DE19748406A1

DE19748406A1 - Verfahren zur Erkennung einer Benutzungsberechtigung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE19748406A1
Application number: DE19748406A
Authority: DE
Inventors: Ralf Bergholz; Stefan Milch; Rudolf Mai
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Benutzungsberechtigung eines Kraftfahrzeuges mit einer opto-elektronischen Verarbeitungseinrichtung (1) zur Identifizierung eines Fahrzeugbenutzers, wobei in Abhängigkeit mindestens eines Identifizierungssignals (I1, I2) der Bildverarbeitungseinrichtung (4), welches mit einem abgespeicherten Referenzsignal (R1, R2) verglichen wird, Sperrfunktionen (10) zur Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges gesteuert werden. Dabei sind erfindungsgemäß zur Erzeugung des Identifizierungssignals (I2) Mittel vorgesehen, welche wenigstens eine Körperaktion (13) des momentanen Fahrzeugbenutzers aufnehmen und zu dem Identifizierungssignal (I2) umwandeln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Benutzungsberechtigung eines Kraftfahrzeuges mit einer Verarbeitungseinrichtung, insbesondere einer optoelektronischen Bildverarbeitungseinrichtung, zur Identifizierung eines Fahrzeugbenutzers, wobei in Abhängigkeit mindestens eines Identifizierungssignals der Bildverarbeitungseinrichtung, welches mit einem abgespeicherten Referenzsignal verglichen wird, Sperrfunktionen zur Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs gesteuert werden.

Als Diebstahlschutzeinrichtung, beispielsweise Wegfahrsperre, und zum Verhindern einer unbefugten Benutzung eines Kraftfahrzeuges ist es aus der DE 44 16 507 A1 bekannt, mittels eines Bildverarbeitungssystems Körpermerkmale, wie beispielsweise eine Gesichts- oder Kopfform, auszuwerten, mit einem zuvor abgespeicherten Referenzmerkmal zu ver gleichen und anschließend Sperrfunktionen aufzuheben, wenn der momentane Fahrzeug benutzer als berechtigt identifiziert wurde, oder umgekehrt Sperrfunktionen, wie eine Weg fahrsperre, zu aktivieren, wenn der momentane Fahrzeugbenutzer nicht als berechtigt iden tifiziert werden konnte.

Dieses bekannte Verfahren stößt allerdings dort an seine Grenzen, wo die Körpermerkmale von ähnlichen Personen und insbesondere von Zwillingen geprüft werden, da deren Körpermerkmale derart ähnlich sind, daß entweder bei der Identifizierung die Zwillinge nicht mit hinreichender Sicherheit unterschieden werden können, oder andererseits die Identifizie rung so scharf erfolgt, daß selbst der berechtigte Fahrzeugbenutzer nicht immer oder nicht mit ausreichender Sicherheit als berechtigt identifiziert wird. Des weiteren gibt es Dieben eine Handhabe, die berechtigte Person zu zwingen, das Fahrzeug während der Straftat weiterzuführen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbessertes Verfahren der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei die obengenannten Nachteile über wunden werden und auch Personen mit sehr ähnlichen bis fast identischen Körpermerkma len hinreichend sicher unterschiedlich identifiziert werde.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Erzeugung des Identifizierungssignals Mittel vorgesehen sind, welche wenigstens eine Körperaktion des momentanen Fahrzeug benutzers aufnehmen und zu dem Identifizierungssignal umwandeln.

Dies hat den Vorteil, daß eine zusätzliche Absicherung bei sich sehr stark ähnelnden Perso nen oder bezüglich eines Versuchs der kriminellen Überwindung der Berechtigungsidentifi kation mittels Fotografien (Stehlen) oder durch den Versuch einer erzwungene Identifizie rung (Entführung) gegeben ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Körperaktion eine Körperbewe gung, eine Körperhaltung, eine Gesichtsmimik eine Betätigung eines gegenständlichen Elementes des Kraftfahrzeuges und/oder eine Abfolge eines oder mehrere dieser Körper aktionen.

Für eine noch schärfere Berechtigungsidentifikation wird in vorteilhafter Weise zusätzlich in Kombination ein Körpermerkmal, beispielsweise des Kopfes, des momentanen Fahrzeug benutzers aufgenommen, in ein Identifizierungssignal umgewandelt und mit einem Refe renzsignal verglichen.

Zweckmäßigerweise weist die Bildverarbeitungseinrichtung eine CCD-Kamera und/oder das Mittel zur Erzeugung des Identifizierungssignals einen zusätzlichen Hebel auf. Letzterer kann dann zur Betätigung in einer vorbestimmten Weise zur Berechtigungsidentifizierung verwendet werden, wobei natürlich nur der Berechtigte die Richtige Art und Weise der Betä tigung kennen darf. Mit der CCD-Kamera können beispielsweise Körperbewegungen oder - haltungen des momentanen Fahrzeugbenutzers aufgenommen und mit einer Referenz ver glichen werden.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens weist das Mittel zur Erzeugung des Identifizierungssignals eine Einrichtung zur Über wachung wenigstens eines im Kraftfahrzeug angeordneten betätigbaren Elementes auf. Dabei ist das wenigstens eine betätigbare Elemente bevorzugt ein Blinkerhebel, ein Schei benwischerbetätigungshebel, ein Gaspedal, ein Bremspedal, ein Kupplungspedal, ein Fen sterheber, ein Lenkrad, bin Gangwahlhebel und/oder ein Lichtschalter oder ähnliches.

Dadurch, daß das Mittel zur Erzeugung des Identifizierungssignals eine Fuzzy-Logic-Einrich tung umfaßt, wird in besonders vorteilhafter Weise eine Identifizierung zur Verfügung gestellt, welche typische Verhaltensmuster des momentanen Fahrzeugbenutzers auswertet. Der berechtigte Benutzer muß hierbei kein vereinbartes Signal mehr auswendig lernen, sondern umgekehrt lernt das Identifikationssystem seinen Benutzer zu identifizieren, so wie beispielsweise Entenküken gleich nach dem Ausschlüpfen auf ihre Mutter geprägt werden oder wie Eltern auch ihre eineiigen Zwillinge unterscheiden können.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wenigstens eine Körperaktion aufgenom men und ausgewertet. Diese Körperaktion kann unterschiedlichster Natur sein. Beispiels weise eine vereinbarte Körperbewegung mit dem Kopf oder den Händen, welche optisch von einer Kamera aufgenommen und weiter verarbeitet wird. Jedoch ist auch eine Sensierung von Betätigungen von im Fahrzeug angeordneten betätigbaren Elementen durch entspre chende Sensoren möglich. Hierbei führt der momentane Fahrzeugbenutzer eine oder meh rere Betätigungsaktionen mit dem Körper aus, die einem vereinbarten, zuvor gespeicherten Signal entsprechen und natürlich, wie ein Geheimcode, nur dem oder den Berechtigten Per sonen bekannt sein dürfen.

Die aufgenommene Körperaktion wird dann in ein Identifizierungssignal umgewandelt, welches dann weiter mit einem abgespeicherten Referenzsignal verglichen wird. Stimmen die miteinander verglichenen Signale exakt oder in einer vorbestimmten Bandbreite überein, so wird eine Sperrfunktion deaktiviert oder ggf. nicht aktiviert. Ist der Vergleich jedoch nega tiv, dann wird eine Sperrfunktion aktiviert oder ggf. nicht aufgehoben. Die zulässige Band breite entscheidet dabei darüber, wie scharf zwischen zwar verschiedenen aber ähnlichen Personen unterschieden wird.

Die auf diese Weise realisierte Wegfahrsperre verhindert ein unbefugtes Benutzen oder Stehlen des Fahrzeuges durch Unberechtigte.

Vorteilhaft ist auch eine zusätzliche Fuzzy-Logic-Einrichtung, welche in einem Selbstlernpro zeß typische Körperaktionen eines berechtigten Benutzers, beispielsweise über eine vor bestimmte Zeit nach dem Einsteigen, erfaßt und zur Berechtigungsidentifikation speichert und mit später aufgenommene Körperaktionen eines momentanen Fahrzeugbenutzers ver gleicht. Solche Körperaktionen können wiederum Körperbewegungen, -haltungen, Betäti gungen von Elementen im Fahrzeug und/oder eine Abfolge eines oder mehrerer dieser sein.

Des weiteren besteht eine Möglichkeit darin, die Verarbeitungseinrichtung bei dem Erfassen einer Person auf dem Fahrersitz zu aktivieren. Die Sensierung dieser Person erfolgt dabei vorteilhafterweise über einen Sitzschalter am Fahrersitz. Das hat den wesentlichen Vorteil, daß ein Entwenden des Fahrzeuges während eines Halts, beispielsweise an einer Ampel, verhindert werden kann. Bei einem Fahrertausch wird auf dem Fahrersitz ein Personen wechsel festgestellt und die Bildverarbeitungseinrichtung gestartet, die dann ein Identifizie rungssignal erzeugt. Wird eine unberechtigte Person ermittelt, werden die Sperrfunktionen aktiviert und das Fahrzeug kann nicht in Betrieb gesetzt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden in Abhängigkeit des Identifizie rungssignals bei erkannter Benutzungsberechtigung abgespeicherte personenabhängige Komforteinstellungen, wie die Einstellung von Sitzpositionen und Spiegeleinstellungen vor genommen.

Nur bei Erkennen eines für den berechtigen Fahrzeugbenutzers typischen Verhaltens musters wird das so erzeugte Identifizierungssignal mit einem abgespeicherten Referenz signal übereinstimmen und keine Sperrfunktion aktiviert bzw. ggf. eine Sperrfunktion aufge hoben. Hierbei könne auch in Kombination mittels einer Kamera aufgenommene Körper merkmale, Körperaktionen und/oder Betätigungen von im Kraftfahrzeug angeordneten betätigbaren Elementen ausgewertet werden. Bei nicht eindeutig positiver Identifikation kann dann ein zusätzliches Identifikationsmerkmal hinzugezogen oder verlangt werden, wie bei spielsweise ein Körpermerkmal oder die Eingabe einer PIN-Nummer.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren der Berechtigungsidentifikation kann in vorteilhafter Weise auch mit der oben erwähnten bekannten Identifikation mittels eines Körpermerkmals kombiniert werden, so daß die Unterscheidung verschiedener Personen sehr scharf erfolgt und auch sehr ähnliche Personen, wie beispielsweise Zwillinge, mit hinreichender Sicherheit unterschieden werden können.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in der Figur gezeigte Verarbeitungseinrichtung 1 besteht aus einer CCD-Kamera 4 zur Aufnahme spezieller Körpermerkmale 2 und Umwandlung in ein Identifizierungssignal 11 der auf dem Fahrersitz befindlichen Person. Dazu eignen sich beispielsweise das Gesicht bzw. Teile des Gesichtes, jedoch auch ein Fingerabdruck.

Optimal kann dabei die Szene mit einer Lichtquelle 5 im nahen IR-Spektralbereich zur Erhö hung der Auswertesicherheit beleuchtet werden, um die aufzunehmende Person nicht zu blenden. Eine Vergleichseinrichtung 3 vergleicht das Identifizierungssignal 11 mit in ihrem Speicher 11 vorhandenen Referenzsignalen R1 von zur Benutzung des Fahrzeuges berech tigten Personen. Die Abspeicherung der Referenzsignale R1 erfolgt bei der erstmaligen Benutzung des Fahrzeuges durch die zu berechtigende Person. Dazu wird in eine Leseein richtung 7 ein Identifizierungscode C, beispielsweise über eine Codekarte 8 eingegeben. Aufgrund eines gültigen Identifizierungscodes C werden die von der CCD-Kamera 4 aufge nommenen Körpermerkmale 2 der berechtigten Person in dem Speicher 11 als Referenz signale R1 abgelegt. Dadurch hat der berechtigte Benutzer des Fahrzeuges die Wahl, wel ches spezifische Merkmal er als Referenz verwenden will. Neben der allgemeinen Benut zungsberechtigung kann die Codekarte 8 auch weitere Informationen über die Dauer und die Art und Weise der Benutzungsberechtigung oder auch fahrzeugspezifische Daten enthalten, in deren Abhängigkeit die Benutzungsberechtigung aller oder einzelner berechtigter Perso nen gegebenenfalls eingeschränkt werden kann.

Die Eingabe des Identifizierungscodes C ist lediglich bei der ersten Benutzung des Fahrzeu ges durch die zu berechtigende Person bzw. bei der ersten Benutzung eines Benutzungs zyklusses vorzunehmen. Die Codekarte 8 muß also nicht bei jedem Fahrtantritt mitgeführt werden.

Um die Benutzung des Fahrzeuges durch eine nicht berechtigten Person, die jedoch einer berechtigten Person ähnlich sieht, zu verhindern, ist zusätzlich vorgesehen, definierte Kör peraktionen 13 des momentanen Fahrzeugbenutzers mit der bereits vorhandenen CCD- Kamera 4 oder auch einer weiteren nicht dargestellten CCD-Kamera aufzunehmen. Eine solche Körperaktion kann eine Körperbewegung, eine Körperhaltung, eine Gesichtsmimik, eine Betätigung eines gegenständlichen Elementes und/oder eine Abfolge eines oder meh rerer dieser Körperaktionen sein.

Die aufgenommene Körperaktion wird nach ihrer Aufnahme und Umwandlung in ein Identi fizierungssignal 12 ebenfalls in der Vergleichseinrichtung 3 mit Referenzsignalen R2, die aus dem Speicher 11 abgerufen werden, verglichen, die Abspeicherung bzw. Änderung der Referenzsignale R2 erfolgt auf die gleiche Weise wie die Abspeicherung der Referenzsignale R1, wobei die Möglichkeit besteht, beide gleichzeitig in einem Verfahrensschritt oder getrennt abzuspeichern.

Die zusätzliche Verwendung von Körperaktionen für die Erkennung von Benutzungsberech tigungen hat weiterhin den Vorteil, daß ein potentieller Dieb durch Verwendung von berech tigten Personen nicht in der Lage ist, das Fahrzeug zu entwenden. Es versteht sich von selbst, daß dem berechtigten Benutzer die Möglichkeit gegeben ist, durch einen wiederhol ten Speichervorgang die Referenzmerkmale R2 zu ändern.

Bei einer wiederholten Benutzung des Fahrzeuges gibt nach der Prüfung der aktuell aufgenommenen Körpermerkmale und -aktionen mit den abgespeicherten Referenzdaten R1, R2 die Vergleichseinrichtung 3 ein Berechtigungssignal S an die zentrale Datenverarbei tungseinrichtung 9, die wiederum in Abhängigkeit des Berechtigungssignals S Steuersignale A1 für sensitive Sperrfunktionen 10 des Fahrzeuges erzeugt. Bei berechtigter Benutzung werden die sensitiven Sperrfunktionen des Fahrzeuges, wie die Unterbrechung der Stromzufuhr der Kraftstoffpumpe P und die Deaktivierung von Steuergeräten M aufgehoben.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine unberechtigte Benutzung des Fahr zeuges ausgeschlossen werden. Die Überprüfung der Benutzungsberechtigung wird beim Ausführungsbeispiel durch die Betätigung des Sitzschalters 6 am Fahrersitz ausgelöst. Somit kann auch ein unberechtigtes Benutzen des Fahrzeuges nach einem kurzen Halt an einer Ampel oder Kreuzung ausgeschlossen und ein sogenanntes "Car napping" verhindert werden.

Neben der Prüfung der Benutzungsberechtigung können bei berechtigten Personen mit der Vorrichtung über das Steuersignal A2 auch personenabhängige Einstellungen von Fahrzeugkomponenten 12, wie Sitz oder Spiegel gesteuert werden. Dazu werden die von der Person bei erstmaliger Benutzung vorgewählte Komforteinstellungen abgespeichert und bei der nächsten Benutzung automatisch eingestellt.

Bezugszeichenliste

1

Verarbeitungseinrichtung

2

Körpermerkmal, Identifizierungssignal

3

Vergleichseinrichtung

4

CCD-Kamera

5

Lichtquelle

6

Sitzschalter

7

Leseeinrichtung

8

Codekarte

9

Datenverarbeitungseinrichtung

10

Sperrfunktionen

11

Speicher

12

Komforteinstellung

13

Körperaktion, Identifizierungssignal
R1 Referenzsignal
R2 Referenzsignal
C Identifizierungscode
S Berechtigungssignal
P Kraftstoffpumpe
A1 Steuersignal
A2 Steuersignal
M Steuergerät
I1 Identifizierungssignal
I2 Identifizierungssignal.

Claims

1. Verfahren zur Erkennung einer Benutzungsberechtigung eines Kraftfahrzeuges mit einer Verarbeitungseinrichtung zur Identifizierung eines Fahrzeugbenutzers, wobei in Abhängigkeit mindestens eines Identifizierungssignals der Verarbeitungseinrichtung, welches mit einem abgespeicherten Referenzsignal verglichen wird, Sperrfunktionen zur Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Identifizierungssignals (I2) Mittel vorgesehen sind, welche wenigstens eine Körperaktion (13) des momentanen Fahrzeugbenutzers aufnehmen und zu dem Identifizierungssignal (I2) umwandeln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (1) eine opto-elektronische Bildverarbeitungseinrichtung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körperaktion (13) eine Körperbewegung, eine Körperhaltung, eine Gesichtsmimik eine Betätigung eines gegenständlichen Elementes des Kraftfahrzeuges und/oder eine Abfolge eines oder mehrere dieser Körperaktionen ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in Kombination ein Körpermerkmal (2), beispielsweise des Kopfes, des momentanen Fahrzeugbenutzers aufgenommen, in ein Identifizierungssignal (I1) umgewandelt und mit einem Referenzsignal (R1) verglichen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (1) eine CCD-Kamera (4) aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erzeugung des Identifizierungssignals (I2) eine Einrichtung zur Über wachung wenigstens eines im Kraftfahrzeug angeordneten betätigbaren Elementes aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine betätigbare Elemente ein Blinkerhebel, ein Scheibenwischer betätigungshebel, ein Gaspedal, ein Bremspedal, ein Kupplungspedal, ein Fenster heber, ein Lenkrad, ein Gangwahlhebel und/oder ein Lichtschalter oder ähnliches ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erzeugung des Identifizierungssignals (I1, I2) eine Fuzzy-Logic- Einrichtung umfaßt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des Steuersignals (A2) personenabhängige Komforteinstellungen (12) erfolgen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (1) beim Erfassen einer Person auf dem Fahrersitz aktiviert wird.