのためにエンジンを一時停止するとき、その他一時的に車両を一時停止するとき、などにおいては、エンジンの再始動を行うことになるが、通常、これらの場合はセキュリテイの見地からドライバーの再認証を行う必要がないにもかかわらず、従来の装置では、その都度ドライバーの生体認証を行うことになるため、無駄な処理により再始動までの一定の時間が必要となり、再始動までの時間がかかって周囲の交通状況を悪くしたり、ドライバーのストレスを増加させるなど、安全面、効率面から問題があった。

本発明の目的は、セキュリテイの見地からドライバーの再認証を行う必要がないと考えられる場面では、生体情報の再認証を行わずに直ちに始動を許可できるようにして運転の効率性と安全性を高めるドライバー認証装置を提供することにある。

本発明に係る移動体のドライバー認証装置は、移動体内の運転席に座っている運転者の生体情報に基づいてその運転者の認証を行う生体認証手段と、
移動体の始動を許可する始動許可手段と、
運転者が運転席を離れたことを検出する運転者離席検出手段と、を備えている。

生体情報とは、顔、指紋、虹彩、網膜、手のひら静脈等の画像情報であり、例えば顔の場合は、カメラで撮像することができる。カメラで運転者の顔を撮像するときは、その顔画像と予め登録されている顔画像とを照合し、両者が一致することにより運転者が登録されている正しい運転者であるとする。このように生体情報を利用することにより、これまでのキー等を利用する場合に比してセキュリティが高くなる。

運転者離席検出手段は、例えば、運転席に設けられている座席スイッチや、ドアの開閉があると運転者が着座していると検出する手段等が考えられる。

本発明にかかる制御手段は、前記運転者離席検出手段により運転者の離席を検出したときは前記生体認証手段で運転者の認証が行われることを条件に前記始動許可手段により移動体の始動を許可し、前記運転者離席検出手段により運転者の離席を検出しないときは前記生体認証手段で運転者の認証を行うことなく前記始動許可手段による移動体の始動を許可する。

以上の制御により、エンスト時、アイドリングストップ時などにおいては、生体情報の再認証を行わずに直ちに始動を許可することができる。

本発明の他の実施態様では、移動体に一定以上の衝撃が加えられたことを検出する衝撃検出手段を備えている。

前記制御手段は、該衝撃検出手段により移動体に一定以上の衝撃が加えられたことを検出すると、そのときから一定時間は、前記運転者離席検出手段により運転者の離席有無を検出することなく、且つ前記生体認証手段で運転者の認証を行うことなく前記始動許可手段による移動体の始動を許可する。このような制御により、事故等が発生して運転者の生体情報を正しく提供できなくなったとき、例えば顔面が負傷した場合に（しかし全体として運転が可能である場合）、車両の速やかな移動を可能にする（始動を可能にする）。

本発明によれば、エンスト時、アイドリングストップ時、又は一時的な停止時において、生体情報の再認証を行わずに直ちに始動を許可することができるため、セキュリティを保持したまま、運転の効率性を高めるとともに、便利さと運転の安全性につながる。

図１は、本発明の実施形態であるドライバー認証装置が登載された乗用車を示している。

乗用車本体１には、エンジン制御部２が設けられ、このエンジン制御部２に、図示しないイグニッションスイッチが接続されている。運転席に着座しているドライバー３は、通常の乗用車と同様に、このイグニッションスイッチにキーを差し込んでエンジンを始動する。

前記エンジン制御部２には運転者の生体情報の認証として、運転者３の顔画像認証およびその他の制御を行う制御部４が接続され、この制御部４には、ダイナミックレンジが広いＣＭＯＳカメラ５と、登録スイッチ６と、機能作動スイッチ７と、ドアの開閉を検出するドア開閉センサ８と、運転席に運転者が座ったことを検知する座席スイッチ１２と、車両が何かに衝突した場合等、急激な加速度を検出することで車両への衝撃を検出する加速度センサからなる衝撃検出センサ１３とが接続されている。

前記ＣＭＯＳカメラ５は、図２に示すように、乗用車本体１のフロントガラス９の上方に取り付けられている。また、このＣＭＯＳカメラ５は、フロントガラス９の上方に取り付けられているルームミラー１０の横に取り付けられている。ＣＭＯＳカメラ５の画角は、運転席Ａに着座している人の顔部分を撮像できるように設定されている。

前記登録スイッチ６は、運転席Ａに着座している人の顔画像を登録する時に操作するスイッチである。この登録スイッチ６を操作すると、その時にＣＭＯＳカメラ５で撮像されている顔画像が制御部４に設けられている登録用メモリ（登録部）に登録される。なお、登録される顔画像は、撮像した顔画像そのものではなく撮像した顔画像から特徴部を抽出した特徴量である。本実施形態において、撮像顔画像と登録顔画像とを照合するとは、撮像顔画像の特徴量と登録顔画像の特徴量とを照合することも含む。

前記機能作動スイッチ７は、ＣＭＯＳカメラ５と制御部４の機能を有効にするかどうかを設定するスイッチである。この機能作動スイッチ７をオンすると、ＣＭＯＳカメラ５と制御部４の機能が有効になる。

前記座席スイッチ１２は、運転席に対する運転者の着座状態を検出するスイッチである。衝撃検出センサ１３は、加速度センサからなり、急激な加速度を検出したときに、車両が何かに衝突する等、車両への衝撃あったものと検出する。

運転者が今回の運転時において運転席に着座すると、これをドア開閉センサ８が検出し、ＣＭＯＳカメラ５及び制御部４内の画像認証部の動作を開始させる。 図３は、ドライバー認証装置のブロック図である。

制御部４は、画像認証部４０とＣＰＵ４１とを備えている。前記登録スイッチ６、機能作動スイッチ７、ドア開閉センサ８、座席スイッチ１２、衝撃検出センサ１３、エンジン制御部２はＣＰＵ４１に接続され、ＣＭＯＳカメラ５は、ＣＰＵ４１と画像認証部４０とに接続されている。また画像認証部４０はＣＰＵ４１と接続されている。

画像認証部４０は、登録部４０ａと、画像処理部４０ｂと、比較演算部４０ｃとを備えている。登録部４０ａは、登録時にＣＭＯＳカメラ５で撮像した撮像顔画像の特徴量を登録顔画像として登録する。画像処理部４０ｂは、ＣＭＯＳカメラ５で撮像した撮像顔画像の特徴量を抽出し、登録時においてはその特徴量を登録部４０ａに渡し、認証時においてはその特徴量を比較演算部４０ｃに渡す。比較演算部４０ｃは、認証時において、画像処理部４０ｂで抽出した撮像顔画像の特徴量と登録部４０ａに登録されている登録顔画像の特徴量とを比較する。すなわち、比較演算部４０ｃは、比較時において撮像顔画像と登録顔画像とを照合する。

比較演算部４０ｃで比較した結果は、ＣＰＵ４１に送られる。ＣＰＵ４１は、比較演算部４０ｃにおいて撮像顔画像と登録顔画像との照合結果が一致していれば、エンジン制御部２に対して一致信号を出力する。エンジン制御部２は、上記一致信号を受けると、イグニッションスイッチによるエンジン始動を許可する。 前記画像処理部４０ｂにおいての特徴量の抽出は、たとえば次のようにして行う。

（１）ＣＭＯＳカメラ５で撮像した画像全体から、背景部分と顔部分との濃度差の違いによって、顔部分を切りだす。または、カラー画像の場合には肌色領域を判断して顔部分を切りだす。

（２）上記（１）で切りだした顔部分の画像から、目・鼻・口等の器官を探す。続いて、各器官の中心及び端点を求める。

（３）上記（２）で求めた各器官の中心や端点に基づく幾何学的位置関係を求め、これを特徴量とする。なお、上記肌色領域を判定して顔部分を抽出する方法については、たとえば、特開平２００４−２０６６６号公報に示されている。

次に、図４を参照して上記ドライバー認証装置の動作を説明する。

運転席側のドア開閉センサ８が開状態から閉状態に変化すると、ＳＴ１を抜けて、運転者がドアを開けて運転席に着座したと判定する。次に、登録スイッチ６がオンされたかどうかを判定する（ＳＴ２）。この登録スイッチ６がオンされると、顔画像の登録モードに移り、オフされたままであると顔画像の認識モードに移る。

前記顔画像の登録モードでは、ＣＭＯＳカメラ５によって運転席に着座している人の顔画像を撮像し（ＳＴ３）、この顔画像（画像データ）を画像処理部４０ｂに送る（ＳＴ４）。画像処理部４０ｂでは、上記顔画像から特徴量を抽出して、登録部４０ａに登録する（ＳＴ５）。

上記ＳＴ２において、認証モードが実行される時、すなわち登録スイッチ６がオフ状態の場合は、ＳＴ６に進み、今回の運転で一致信号を１回出力しているかどうかの判定を行う。すなわち、運転開始時に運転者の認証が行われてエンジン制御部２に対して一致信号が出力されていると、その後、エンスト等でエンジン停止したときであってもＳＴ６ではすでに一致信号が１回出力されていると判定する。一致信号が１回出力されていない場合は、今回の運転の最初の状態であるため、運転者の認証をＳＴ８以下で行う。

ＳＴ８においては、カメラ５で着座している人の顔画像を撮像する
次に、上記撮像顔画像（画像データ）は、画像処理部４０ｂに送られて、特徴量が抽出される（ＳＴ９）。

続いて、上記のようにして撮像した顔画像と登録部４０ａに既に登録されている登録顔画像とを比較演算部４０ｃで照合し（ＳＴ１０）、両者が一致する場合にはエンジン制御部２に対して一致信号を出力する（ＳＴ１１）。なお、比較の対象となる登録顔画像は、登録部４０aに記憶されている全ての顔画像である。撮像した顔画像が登録部４０ａに登録されている顔画像と一致しない場合には元に戻って何もしない。

上記ＳＴ１１において一致信号を出力した後、エンジンが停止すると（ＳＴ１２）、ＳＴ６に戻る。
上記ＳＴ６において、一致信号を１回出力していると判定したときには、ＳＴ７に進み、座席スイッチ１２がオンしているかどうかの判定を行う。座席スイッチ１２がオンしていなければ、運転者が自動車から降りたとみなし、もとに戻る。しかし、座席スイッチ１２がオンしていれば、運転者は運転席に着座したままであるとみなし、ＳＴ１１に進んでエンジン制御部２に対して一致信号を出力する。したがって、交差点においてアイドリングストップをしているときや、エンストを起こしたときなどにおいては、運転者は運転席に着座したままであるため再度運転を行うときに、ＳＴ８以下の進展者の認証を行わなくても一致信号を出力することができる。

なお、上記実施形態では、座席スイッチ１２により運転者の着座状態を検出し、これにより運転者の離席有無を検出しているが、ドア開閉センサ８やシートベルトなどとの組み合わせにより運転者の離席有無を検出するようにしても良い。このように複数のスイッチやセンサを用いることで、例えば、運転者が車内の物品を取ろうとして席から短時間離れた場合等においても離席していないと判定することが可能である。

また、画像によって運転者が継続して運転席に座っているかどうかを判定するようにしても良い。例えば、同一の顔であると認証される状態が連続していれば離席がないと判定し、また、画像において身体の位置を追跡して車から降りる状態を検出して離席と判定してもよい。

また、上記ＳＴ７において、座席スイッチに代えて、又は座席スイッチとともに衝撃検出センサ１３（急激な加速度を検出すると車両に対する急激な外力が加わり衝撃が生じたものとみなす）がオンしたかどうかを判定し、オンしたときには一致信号を出力するという制御にしても良い。このようにすると、事故が発生して車両に衝撃が加わり、その後再始動するときにおいて、運転者の認証を行わなくても一致信号を出力することができる。

なお、上記図４に示す動作は、機能作動スイッチ７がオフされている時には実行されない。したがって、機能作動スイッチ７がオフの時には、イグニッションスイッチがオンするとエンジンが始動する。また、運転者の生体情報としては、上記顔画像の他、運転者の指紋、虹彩、網膜、手のひら静脈を利用することが可能である。

本発明は、乗用車の他、船舶、航空機等、複数の人が移動体内に着座することのできる移動体に適用可能である。

本発明の実施形態であるドライバー認証装置が乗用車に適用された場合の各要素の配置を示す図 カメラ５の取り付け位置を示す図 ドライバー認証装置の構成を示す図 ドライバー認証装置の概略の動作を示すフローチャート

符号の説明

４−制御部
５−ＣＭＯＳカメラ
６−登録スイッチ

Claims (4)

1. 移動体内の運転席に座っている運転者の生体情報に基づいてその運転者の認証を行う生体認証手段と、
   移動体の始動を許可する始動許可手段と、
   運転者が運転席を離れたことを検出する運転者離席検出手段と、
   前記運転者離席検出手段により運転者の離席を検出したときは前記生体認証手段で運転者の認証が行われることを条件に前記始動許可手段により移動体の始動を許可し、前記運転者離席検出手段により運転者の離席を検出しないときは前記生体認証手段で運転者の認証を行うことなく前記始動許可手段による移動体の始動を許可する制御手段と、
   を備えることを特徴とする移動体のドライバー認証装置。
2. 前記生体認証手段は、運転者の顔画像を撮像する撮像手段を備え、
   前記撮像手段で撮像した運転者の顔画像と予め登録されている登録顔画像とを照合し、両者が一致するかどうかで運転者の生体情報の認証を行う請求項１記載のドライバー認証装置。
3. 移動体に一定以上の衝撃が加えられたことを検出する衝撃検出手段を備え、
   前記制御手段は、該衝撃検出手段により移動体に一定以上の衝撃が加えられたことを検出すると、そのときから一定時間は、前記運転者離席検出手段により運転者の離席有無を検出することなく、且つ前記生体認証手段で運転者の認証を行うことなく前記始動許可手段による移動体の始動を許可する、請求項１又は２記載のドライバー認証装置。
4. 前記運転者離席検出手段は、座席に設けられている着座センサで構成され、該着座センサにより運転者が一定時間以上運転席を離れたことを検出したときに運転者の離席を検出する請求項１〜３のいずれかに記載のドライバー認証装置。

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