DE10156737A1

DE10156737A1 - Verifying authorized persons for controlling vehicle involves activating autonomous control unit that takes over control of aircraft if acquired biometric data and reference data do not agree

Info

Publication number: DE10156737A1
Application number: DE2001156737
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr. Busch; Dietmar Dr. Fischer; Sigrid Nubert; Jürgen Dr. Pampus
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2004-01-08

Abstract

The method involves detecting biometric data from a person prior to undertaking control of the vehicle and/or during control of the vehicle, comparing the acquired data with reference data and activating an autonomous control unit that takes over the control of the aircraft in the event that there is not agreement between the acquired data and the reference data. An independent claim is also included for an arrangement for verifying authorized persons for controlling a vehicle.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels, insbesondere eines Flugzeuges. Die Aktualität sowie Notwendigkeit einer derartigen Technik ist spätestens seit dem 11. September 2001 deutlich geworden.The invention relates to a Method and a device for the verification of authorized persons for controlling a means of transport, in particular an aircraft. The actuality and the need for such technology is at the latest has become clear since September 11, 2001.

Das bevorzugte Anwendungsumfeld des im weiteren beschriebenen Verfahrens sowie eines sich zur Durchführung des Verfahrens geeigneten System betrifft die Zugangskontrolle zu den Steuereinheiten von Flugzeugen. So sind die Schaltzentralen von Flugzeugen, insbesondere von Passagierflugzeugen, d.h. der das Cockpit des Piloten und Copiloten in derzeitigen Flugzeugen nicht bzw. nicht ausreichend gegen den Zugriff von unberechtigten Personen, wie etwa Flugzeugentführern, geschützt. Die Tatsache, daß Flugzeugentführer durch physikalische Gewalt in der Lage sind, die Kontrolle über die Flugzeugführung und insbesondere die Änderung des geflogenen Kurses zu übernehmen bedeutet ein nicht akzeptables Risiko.The preferred application environment for the in the method described below and one to carry out the Appropriate system concerns access control to the Aircraft control units. So the control centers of aircraft, especially of passenger aircraft, i.e. the pilot's cockpit and copilot in current aircraft not or not enough protected against access by unauthorized persons, such as hijackers. The fact, that hijackers through physical violence are able to take control of aircraft guidance and especially the change of to take the flown course means an unacceptable risk.

In gleicher Weise trifft die obenstehende Problematik aber auch auf die Steuerstände bzw. die Führung anderer Verkehrsmittel zu, wie bspw. Züge, Kraftfahrzeuge und Schiffe. Auch in diesen Fällen obliegt die Steuerung des jeweiligen Verkehrsmittels wenigstens einer Person, deren Berechtigung zur Verkehrsmittelführung es gilt zu überprüfen und vor allem zu überwachen.The same applies to the above Problems also on the steering positions or the management of others Means of transport such as trains, motor vehicles and ships. Even in these cases The control of the respective means of transport is at least the responsibility a person whose authorization to operate it applies to check and especially to monitor.

Allgemeine Zugangskontrollen von Personen zu sicherheitskritischen Bereichen können im Rahmen eines organisatorischen und logischen Sicherheitskonzeptes als technische Maßnahme verstanden werden, durch die der physikalische Zugriff einer Person bspw. auf ein konkretes Gut reguliert wird. Dabei läßt sich der Vorgang der Zugangskontrolle in die folgenden Schritte untergliedern:
Zunächst erfolgt eine Identifikation der jeweiligen Person, durch die die Identität bzw. Pseudonymität der Person festgestellt wird. Dabei handelt es sich rein verfahrenstechnisch um eine Verknüpfung von Informationen über die jeweilige Person mit Informationen über eine Vielzahl von Personen (1:n-Verknüpfung).General access controls of people to security-critical areas can be understood within the framework of an organizational and logical security concept as a technical measure by which the physical access of a person to a specific good is regulated, for example. The process of access control can be broken down into the following steps:
First, the respective person is identified, by means of which the person's identity or pseudonymity is established. In purely procedural terms, this involves linking information about the respective person with information about a large number of people (1: n link).

Als nächster Schritt gilt es den einen Nachweis über eine korrekt durch die Identifizierung hergestellte Verknüpfung zwischen der jeweiligen Person und ihrer tatsächlich vorgegebenen Identität nachzuweisen. Dies erfolgt im Rahmen einer Authentisierung (1:1-Verknüpfung). Schließlich gilt es die durchgeführten Maßnahmen zu erfassen und zu protokollieren und gegebenenfalls sicherheitsrelevante Ereignissen zu analysieren.The next step is the proof of a link between correctly established by identification to prove the respective person and their actually given identity. This takes place as part of an authentication (1: 1 link). Finally it applies the carried out activities to record and log and, if necessary, security-relevant events analyze.

Die Authentisierung als wesentlicher Schritt der Zugangskontrolle prüft, ob die vorgegebene Identität eindeutig zu einer Person gehört. Diese Überprüfung kann dabei durch verschiedene Authentisierungsmechanismen verifiziert werden. Im einfachsten Fall durch Abfrage einer nur der Person bekannten, wissensbasierten Information, wie etwa eine Persönliche Identifikationsnummer (PIN) oder ein Passwort. Eine derartige wissensbasierte Authentisierung ist einfach zu realisieren und garantiert einen zügigen Verfahrensablauf. Allerdings weist das Verfahren erhebliche Nachteile auf, so kann das Wissen vergessen werden, beziehungsweise im gegebenen Anwendungskontext unter Androhung von Gewalt weitergeben werden.Authentication as essential Access control step checks, whether the given identity clearly belongs to a person. This review can verified by various authentication mechanisms become. In the simplest case, by querying a person known only to knowledge-based information, such as a personal identification number (PIN) or a password. Such knowledge-based authentication is easy to implement and guarantees a speedy process. However, the method has considerable disadvantages knowledge is forgotten, or in the given application context be passed on under the threat of violence.

Alternativ zur wissensbasierten Authentisierung ist es möglich die Authentisierung auch durch Besitz zu erzielt, indem die Person einen für sie personalisierten Ausweis mit sich führt, bspw. in Form eines Tokens, wie etwa eine Magnet- oder Chipkarte. Oft werden die beiden Verfahren kombiniert, indem neben dem Besitz des Tokens auch ein spezielles Wissen der Person geprüft wird.As an alternative to knowledge-based authentication Is it possible authentication is also achieved through possession by the person one for she carries a personal ID, e.g. in the form of a token, such as a magnetic or chip card. Often the two procedures combined by owning the token as well as special knowledge of the person checked becomes.

Als dritte Alternative besteht die Möglichkeit zu korrekten Herstellung einer Verknüpfung zwischen einer Person und einer von ihr vorgegebenen Identität in der Verwendung die Person auszeichnender physiologischer oder verhaltenstypischer Charakteristika, die durch ein biometrisches Verfahren erfaßt und kontrolliert werden. Die dabei zu erfassenden Eigenschaften können als biometrisches Merkmal statischer Natur sein (Gesicht, Iris etc.) oder auch ein dynamisches Attribut beschreiben wie zum Beispiel die Stimme, der Schreibrythmus oder der Herzschlag der Person. Viele der vorab genannten Nachteile der ersten beiden Alternativen Authentisierungsverfahren (Verlust, Weitergabe...) treffen auf eine biometrische Authenfizierung jedoch nicht zu.The third alternative is Possibility to correctly connecting a person and a given identity in the use of the person excellent physiological or behavioral characteristics, which are recorded and controlled by a biometric process. The properties to be recorded can be used as a biometric feature be static (face, iris, etc.) or dynamic Describe attributes such as the voice, the writing rhythm or the person's heartbeat. Many of the disadvantages mentioned above the first two alternative authentication methods (loss, Disclosure ...) encounter biometric authentication not to.

Bislang bekannte Zugangskontrollsysteme, die auf der Technik biometrischer Authentisierung basieren, bestehen aus einer Reihe von Komponenten, die im Folgenden kurz erläutert werden:
Als wesentliches Element dient ein Sensor als Schnittstelle zwischen der zu verifizierenden Person und dem Zugangskontrollsystem. Der Sensor erfaßt ein oder mehrere biometrische Merkmal der Person, z.B. mittels eines Gesichtsscans und propagiert die aufgezeichneten biometrischen Daten an eine rechnergestütze Verarbeitungseinheit, die in aller Regel eine Merkmalsextraktion durchführt, um die erfassten biometrischen Daten kürzer und trennschärfer zu beschreiben. Ferner wird von der Verarbeitungseinheit ein Abgleich zwischen den aus den erfassten biometrischen Daten extrahierten Merkmale mit einem oder mehreren Referenzprofilen bzw. Referenzdaten durchgeführt.Previously known access control systems based on the technology of biometric authentication consist of a number of components, which are briefly explained below:
A sensor serves as an essential element as an interface between the person to be verified and the access control system. The sensor detects one or more biometric features of the person, for example by means of a face scan, and propagates the recorded biometric data to a computer-aided processing unit, which generally carries out a feature extraction in order to describe the recorded biometric data in a shorter and more precise manner. The processing unit also carries out a comparison between the features extracted from the recorded biometric data with one or more reference profiles or reference data.

Biometrische Systeme können als Verifikationssysteme, im Sinne einer Authentisierung, oder als Identifikationssystem ausgeprägt sein. Bei einem Verifikationssystem gibt die zu verifizierende Person eine Identität an, zu der ein Referenzbild als sogenanntes Template vorliegt oder bereitgestellt wird.Biometric systems can be developed as verification systems, in the sense of authentication, or as an identification system. With a Ve The identification system provides the person to be verified with an identity for which a reference image is available or provided as a so-called template.

Sofern biometrische Systeme mit besitz-basierten Systemen kombiniert werden, kann beispielsweise das Template auf einer Chip-Karte abgelegt sein. Zum Zeitpunkt der Verifikation wird dann ein Vergleich des erfaßten Bildes mit dem Template durchgeführt (1:1 Vergleich). In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs wird dann auf Zugang des Nutzers oder Zurückweisung entschieden.Unless biometric systems with ownership-based Systems can be combined, for example, the template be stored on a chip card. At the time of verification then a comparison of the recorded Image done with the template (1: 1 comparison). Dependent on The result of this comparison is then the user's access or rejection decided.

Grundsätzlich ist vor Nutzung eines biometrischen Zugangskontollsystems ein Einlernvorgang notwendig, um von dem zu registierenden Nutzer eines oder mehrere Template/s zu erfassen, die mit seiner Identität verknüpft werden und als Referenzprofil dienen. Diese Templates werden in der Referenzdatenbank bzw. auf der Chip-Karte abgelegt.Basically, before using a biometric access control system a learning process necessary, to get one or more template / s from the user to be registered to capture that are linked to his identity and as a reference profile serve. These templates are in the reference database or on the chip card filed.

Ferner sind physikalische Zugangskontrollsysteme bekannt, die meist auf Bild- oder Videostromauswertung basierende Verfahren beruhen. Neben dem von einer Person aufgezeichneten Bild des Gesichtes, werden in hybriden Systemen zusätzlich die Bewegung der Lippen sowie das Stimmsignal aufgezeichnet und analysiert. Durch die Auswertung eines Passwortes in einem zusätzlichen Audio-Informationskanal ist die Möglichkeit gegeben, schärfere Regeln für die Akzeptanz und damit niedrigere Falsch-Akzeptanz-Raten (FAR) zu erreichen.There are also physical access control systems known, mostly based on image or video stream evaluation Procedure based. In addition to the picture of the person recorded Face, in hybrid systems, the movement of the lips are additionally as well as the voice signal recorded and analyzed. By evaluating a Password in an additional Audio information channel is given the possibility of stricter rules for the Achieve acceptance and thus lower false acceptance rates (FAR).

Schließlich ist ein weiteres alternatives System, nämlich die Klasse der Iris-Scanner bekannt, die durch Analyse einer hochauflösenden Aufnahme der Iris den Nutzer zu authentisieren vermögen. Dabei wird die Struktur des die Pupille umgebenden Gewebes zur Gewinnung von Merkmalen verwendet. Durch den randotypischen Charakter der Struktur lassen sich sowohl Zwillinge als auch linkes und rechtes Auge einer Person unterscheiden. Weiterhin ist die Tatsache erwähnenswert, daß die randotypischen Merkmale der Iris vom frühen Lebensalter an bis zum Tode stabil bleiben. Im Gegensatz zu anderen Verfahren ist somit ein Alterungs-Problem, d.h. ein erneutes Einlernen des Merkmals nach einem gewissen Zeitraum, nicht gegeben.Finally, there is another alternative System, namely the class of iris scanners is known by analyzing a high resolution image the iris can authenticate the user. The structure of the tissue surrounding the pupil is used to obtain features. By the randotypical character of the structure can be twins as well as distinguish a person's left and right eyes. Furthermore is worth mentioning the fact that the Randotypical characteristics of the iris from early age to Death remains stable. In contrast to other procedures an aging problem, i.e. a new teaching of the feature after a period of time, not given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels anzugeben, das bzw. die als praktikable Lösung im der Bereich eines Steuerstandes eines Verkehrsmittels, insbesondere im Cockpit eines Flugzeuges, anwendbar sowie integrierbar ist, ohne die Betriebssicherheit sowie den technischen Bedienkomfort der Steuerung des Verkehrsmittels nachhaltig zu beeinträchtigen. Es soll eine Lösung gefunden werden, durch die die jeweilige Person während ihrer Steuertätigkeit des Verkehrsmittels weder abgelenkt noch über Gebühr belastet werden soll. Hierbei gilt es im einzelnen Maßnahmen anzugeben, die eine Steuerung eines Verkehrsmittels durch eine unbefugte Person unmöglich machen, so daß gewährleistet werden kann, dass Vorfälle, wie sie mehrfach am 11. September 2001 in New York sowie Washington vorkamen, sicher ausgeschlossen werden können. The object of the invention is to achieve this based on a method and a device for the verification of authorized Specify persons to control a means of transport that the as a workable solution in the area of a control station of a means of transport, in particular in the cockpit of an aircraft, can be used and integrated without operational safety and the technical ease of use of the control to impair the means of transport in the long term. A solution should be found through which the particular person during their tax activity of the means of transport should not be distracted or charged excessively. in this connection it applies in individual measures specify the control of a means of transport by an unauthorized person impossible make so that can be guaranteed can that incidents as she did several times on September 11, 2001 in New York and Washington occurred, can be safely excluded.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 16 betrifft eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildenden Merkmale sind in den Unteransprüchen sowie der gesamten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The solution of the basis of the invention Task is specified in claim 1. Subject matter of claim 16 relates to a device according to the invention. Features which advantageously further develop the idea of the invention in the subclaims and the entire description with reference to the exemplary embodiments refer to.

Erfindungsgemäß werden bei dem Verfahren zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels von der zu verifizierenden Person vor einer Übernahme der Steuerung des Verkehrsmittels und/oder während der Steuerung des Verkehrsmittels biometrische Daten erfasst. Die erfassten biometrischen Daten werden mit Referenzdaten verglichen werden, wobei im Falle keiner Übereinstimmung zwischen den erfassten biometrischen Daten und den Referenzdaten eine die Steuerung des Verkehrsmittels übernehmende, autonom arbeitende Steuereinheit aktiviert wird.According to the method for Verification of authorized persons to control a means of transport by the person to be verified before taking control of the Means of transport and / or during the control of the means of transport records biometric data. The recorded biometric data are compared with reference data be in the event of no match between the recorded biometric data and the reference data an autonomously operating vehicle that controls the means of transport Control unit is activated.

Grundsätzlich eignen sich für die Erfassung der biometrischen Informationen alle Arten biometrischer Merkmale wie bspw. Gesichtszüge, Irisstruktur, Stimme, Herzschlag, organische Funktionen, Fingerabdruck der jeweiligen Person, um nur einige zu nennen.Basically, are suitable for capturing the biometric information all types of biometric features such as e.g. facial features, Iris structure, voice, heartbeat, organic functions, fingerprint of the individual, to name just a few.

Aus Praktikabilitätsgründen, insbesondere in Hinblick auf die konkrete Situation in einem Steuerstand eines Verkehrsmittels, so bspw. im Cockpit eines Flugzeuges, haben sich jedoch die Gesichtszüge sowie die Iris-Struktur als besonders bevorzugte Entscheidungskriterien aus der Gruppe der biometrischen Informationen für den Autorisierungsnachweis der jeweiligen Person herausgestellt. Nochmals sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch mit alternativen biometrische Merkmalen oder in Kombination mit weiteren biometrische Merkmalen durchaus erfolgreich anwendbar ist. Je nach den in den jeweiligen Steuerständen vorherrschenden Rahmenbedingungen können somit geeignete Überprüfungskriterien herangezogen werden.For reasons of practicability, especially with regard to the specific situation in a control station of a means of transport, for example in the cockpit of an airplane, but have facial features as well the iris structure as particularly preferred decision criteria from the group of biometric information for the proof of authorization of the highlighted each person. Again, however, was expressly on it noted that the inventive method also with alternative biometric Features or in combination with other biometric features is quite successfully applicable. Depending on the prevailing in the respective steering positions Framework conditions can therefore suitable verification criteria are used become.

Die weiteren Ausführungen beziehen sich vornehmlich auf den konkreten Anwendungsfall der Überprüfung eines Piloten in einem Cockpit eines Flugzeuges. Jedoch ist die der im weiteren beschriebenen Pilotenverifizierung zugrundeliegende technische Lehre auch auf die Verifizierung von Zugführer, Lenker von Kraftfahrzeugen aller Art sowie Kapitänen bzw. verantwortliches Personal von Schiffen übertragbar und anwendbar.The rest of the statements relate primarily to the specific application of checking a pilot in one Cockpit of an airplane. However, that is described below Technical verification on which pilot verification is based the verification of train drivers, drivers of motor vehicles of all kinds as well as captains or responsible personnel transferable from ships and applicable.

Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem für Flugzeuge basiert auf der Erkennung einer befugten Person über ein kombiniertes biometrisches System. Unter befugten Personen ist in diesem Zusammenhang das zur Flugzeugführung autorisierte Cockpitpersonal gemeint, d.h. der Pilot sowie Co-Pilot. Dieses biometrische System ist im Cockpit eines Flugzeuges installiert und beinhaltet die Kombination einer Gesichtserkennung mit einem Iris–Scan.The security system for aircraft according to the invention is based on the recognition of an authorized person via a combined biometric system tem. In this context, authorized persons refer to the cockpit personnel authorized to operate the aircraft, ie the pilot and co-pilot. This biometric system is installed in the cockpit of an aircraft and includes the combination of facial recognition with an iris scan.

Die Kombination der biometrischen Systeme ist derart gewählt, um größtmögliche Erkennungssicherheit zu gewährleisten. So sieht das System wenigstens eine vorzugsweise hochauflösende Kamera auf, die im Cockpit integriert ist und den Bereich zumindest des Pilotensitzes erfasst, so dass eine Gesichtserfassung der auf dem Pilotensitz befindlichen Person möglich ist. Ein entsprechendes Systems ist ebenso für den Copilotensitz vorzusehen oder eine einzige Kamera erfasst beide Sitzplätze. Neben der Aufgabe der Kamera zur Gesichtserkennung sollte sie auch für einen Iris-Scan geeignet sein. Sollte sich jedoch eine derartige Kombination als unsachgemäß herausstellen, so ist an einem entsprechenden weiteren Platz eine zweite Kamera zur Iriserfassung vorzusehen. Eine derartige Iris-Scankamera sollte in einem Bereich innerhalb des Cockpits vorgesehen sein, so dass die zu überprüfende Person nicht zu sehr von ihren eigentlichen Cockpitaufgaben während des Iris-Scans abgelenkt wird.The combination of the biometric Systems is chosen so for the greatest possible detection reliability to ensure. So the system looks at least one preferably high resolution camera, which is integrated in the cockpit and the area of at least the pilot's seat captured so that a face capture of the on the pilot's seat possible person is. A corresponding system must also be provided for the copilot seat or a single camera captures both seats. In addition to the task of Face recognition camera should also be suitable for an iris scan his. However, if such a combination turns out to be improper, so there is a second camera at a corresponding further location to be provided for iris detection. Such an iris scan camera should be provided in an area within the cockpit so that the person to be checked not too much of their actual cockpit duties during the Iris scans are distracted.

Zur Überprüfung der jeweiligen Person ist es grundsätzlich möglich den Vorgang der Gesichts- und Iriserkennung sequentiell, also zeitlich nacheinander oder durchzuführen oder simultan, also zeitgleich.To check each person it is fundamental possible the process of face and iris recognition sequentially, i.e. temporally sequentially or to perform or simultaneously, i.e. at the same time.

Anhand des in 1 dargestellten Flußdiagramms soll zunächst der Verfahrensablauf einer sequentiellen Gesicht- und Iriserkennung erläutert werden.Based on the in 1 The flow chart shown is first to explain the process sequence of a sequential face and iris recognition.

In einem ersten Schritt erfolgt die Gesichtserkennung, die im Falle eines positiven Überprüfungsergebnisses unmittelbar den zweiten Schritt, die Iriserkennung, folgen lässt. Fallen beide Überprüfungen positiv aus, was der Normalfall sein sollte, so gilt die Person als erkannt und somit als befugt das Flugzeug zu steuern.In a first step, the Face recognition, which is immediate in the event of a positive verification result follows the second step, iris recognition. If both checks are positive from what should be the normal case, the person is considered recognized and thus as authorized to control the aircraft.

Scheitert jedoch die Gesichtserkennung beim ersten mal, so wird trotzdem der zweite Schritt, nämlich der Iris-Scan durchgeführt. Führt die Iris-Überprüfung zu einem positiven Überprüfungsergebnis, so gilt die Person ebenfalls als erkannt und befugt das Flugzeug zu steuern. Da der Iris-Scan gegenüber der Gesichtserkennung die weitaus höheren Anforderungen an zu erfüllende Identitätskriterien stellt, werden dem Iris-Scan höhere Entscheidungsrechte zugesprochen als der Gesichtserkennung.However, face recognition fails first time, so the second step, namely the Iris scan performed. Performs the iris check a positive check result, the person is also recognized and authorizes the aircraft to control. Since the iris scan compared to the face recognition far higher requirements to be fulfilled Identity criteria, the iris scan becomes higher Decision rights granted as facial recognition.

Scheitern jedoch beide Überprüfungsschritte, so werden beide Überprüfungsschritte vorzugsweise mehrmals nacheinander durchlaufen, um mögliche Systemfehler auf ein Minimum zu begrenzen. Bleiben die Überprüfungsergebnisse auch nach n-maligem Durchlauf beider Überprüfungsschritte negativ, so ist die Person als unbefugt erkannt worden.However, if both verification steps fail, so both review steps preferably run through several times in succession to avoid possible system errors to a minimum. The check results remain even after running n times both verification steps negative, the person has been recognized as unauthorized.

Je nach Einsatzbedingungen kann die n-malige Repetition der Überprüfungsschritte nach jeweils festgestellter nicht Übereinstimmung der zu vergleichenden Muster, also Gesichts- oder Irismuster, auch nur auf eine Wiederholung der Überprüfung der Iriserkennung beschränkt bleiben.Depending on the operating conditions, the Repetition of the verification steps n times after each determined non-agreement of the to be compared Patterns, i.e. face or iris patterns, even on one repetition checking the Iris detection limited stay.

In ähnlicher Weise erfolgt alternativ zur vorstehend erläuterten sequentiellen Überprüfungsmethode die gemäß 2 dargestellte parallele oder zeitgleiche Überprüfung der Gesicht- und Iriserkennung.In a similar way, as an alternative to the sequential checking method explained above, the according to 2 parallel or simultaneous check of the face and iris recognition shown.

Von einer einzigen oder zwei getrennten Kameras werden das Gesicht sowie die Iris der zu überprüfenden, auf dem Piloten- oder Copilotensitz befindlichen Person aufgenommen und überprüft. Führen beide Überprüfungen zu einem positiven Ergebnis, so ist die Person erkannt und als befugt befunden. Treten jedoch entweder bei der Gesicht- oder bei der Iriserkennung eine Fehlübereinstimmung auf, so werden die jeweiligen Überprüfungen mehrmals wiederholt. Bleiben beide Prüfungsergebnisse negativ so ist die Person als unbefugt erkannt. Bleibt jedoch nur das Überprüfungsergebnis bei der Gesichtserkennung negativ und wird hingegen die Iris erkannt, so überwiegt die Iriserkennung und die Person gilt als positiv erkannt.From a single or two separate ones Cameras will scan the face and iris of the person on the pilot or co-pilot seat and checked. Do both checks a positive result, the person is recognized and authorized found. However, they occur either with the face or with the iris recognition a mismatch , the respective checks are repeated several times. Both test results remain negative so the person is recognized as unauthorized. However, only remains the verification result negative for facial recognition and the iris is recognized, so predominates the iris recognition and the person are recognized as positive.

Wie bereits in beiden vorstehenden alternativen Überprüfungsverfahren aufgezeigt soll der Iris-Scan bei unterschiedlichen Erkennungsergebnissen den Ausschlag geben, da er das sicherere Erkennungsmedium ist, d.h. eine niedrigere Falsch-Rückweisungsrate angenommen werden kann. Die Gesichtserkennung soll trotzdem angewandt werden, da sie im Flugbetrieb für die zu überprüfende Person, also dem Piloten komfortabler, d.h. unmerklicher und damit weniger störend, eingesetzt werden kann.As in both of the above alternative verification procedures the iris scan is to be shown with different recognition results make the difference because it is the safer detection medium, i.e. a lower false rejection rate can be accepted. Face detection should still be used be in flight operations for the person to be checked, i.e. more comfortable for the pilot, i.e. less noticeable and therefore less disturbing, can be used.

Zur Durchführung der Gesichts- und Iriserkennung sind neben der erwähnten wenigstens einen Kamera als Schnittstelle zwischen der zu überprüfenden Person und einer die tatsächliche Überprüfung ausführenden rechnergestützten Verarbeitungseinheit ein Referenzdatensatz erforderlich, der zumindest genaue Informationen hinsichtlich biometrischer Kenndaten über die berechtigte Person enthält. Vorzugsweise sind die biometrischen Referenzdaten der jeweiligen Person bzw. Personen in einer Datenbank gespeichert, die redundant ausgelegt sein sollte und beispielsweise in der Zentrale der Fluglinie angesiedelt sein.For performing face and iris recognition are in addition to the mentioned at least one camera as an interface between the person to be checked and an actual reviewer computer-aided Processing unit required a reference data set, at least accurate information regarding biometric characteristics of the contains authorized person. The biometric reference data is preferably the respective Person or people stored in a database that is redundant should be designed and, for example, in the headquarters of the airline be located.

Das Erfassen und Einlernen der biometrischen Daten der befugten Personen in die Datenbank sollte von den jeweiligen Fluglinien durchgeführt werden. Bei der Durchführung der Datenerfassung sowie Abspeicherung in die Datenbank ist die Organisationsstruktur der Fluglinie ausschlaggebend. So kann die Datenerfassung über eine zentrale Personalabteilung oder über dezentrale Personalabteilungen erfolgen. In jedem Fall sollten für den Ort und die Abteilungen, die das Eintragen der Daten in die Datenbank durchführen, hohe Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, so dass es einem Unbefugten nicht möglich ist seine Daten auf der Datenbank zu hinterlegen.The respective airlines should record and teach the biometric data of the authorized persons in the database. The organizational structure of the airline is decisive when it comes to data collection and storage in the database. In this way, data can be collected via a central HR department or via decentralized HR departments. In any case, for the location and the departments that are entering the data in perform the database, high security measures are taken so that it is not possible for an unauthorized person to store his data in the database.

Das Einlernen der Daten kann üblicherweise über einen PC und eine geeignete Kamera durchgeführt werden, wobei die Anzahl der Aufnahmen oder Einstellungen von der Art des angewandten biometrischen Systems abhängt. Die Beleuchtungsverhältnisse beim Erfassen und Einlernen sollten auf die in einem Flugzeugcockpit zu erwartenden Verhältnisse abgestimmt.The data can usually be learned in via a PC and a suitable camera are carried out, the number the recordings or settings of the type of biometric applied System depends. The lighting conditions when capturing and teaching in should in an aircraft cockpit coordinated with the expected conditions.

Da die erfassten Daten nicht automatisch in jedem Flugzeug präsent sind, sondern vorzugsweise zentral vorliegen, dient ein elektronischer Dienstausweis der befugten Person als Trägermedium für die personenspezifischen Referenzdaten.Because the data collected is not automatic present in every airplane are, but preferably present centrally, an electronic one serves ID card of the authorized person as a medium for the person-specific Reference data.

Übernimmt ein Pilot ein Flugzeug für einen durchzuführenden Flug so bedarf es beim Betreten des Cockpits und vor Inbetriebnahme des Flugzeuges einer Initialautorisierung. Hierzu gilt es zwei Kriterien zu erfüllen:

– Besitz, d.h. Präsenz des elektronischen Dienstausweises. Hierzu muss der Pilot seinen elektronischen Dienstausweis in einen Kartenleser an Bord des Flugzeuges stecken, um das bordeigene Überprüfungssystem mit seinen personenspezifischen Informationen zu versorgen.
– Gesichts- und Iriserkennung. Eine Kamera erfasst Gesicht und Iris des Piloten und vergleicht die aufgenommenen Merkmale mit den biometrischen Referenzdaten auf elektronischem Dienstausweis.

If a pilot takes over an aircraft for a flight to be carried out, initial authorization is required when entering the cockpit and before commissioning the aircraft. There are two criteria to be met:

- Possession, ie presence of the electronic ID card. For this purpose, the pilot has to insert his electronic ID card into a card reader on board the aircraft in order to supply the on-board inspection system with his personal information.
- Face and iris recognition. A camera captures the pilot's face and iris and compares the recorded characteristics with the biometric reference data on an electronic ID card.

Sind beide Kriterien erfüllt, so handelt es sich um eine befugte Person.If both criteria are met, then is an authorized person.

So dient der elektronische Dienstausweis als mobiler Datenträger, auf dem die jeweiligen biometrischen Merkmalsdaten der befugten Person abgespeichert sind, zur Verifikation der Person bei Flugbeginn. Der Dienstausweis kann entweder durch eine kontaktbehaftete Schnittstelle oder eine Luftschnittstelle mit dem an Bord befindlichen Sicherheitssystem kommunizieren. Als multifunktional ausgerichtete Karte können darüber hinaus auch noch weitere Informationen und Daten auf dem Dienstausweis gespeichert werden. Neben biometrischen Merkmalen sind dies vor allem individuelle Flugaufträge, d.h. Kenndaten über den aktuell durchzuführenden Flug (Start, Ziel, Datum etc.).This is how the electronic ID card serves as a mobile data carrier, on which the respective biometric characteristic data of the authorized Person are saved for verification of the person at the start of the flight. The ID card can either be through a contact interface or an air interface with the security system on board communicate. In addition, as a multifunctional card further information and data on the ID card get saved. In addition to biometric features, these are pre individual flight orders, i.e. Characteristics about the one currently to be carried out Flight (start, destination, date etc.).

Sowohl die Richtigkeit der auf der Karte gespeicherten Informationen wie die Authentizität und Integrität der biometrischen Referenzdaten sowie auch weitere Informationen wie Flugauftrag, als auch der unberechtigte Zugriff durch einen dritte Person auf den Dienstausweis kann durch wenigstens eine elektronische Signatur gewährleistet werden. Die Daten sind auf diese Weise kryptografisch gesichert.Both the accuracy of the on the Card stored information such as the authenticity and integrity of the biometric Reference data as well as other information such as flight orders, as well as unauthorized access by a third party the ID card can be by at least one electronic signature guaranteed become. In this way, the data is cryptographically secured.

Eine weitere Sicherungsmöglichkeit könnte darin bestehen, dass der Flugauftrag zusätzlich durch eine zweite Signatur, die beispielsweise durch die lokale Flugaufsicht erstellt wird, gesichert wird, die kurz vor Flugantritt zu bestätigen ist. Derartige Massnahmen gilt es mit den Gepflogenheiten der jeweiligen Fluglinien im einzelnen hinsichtlich Praktikabilität zu klären.Another backup option could in it exist that the flight order is additionally provided with a second signature, which is created, for example, by the local air traffic control, is secured, which must be confirmed shortly before departure. Such measures it applies with the customs of the respective airlines in detail in terms of practicability to clarify.

Auch ist es grundsätzlich denkbar alle auf dem mobilen Datenträger abgespeicherten Informationen neben kryptographische Vorkehrungen auch mittels biometrischer Informationen gegen einen unberechtigten Zugriff von Seiten Dritter zu sichern, bspw., indem die befugte Person per Fingerabdrucküberprüfung den Inhalt des mobilen Datenträgers frei gibt.It is also conceivable in principle all on the mobile disk stored information in addition to cryptographic precautions also by means of biometric information against an unauthorized person Securing access from third parties, for example, by the authorized Fingerprint verification of the person Content of the mobile data carrier releases.

Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bedarf es einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels, insbesondere eines Flugzeuges, mit wenigstens einer von der Person, die sich an einem Steuerplatz innerhalb des Verkehrsmittels befindet, biometrische Daten erfassenden Sensoreinheit, einer rechnergestützten Verarbeitungseinheit, die die erfassten biometrischen Daten aufbereitet und mit abgespeicherten personenspezifischen Referenzdaten abgleicht, sowie einer autonom arbeitenden Steuereinheit, die aktivierbar ist und die automatische Steuerung des Verkehrsmittel übernimmt.To perform the above The method requires a verification device according to the invention authorized persons to control a means of transport, in particular of an airplane, with at least one of the person who is located at a control point within the means of transport, biometric Data-collecting sensor unit, a computer-assisted processing unit, which processes the recorded biometric data and saves it with compares person-specific reference data, as well as an autonomous working control unit that can be activated and the automatic Control of the means of transport takes over.

So gilt es alle erforderlichen Komponenten in das Hardwareumfeld des jeweiligen Steuerstandes einzubetten. Die Hardwarekomponenten umfassen dabei hauptsächlich den Kartenleser, den Rechner sowie die Kamera, wobei alle Komponenten möglichst klein ausgebildet sein müssen, um dem geringen Platzangebot bspw. in einem Cockpit Rechnung zu tragen.So all the necessary components apply embedded in the hardware environment of the respective control station. The hardware components mainly include the card reader, the Computer and the camera, with all components as possible have to be small, to account for the limited space available, for example in a cockpit wear.

Im weiteren sei die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Überwachungssystem kurz beschrieben:
Verhält sich eine unbefugte Person in einem Cockpit so, dass eine Entführung des Flugzeuges an einen anderen Zielort befohlen wird, so kann die befugte Person, d.h. der Pilot seinen Anweisungen Folge leisten, um das Leben der Personen im Flugzeug nicht zu gefährden. Diese Form der Flugzeugentführung ist eine bekannte und in der Vergangenheit angewandte Form des Terrorismus.The mode of operation of the monitoring system according to the invention is briefly described below:
If an unauthorized person in a cockpit behaves in such a way that a hijacking of the aircraft is ordered to another destination, the authorized person, ie the pilot, can follow his instructions in order not to endanger the lives of the people in the aircraft. This form of hijacking is a well-known and used form of terrorism in the past.

Verhält sich die unbefugte Person jedoch derart, dass sie die Steuerung des Flugzeuges selbst übernimmt und die befugten Personen im Cockpit ausschaltet, so wird dies vom Überwachungssystem erkannt und eine Steuereinheit, die den Autopilot des Flugzeuges umfasst, aktiviert. Nach Aktivierung der Steuereinheit, die vollständig autonom arbeitet, d.h. ohne die Möglichkeit bspw. den Autopilot von einer nicht autorisierten Person zu manipulieren, wird das Flugzeug kontrolliert auf einen nächstliegenden, geeigneten Flugplatz gelandet. Dieser Vorgang ist irreversibel.The unauthorized person behaves however, in such a way that it takes control of the aircraft itself and switches off the authorized persons in the cockpit, this is recognized by the monitoring system and a control unit that includes the autopilot of the aircraft, activated. After activation of the control unit, which is completely autonomous works, i.e. without the possibility e.g. manipulate the autopilot by an unauthorized person, the aircraft is checked at a suitable airfield nearest to it landed. This process is irreversible.

Hiervon ist jedoch die Aktivierung des Autopiloten durch eine Fehlfunktion oder durch eine vom Piloten durchzuführende Routinefunktion im Cockpit zu unterscheiden. In diesem Fall kann bspw. die befugte Person durch eine erneute Authentisierung einen fehlerhaften Vorgang stoppen, d.h. dieser Vorgang ist reversibel.However, this is the activation of the car distinguish pilots by a malfunction or by a routine function to be carried out by the pilot in the cockpit. In this case, for example, the authorized person can stop a faulty process by re-authenticating, ie this process is reversible.

Die Überprüfung der Cockpitbesatzung während eines Fluges kann in kurzen Zeitintervallen, z.B. alle 5 Minuten, wiederholt werden, wobei eine sequentielle Durchführung der Gesichts- und Iriserkennung sinnvoll ist. Es kann auch lediglich die Gesichtserkennung zur Authentisierung herangezogen werden, die für die befugten Personen unmerklich im Hintergrund erfolgt. Sollte die Erkennung nicht positiv verlaufen kann man für diesen Fall den Iris-Scan hinzunehmen.Checking the cockpit crew during a Flight can take place in short time intervals, e.g. every 5 minutes, repeated be a sequential implementation of face and iris recognition makes sense. It can also only use face recognition for authentication be used for the authorized persons are carried out imperceptibly in the background. Should In this case, the detection cannot be positive, the iris scan to accept.

Eine Authentisierung kann auch jeweils nach einer Änderung der Flugroute notwendig werden oder bei Rückkehr der befugten Person auf seinen Platz.Authentication can also be done in each case after a change the flight route becomes necessary or when the authorized person returns to its place.

Hat die befugte Person kurzzeitig ihren Platz verlassen und sich aus dem Gesichtsfeld der Kamera entfernt, so muss sie bei der Rückkehr auf den Platz als befugte Person wiedererkannt werden.Has the authorized person briefly leave their place and move away from the field of view of the camera, so it must on return be recognized as an authorized person.

Das System kann aber auch derart ausgestaltet sein, dass nach der erfolgreichen Authentisierung nach Flugbeginn das Sicherheitssystem in einen „stand by Modus" versetzt wird und lediglich im Gefahrenfall über einen „panic button" aktiviert wird und damit dann im vollen Umfang zur Verfügung steht.The system can also do this be designed that after successful authentication At the start of the flight the security system is put into a "stand by mode" and only in the event of danger a “panic button "activated and is then fully available.

Im Falle einer von dem System als unbefugt erkannten Person wird die Steuerung des Flugzeuges vorzugsweise nicht plötzlich dem Autopiloten übergeben. Vielmehr wird die Aktivierung in Schritten angekündigt, wobei in gewissen Zeitspannen bestimmte Authentisierungprozesse vorzunehmen sind. Fehlfunktionen können hierdurch vermieden werden.In the case of one of the system as Control of the aircraft is preferred to unauthorized persons not suddenly handed over to the autopilot. Rather, the activation is announced in steps, with certain periods of time certain authentication processes have to be carried out. malfunction can hereby avoided.

Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Sicherheitssystems VAP I (Verification of Authorized Persons) liegt in der Sicherung von Menschen, seien es Personen, die sich im Flugzeug befinden, seien es Personen, die sich auf dem Boden in Gebäuden befinden. Diese bessere Absicherung erfolgt unter Verwendung der neuesten Entwicklungen von Software (Biometrie, Flugzeugnavigation) und Hardware. Die Zuverlässigkeits- sowie Sicherheitskriterien, die für den Flugverkehr Anwendung finden, werden von diesem System nicht beeinflusst und überdies eingehalten.The advantage of the security system described above VAP I (Verification of Authorized Persons) lies in the security of people, be they people on the plane, be it people who are on the floor in buildings. This better Hedging is done using the latest developments of software (biometrics, aircraft navigation) and hardware. The reliability as well as security criteria that apply to air travel find are not affected by this system and moreover respected.

Claims

Procedure for verification of authorized persons for control a means of transport in which the person to be verified before a takeover the control of the means of transport and / or during the control of the means of transport biometric data are collected from the person using reference data be compared, and in the event of no match between the recorded biometric data and the reference data a control taking over the means of transport, autonomously operating control unit is activated.

A method according to claim 1, characterized in that the Acquisition of the biometric data of the person as well as the comparison repeated with reference data n times, should follow the previous one Comparison no match between the recorded biometric data and the reference data, before the control unit is activated.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that to record personal biometric data Face, voice, fingerprint and / or iris recognition can be performed.

A method according to claim 3, characterized in that a Face and iris recognition can be carried out sequentially or simultaneously.

A method according to claim 3 or 4, characterized in that Face recognition includes the following steps: - Optical Capturing the face of the person to be verified, - extract at least one physiognomic feature from the optically recorded Face, - To compare of the extracted feature with at least one reference profile - Determine conformity or non-compliance between the extracted feature and the reference profile.

A method according to claim 3 or 4, characterized in that Iris detection includes the following steps: - Optical Detection of the iris of the person to be verified, - extract at least one randotypical feature from the optically recorded Iris, - To compare the extracted feature with at least one reference profile and - Determine conformity or non-compliance between the extracted feature and the reference profile.

Method according to one of claims 3 to 6, characterized in that that the iris recognition has a greater weight is attributed, i.e. the face will not, however the If the person's iris is correctly recognized, the person is considered verified.

Method according to one of claims 3 to 7, characterized in that before and / or during When the person controls the means of transport, at least the facial recognition is repeated with time intervals and / or if certain events are carried out in the area of the person, if there is no correspondence between the recorded biometric data and the reference data, then the iris recognition should be carried out If no match is found, the control unit is activated

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the reference data are stored on a mobile data carrier transferred from this to a system located locally in the means of transport the comparison between the biometric data and the reference data.

A method according to claim 9, characterized in that in addition the current control of the means of transport in the reference data relevant data, such as route selection etc., are stored on the mobile data carrier become.

A method according to claim 9 or 10, characterized in that those on the mobile disk stored data secured cryptographically and / or biometrically become.

A method according to claim 11, characterized in that the cryptographic security using at least one digital signature is guaranteed.

A method according to claim 11, characterized in that the biometric security is carried out using a fingerprint check.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the means of transport is a motor vehicle, a train or a ship is that controls when the autonomously operating control unit is activated is brought to a standstill.

Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the means of transport is an airplane that is activated when the autonomously operating control unit through this to a nearest one and for the implementation a fully automated landing controlled airfield is landed.

Device for verifying authorized persons for control a means of transport, with at least one of the person who is at a control point within the means of transport, biometric Data-collecting sensor unit, a computer-assisted processing unit, which processes the recorded biometric data and saves it with compares person-specific reference data, as well as an autonomous working control unit that can be activated and the automatic Control of the means of transport takes over.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the Sensor unit has at least one camera that is in the means of transport is integrated that the camera at least the head area of a person located at the control place.

Apparatus according to claim 17, characterized in that the Camera for both facial and iris imaging the person at the helm is suitable.

Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that that the sensor unit has at least one scanning device, those for recording the iris and / or the fingerprint at the control station located person is suitable.

Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that that the sensor unit has at least one microphone with a voice recognition device has to record the voice of those at the helm Person is suitable.

Device according to one of claims 16 to 20, characterized in that that the processing unit has a memory area in which the reference data can be read.

Device according to one of claims 16 to 21, characterized in that that the person-specific reference data on a mobile, from of the person Storage medium are included.

Apparatus according to claim 22, characterized in that the person-specific reference data stored on the storage medium by means of digital signature secured cryptographically and / or biometrically are.

Device according to one of claims 16 to 23, characterized in that that the means of transport is a train, a motor vehicle or a ship is, and that the autonomously operating control unit according to an individual Predeterminable control strategy controls the means of transport Brings to a standstill.

Device according to one of claims 16 to 24, characterized in that the means of transport is an aircraft, in which the sensor unit is mounted in the cockpit, and that the control unit comprises the autopilot of the aircraft, which is completely autonomous after activation of the control unit works without the possibility to manipulate it by an unauthorized person.

Device according to claim 25, characterized in that the After activation, the control unit controls the autopilot in such a way that the aircraft is fully automatic according to a predefinable control strategy is navigable.