(57)【要約】【課題】  複数の認証対象者を同時に認証することが可能な認証装置を提供することを課題とする。【解決手段】  複数の重量測定ユニット１−１〜１−ｎによって構成される重量測定床１０を複数の認証対象者が通過すると、各重量センサ部１１Ｒ，１１Ｌによる測定結果がコントローラ２を介して時間情報と共に情報処理装置３に通知される。情報処理装置３は、各人称対象者を分離し、重心移動等の歩行データを求め、記憶されているデータと比較し、一致すれば認証許可を与える。また全ての認証対象者の歩行データが一致せずとも特定の人物が許可されたり、特定人数以上の人が許可されれば全員を許可とするように構成することも出来る。【選択図】      図３
2005078228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の人の身体的特徴データを記憶する記憶手段と、
複数の認証対象者それぞれから身体的特徴データを取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した複数の身体的特徴データを、前記記憶手段に記憶されている身体的特徴データと比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記複数の身体的特徴データの全体に規定値以上の一致が認められたとき、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与える認証手段と
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項２】
前記身体的特徴を示すデータは、歩行時の体重移動に基づくものであり、前記取得手段は、前記複数の認証対象者それぞれから前記身体的特徴データを、床に設けられた荷重センサによる測定値から一度にまとめて取得し、前記認証手段は、前記比較手段によって一度にまとめて取得された複数の身体的特徴データの比較を行った後に、その一度にまとめて取得された複数の身体的特徴データ全体としての認証判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、前記複数の人各々が所属するグループを示す情報を前記身体的特徴データと関連付けて記憶し、前記比較手段は、前記記憶手段内の前記身体的特徴データの内、認証対象者の属するグループと同一のグループのものと比較し、前記認証手段は、前記複数の認証対象者の中に特定値以上の人数が前記グループに属する人であると認証されるとき、前記複数の認証対象者全ての人に認証許可を与えることを特徴とする請求項１又は２に記載の認証装置。
【請求項４】
前記認証手段は、前記複数の認証対象者の中に、前記記憶手段に記憶されている前記身体的特徴データとの一致の度合いが第１の規定値より高い認証対象者が第１の規定数よりも多くいる場合、或いは、前記一致の度合いが前記第１の規定値より低い第２の規定値より高い認証対象者が第１の規定数より大きい第２の規定数よりも多くいる場合に、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の認証装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記複数の人各々がマスタであるか否かを示す情報を前記身体的特徴データと関連付けて記憶し、前記認証手段は、前記マスタである人が認証されたとき、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の認証装置。
【請求項６】
複数の認証対象者の歩行に対する特徴を示すデータを同時に測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果から、前記各認証対象者の重心移動のパターンを取得する手段と、
予め記憶されている認証データと前記各認証対象者の重心移動のパターンを比較し、両者が同一人物のものであると認識されると、前記各認証対象者に認証許可を与える認証手段と、
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項７】
前記測定手段は、板の両端に荷重センサを設けたユニットを床の上に複数並べた構成であることを特徴とする請求項６に記載の認証装置。
【請求項８】
認証処理を行なう情報処理装置で実行されるプログラムであって、
複数の認証対象者それぞれから身体的特徴を示すデータを取得する機能と、
前記取得手段が取得した身体的特徴を示すデータと、記憶されている認証データを比較する機能と、
前記比較の結果、規定数以上の人数が認証許可されたとき、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与える機能と、
を実現するプログラム。
【請求項９】
認証処理を行なう情報処理装置で実行されるプログラムであって、
複数の認証対象者による歩行から得られる測定データから、該複数の認証対象者の重心移動のパターンを求める機能と、
予め記憶されている認証データと前記重心移動のパターンを比較し、両者が同一人物のものであると認識されると、前記認証対象者に認証許可を与える機能と、
を実現するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人認証についての技術に関し、更に詳しくは、人間の歩行動作による認証技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋、声紋、虹彩等、個人の持つ身体的特徴等から個人を特定する個人認証の技術としては様々なものが現在研究されているが、そのうちの１つとして、人間の歩行動作を検出、解析して個人認証に用いるものがある。
一例として挙げる特許文献１に開示されている方法では、認証対象者を圧力センサの上を歩かせ、人間の歩行動作による２次元の圧力分布を一定時間間隔で取得して、時系列圧力分布画像を求め、これから歩行の特徴を表すパラメータを検出し、これをその人間の歩行動作の特徴を示すパラメータとして表示している。
【特許文献１】特開平９−９１４３７号公報（図１、図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、指紋、声紋、虹彩等の身体的特徴を利用した認証を行う場合には、認証対象者が、指紋センサー、マイク、カメラレンズ等の入力装置の設置されている場所を探して自分の指、口、目などをこれらの入力装置に接触させるか近づける等の特定の動作を行う必要があり非常にわずらわしかった。また、これらの入力装置は、一度に一人づつしか入力処理を行うことができないため、複数の人の認証を行う場合には、順番待ちのために時間がかかってしまうという問題点があった。従来の歩行動作による個人認証においても、一人の人間を対象にしており、複数の人間の認証は考慮されておらず、また、歩行動作を検出する検出装置の設置場所や設置状態に関しても考慮されていなかったので上記問題点を解決することはできなかった。
【０００４】
本発明は、歩行動作のような人間が通常行う動作であり、複数の人からのデータを一度に素早く取得することが容易な身体的特徴を利用して、複数の人間の認証を容易かつ素早く行うことのできる認証装置及びプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決する為、本発明による認証装置は、記憶手段、取得手段、比較手段及び認証手段を備える。
記憶手段は、複数の人の認証データを記憶する。
取得手段は、複数の認証対象者それぞれから身体的特徴を示すデータ、例えば歩行時の体重移動に基づくものを取得する。
【０００６】
比較手段は、前記取得手段が取得した身体的特徴を示すデータと、前記記憶手段に記憶されている認証データを比較する。
認証手段は、前記比較手段による比較の結果、規定数以上の人数が認証許可されたとき、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与える。
【０００７】
認証手段による許可の条件としては、例えば、前記記憶手段は、前記複数の人各々が所属するグループを示す情報を前記身体的特徴データと関連付けて記憶し、前記比較手段は、前記記憶手段内の前記身体的特徴データの内、認証対象者の属するグループと同一のグループのものと比較し、前記認証手段は、前記複数の認証対象者の中に特定値以上の人数が前記グループに属する人であると認証されるときに、前記複数の認証対象者全ての人に認証許可を与える。
【０００８】
または、前記複数の認証対象者の中に、前記記憶手段に記憶されている前記身体的特徴データとの一致の度合いが第１の規定値より高い認証対象者が第１の規定数よりも多くいる場合、或いは、前記一致の度合いが前記第１の規定値より低い第２の規定値より高い認証対象者が第１の規定数より大きい第２の規定数よりも多くいる場合に、認証手段は、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与える。
【０００９】
或いは、前記記憶手段は、前記複数の人各々がマスタであるか否かを示す情報を前記身体的特徴データと関連付けて記憶し、前記認証手段は、前記マスタである人が認証されたとき、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与える。
本発明による別形態の認証装置は、複数の認証対象者の歩行に対する特徴を示すデータを同時に測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果から、前記各認証対象者の重心移動のパターンを取得する手段と、予め記憶されている認証データと前記各認証対象者の重心移動のパターンを比較し、両者が同一人物のものであると認識されると、前記各認証対象者に認証許可を与える認証手段と、を備える。この形態の場合、前記測定手段は、例えば板の両端に荷重センサを設けたユニットを複数並べた構成である。
【００１０】
また、本発明は認証処理を行なう情報処理装置で実行されるプログラムもその範囲に含む。
本発明によれば、取得手段が複数の認証対象者の身体的特徴を示すデータを用いて認証を行ない、規定数以上の人数が認証許可されたとき、前記複数の認証対象者全てに認証許可を与えるので、複数の認証対象者を同時に処理することが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の認証対象者からの身体的特徴データを一度に素早く取得して認証を行なうことが出来るので、従来のように一人ずつ順番に認証を行なう場合に比して、認証にかかる時間を短縮することが出来る。また認証を受ける側は、認証のための動作を意識的に行う必要がなく、会話をしながら通路を歩くなど、通常動作の中で自然に認証処理が完了するので、認証対象者に特別な負担をかけることがない。また重量測定床を通路内に隠蔽して設置すれば、認証対象者に対して知られることなく認証処理を行なうことが出来る。
【００１２】
また複数の認証対象者の認証判定を総合的に行っているため、例えば、同じグループの中にあまり身体的特徴のない人や未登録の人が含まれている場合でも、容易かつ確実に認証を行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
本実施形態では、複数の認証対象者を同時に重量測定床１０上を通過させ、その歩行動作の特徴量を抽出して認証処理を行なう。
図１（ａ）は、本実施形態で用いる重量測定床を構成する重量測定ユニットの構成原理を示す図で、同図（ｂ）はその俯瞰図である。本実施形態では、この重量測定ユニットを並べた重量測定床上に複数の認証対象者を同時に歩行させ、その歩行動作から個人認証を行なう。
【００１４】
同図の重量測定ユニット１は、２つの重量センサ部１１（１１Ｒ，１１Ｌ）及び板部１２より構成されている。
重量センサ部１１は、板部１２に新たに加わった重量を検出し、電気信号として出力する重量センサで、板部１２に加わった重量に比した電流値を不図示の信号線から出力する。板部１２は床板を構成する縦数ｃｍ〜数１０cm、横２〜３ｍの横長の板で、たわみや曲がりが少ない鉄板や木板によって構成される。この板部１２上に認証対象者の足裏が乗るとその重量が横方向の両端に設けられた重量センサ部１１によって計測される。
【００１５】
図２は、図１に示した重量測定ユニット１によって構成される重量測定床１０の構成を示す図である。この重量測定床１０上を認証対象者が歩くことにより、その歩行動作の特徴点を抽出して認証処理を行なう。重量測定床１０は、図２に示すように複数(同図ではｎ個)の重量測定ユニット１を５ｍ程度並べて構成される。
【００１６】
認証対象者が重量測定床１０を歩くと、その足裏が乗っている重量測定ユニット１の重量センサ部１１が重さの変化を検出して重さに対応する電流値を出力し、認証対象者の足の位置が板部１２の縦幅の単位で検出される。
図３は、本実施形態におけるシステムの全体構成を示す図である。
【００１７】
本システムは、重量測定床１０が信号線４によってコントローラ２に接続されている。また、コントローラ２は、ＲＳ−２３２Ｃ等の通信路５によって情報処理装置３と接続されており、コントローラ２からは、定周期で重量測定床１０による測定結果が情報処理装置３に送られる。そして、情報処理装置３は、重量測定床１０による測定結果から、認証対象者に対する認証処理を行なう。
【００１８】
同図のシステムでは、コントローラ２はタイマを供え、各重量センサ部１１との間の信号線を流れる電流値の変化量から、その重量測定ユニット１の各重量センサ部１１Ｒ，１１Ｌそれぞれに加わっている重さを求めると、一定時間毎にこの測定値にデータ作成時刻若しくは測定時刻を示す時刻データを付して情報処理装置３に送信する。
【００１９】
また重量測定床１０を構成するｎ個の重量測定ユニット１−１〜１−ｎにはそれぞれ識別番号が付されており、この識別番号によって各重量測定ユニット１による測定値を管理する。そして各重量測定ユニット１−１〜１−ｎの重量センサ部１１による測定値を、この識別番号と対応させたデータ形式で情報処理装置３に送信する。
【００２０】
図４は、コントローラ２から情報処理装置３に送られるデータのデータ形式の一例を示す図である。
同図では、コントローラ２からの送信データには、先頭にデータ作成時刻を示す時刻データ４１があり、それに続いて、各重量センサ部１１Ｒ，１１Ｌによる測定値４２が格納されている。時刻データ４１は、測定日時を１００分の１秒単位で示したキャラクタデータで年（４桁）、月（２桁）、日（２桁）、時(２桁)、分(２桁)、秒（４桁）のyyyymmddhhmmssss形式と成っている。また測定値４２は、重量測定ユニット１の識別番号順に重量測定ユニット１の２つの重量センサ部１１Ｒ，１１Ｌによる各測定値をグラム単位で表わした６桁の値がキャラクタデータとして格納されており、これを受け取った情報処理装置３はその格納位置からその測定値がどの重量測定ユニット１のどの重量センサ部１１による測定値かを認識する。同図の例では、時刻データ４１として２００２年７月１日１３時７分２５．２４秒を表わすデータが、また重量センサ部１１Ｌ−１，１１Ｒ−１，・・・による測定値として１２３４５グラム，２３４５グラム，・・・を表わすデータが送信データとしてコントローラ２から情報処理装置３に送信されている。
【００２１】
コントローラ２は、一定時間毎にこのような形式のデータを、ＲＳ２３２Ｃ等の通信路５を介して情報処理装置３へ非同期に送信する。尚、重量センサ部１１による測定誤差に対する処理は、コントローラ２によって行なわれる。コントローラ２は、誤差を考慮して測定値が重量０と判断されるとき、情報処理装置３に送るデータとして真に０の値を送信する。
【００２２】
情報処理装置３はＲＳ２３２Ｃのポートを監視してコントローラ２からデータが送られてきたことを検出すると、送信されてきたデータのフォーマット解析して、データ作成時刻を示すデータと全重量センサ部１１による測定値のデータを取得する。そして情報処理装置３は、このデータから、後述するように認証対象者の重心の移動、歩幅、荷重変動を示すパラメータを求め、これを登録済みのパラメータと比較することにより個人認証を行なう。
【００２３】
図５は、情報処理装置３のシステム構成を示す図である。
同図において、情報処理装置３は、ＣＰＵ３１、表示部３２、入力部３３、入力装置３４、記憶部３５、通信部３６及びセンサ接続部３７を備え、これらがバス３８によって接続されを相互にデータの授受が行なえる構成となっている。
【００２４】
ＣＰＵ３１は、中央演算処理装置であり、ＣＰＵ３１が記憶部３４のプログラム記憶領域３４１内のプログラムを実行することにより、認証処理を実現する。ＲＡＭ３２は、ランダムアクセスメモリで、ＣＰＵ３１が実行するプログラムの一部が記憶されるプログラム領域３２１や作業領域３２２が展開される。表示部３３は、情報処理装置３を操作するオペレータに種々の情報を出力するモニタやプリンタ等である。入力部３４は、オペレータが入力指示を行なう為のもので、キーボードやポインティングデバイス等により構成される。記憶部３５は、ＲＯＭやハードディスク等によって構成される不揮発性の記憶ユニットで、ＣＰＵ３１が実行するプログラムが格納されているプログラム記憶領域３５１、プログラム実行時に用いられる各種データが記憶されているデータ記憶領域３５２等を含む。またこの記憶部３５には、認証に用いる歩行パラメータが登録される。通信部３６は、ネットワーク回線と接続して、情報のやり取りを行なう為のものである。センサ接続部３７は、コントローラ２から送信されてくるデータの受信処理を司る部分で、通信ポート等を備えている。
【００２５】
次に情報処理装置３内で行なわれる、重量センサ部１１による測定値から認証処理に用いられる各種データを抽出する抽出処理について説明する。以下の説明では、認証対象者が重量測定床１０の上を歩いたときに情報処理装置３へ送られる１組のデータをその歩行動作に関する歩行パラメータとする。
【００２６】
情報処理装置３では、歩行パラメータから以下の手順で、認証処理に用いる、認証対象者の重心の位置の移動、歩幅、荷重変動を示す歩行パラメータを抽出し、既に登録されてる歩行パラメータと比較することによって認証を行なう。
歩行者が、重量測定床１０を一回歩行することによって得られる、その歩行者による歩行動作の特徴を示すパラメータを歩行パラメータとする。本実施形態では、歩行パラメータは、歩行者の歩幅を示す歩幅データ、重心位置の移動を示す重心移動データ、荷重変動を示す荷重変動データから構成されている。尚歩行パラメータは、ここに示す歩幅、重心位置、荷重変動の３つを示すデータの組み合わせに限定されるものではなく、認証対象者の歩行動作の特徴を表わし認証に用いることの出来るものであれば、これらの中の２つのデータであっても、これら３つの内のいくつかと他の要素を示すデータの組み合わせ、これら以外の他の要素を示すデータの組み合わせ等でも良い。
【００２７】
図６は、重心の位置を求める原理を説明する図である。
認証対象者が重量測定床１０上を歩行すると、歩行中のある瞬間、左足又は右足が乗っている重量測定ユニット１の重量センサ部１１は、０でない値を計測する。図６に示される重量センサ部６０Ｌ，６０Ｒの内、黒マル●で示された６１Ｒ，６１Ｌは認証対象者の左右の足裏６３によって荷重が加わったものであり、白マル○で示された６２Ｒ，６２Ｌは荷重が加わっていないものである。荷重がかかっている重量測定ユニット６１Ｒ，６１Ｌの位置から進行方向（以下Ｙ軸方向）の位置が特定できる。
【００２８】
また同一の重量測定ユニット１の２つの重量センサ部６１Ｒ，６１Ｌには、足裏が乗った位置と床部１２の両端に設けられている重量センサ部６１Ｒ，６１Ｌまでの距離に基づいた荷重がそれぞれに加わる。このことから横方向（以下Ｘ軸方向）の位置が特定できるので、荷重のかかっている重量センサ部６１Ｒ，６１Ｌの位置の位置ベクトルの加重平均を計算することにより重心の位置６４が求まり、また重量センサ部１１の値の合計により重心にかかっている重量が求まる。
【００２９】
上述した手順により求めた重心の位置６４、及び重心に加わる重量から、これらに対する時間の関数をそれぞれ求める。
図７は図６で求めた重心の位置の移動をプロットしたものである。同図は、重心の横方向と縦方向の位置をＸ軸及びＹ軸として、時間の経過による重心位置の移動をプロットして示している。
【００３０】
同図では、図６で求めた重心の位置をマル印７２で示してあり、その内黒マル印で示したものは局所的に最大あるいは最小値を取っている点を示している。また曲線７１は時間の流れを考慮しつつそれらを滑らかにつないだものである。
同図において、水平方向左側（Ｘ軸負方向）の変位が最大になる点（例えば同図の点７２ａ（ｔ＝ｔ０））から次の水平方向左側の変位が最大になる点（例えば同図の点７２ｂ（ｔ＝ｔ１））までを１歩行単位とする（通常の２歩に該当する）と、重量測定床１０の長さを約５ｍ、歩幅の最大幅を１ｍとしても、通常一回の歩行で３歩行単位以上のデータが得られる。
【００３１】
また１歩行単位分の歩幅（２歩分）は、１歩行単位のデータのＹ軸方向の変位量により求まる。重量測定床１０を一度歩いて得られる複数の１歩行単位のＹ軸方向の変位量のデータを平均したものをその歩行に対する「歩幅データ」とする。
次に１歩行単位づつの重心移動のデータを線形変換して正規化する。ここでは、１歩行単位のデータに対して時間ｔの区間をｔ＝［０，１］、水平方向Ｘの変位ｘの区間をｘ＝［０，１］、水平進行方向Ｙの変位ｙの区間をｙ＝［０，１］になるように線形に変換する。この処理を１歩行単位データの正規化と呼ぶ。図８に正規化した１歩行単位のデータを示す。
【００３２】
図８には、１歩行単位データを正規化したデータが曲線８１−１〜８１−３として描かれている。
この曲線８１各々は、実際には図９（ａ）に示すような各時間ｔに対する変位ｘ，ｙのデータの組である。この曲線を用いて、時間ｔを適当な間隔毎（この場合は０．０５刻み）に変位ｘ，ｙのデータに対して適当な補間を行なうことにより、予め指定した時間（この場合はｔ＝０から１まで）に対する変位ｘ，ｙの値を求めることができる。
【００３３】
そのようにして求めた時間ｔに対する水平方向の変位ｘと垂直方向の変位ｙの値の関係を示したものが図９（ｂ）に示す表である。
この図９（ｂ）の表は１歩行単位のデータに対して１つ作成されるので、複数の歩行単位に関してこの表を作り対応する値を平均すると図９（ｂ）と同じ形式のデータが得られる。
【００３４】
こうしてこの歩行から得られた図９（ｂ）に表として示すデータを、その歩行に対する「重心移動データ」とする。
次に時間に対する荷重の変化を示すデータを求める。このデータは、重心移動データを求めたのと同様に、１歩行単位の荷重の変化を正規化し、これを複数の歩行単位に対して平均化した後に、補間することにより求める。これを歩行に対する「荷重変動データ」とする。
【００３５】
図１０に荷重変動データを示す。同図では時間Ｔ、荷重Ｗを［０，１］の範囲で正規化し、時間Ｔが０．０５間隔になるように補間した複数の１歩行単位のデータを平均した値が稼動変動データとして示している。
図１１は、歩行パラメータを示す図である。
【００３６】
本実施形態の例では、歩行パラメータは、人が重量測定床１０上を１回歩行することで得られる上述した歩幅データ１１１、重心位置データ１１２及び荷重変動データ１１３から成り、この歩行パラメータをその歩行者個人の歩行動作の特徴を示す認証用データとして、情報処理装置３内に記憶、登録する。そして認証処理を行なうときは、認証対象者が重量測定床１０を歩くことによって得られる歩行パラメータと、情報処理装置３内に登録されている歩行パラメータを比較して、同一人物であるかどうかの判断を行なう。
【００３７】
図１２は、情報処理装置３に歩行パラメータを登録する際の登録処理を示すフローチャートである。同図の処理は、ＣＰＵ３１が記憶部３４内のプログラムを実行することにより実現される。
登録処理が開始されると、ステップＳ１として、ＣＰＵ３１は表示部３２に案内表示を行なう等、オペレータに、認証対象とするグループを特定するグループ番号または個人の指定入力を入力部３３から行なわせる。またこのとき登録者がマスタか一般かを示すマスタ情報をも入力させる。
【００３８】
この状態でＣＰＵ３１は、センサ接続部３７を監視し、ポートに重量センサ部１１によって計測された測定値がコントローラ２から送られてくるのを待つ（ステップＳ２、Ｎ）。
重量測定床１０を歩行者が歩き、コントローラ２から図４に示したような各重量センサ部１１による測定値のデータが送られてくると（ステップＳ２，Ｙ）、ステップＳ３としてＣＰＵ３１は、記憶部３４に時刻データに対応させて各重量センサ部１１からの測定値（荷重データ）を所定時間分記録する。
【００３９】
次にステップＳ４として、ＣＰＵ３１はステップＳ３で記録した荷重データを記憶部３４から参照し、各時刻における、各重量測定ユニット１毎の重心位置を算出する。そしてステップＳ５として重心位置の移動パターンを抽出し、一歩行単位について正規化された歩行単位データを取得する。
【００４０】
そして、ステップＳ６として取得した歩行単位データを指定されたグループ番号または個人と対応付けて記憶部３４に記憶、登録し、処理を終了する。
図１３は、情報処理装置３の記憶部３４に登録される登録データの例を示す図である。
同図では、登録グループ番号、マスタ情報、登録個人番号及び登録歩行単位データが記憶部３４に記憶されている。
【００４１】
これらのうち登録グループ番号は、その登録者が所属する会社や部署等のグループを識別する識別番号（グループに属さない個人の場合は個人であることを示す番号、同図では（個人）で示す）、登録個人番号はその登録者個人を識別する識別番号である。またマスタ情報は、その登録者がマスタであるか一般であるかを示す情報で、認証処理を行なうときに重量測定床１０を通過して認証を受けた複数の人の中にマスタである人がいる場合、たとえ他の人が未認証であっても全て認証され、許可されたものとして処理（ゲートをオープンする等）する。登録歩行単位データは、認証処理に用いる図１１に示したような歩行パラメータへのリンク情報（同図では（ａ）〜（ｈ）で示す）を示す。
【００４２】
図１２に示したような登録処理においては、図１３のような登録データを登録し、同時に登録される各登録者に対応する歩行パラメータを登録歩行単位データでリンクして対応付ける。
次に本実施形態における認証処理について説明する。
【００４３】
認証処理は、情報処理装置３において、登録されている歩行パラメータと新たに重量測定床１０を歩いた認証対象者の歩行パラメータを比較することによって行なわれる。
尚本実施形態では、複数の人間が同時に重量測定床１０を歩行した場合にも対処しており、この場合には重量センサ部１１によって計測された荷重データは、複数の人間によるものである。よってこの場合にはこれらから個々の認証対象者の歩行パラメータを求めなければ成らないが、この処理については後述する。
【００４４】
二つの歩行パラメータがあるときそれらが同一人物の歩行による歩行パラメータか否かを判定するために、以下のように歩行パラメータの比較を行なう。
歩行パラメータＰは３つの要素、歩幅データＷ、重心移動データＧ、荷重変動データＶから構成されるが、このことをＰ＝（Ｗ，Ｇ，Ｖ）と表わす。
【００４５】
二つの歩行パラメータＰ１＝（Ｗ1 ，Ｇ1 ，Ｖ1 ），Ｐ２＝（Ｗ2 ，Ｇ2 ，Ｖ2 ）があるときＰ１とＰ２の距離を以下のように定める。
まず歩幅データの距離Ｄw を
Ｄw ＝｜Ｗ1 −Ｗ2 ｜
とする。また重心移動データの距離ＤG を
【００４６】
【数１】
2005078228.tif 000003
【００４７】
とし（Ｘ，Ｙは重心の水平方向及び進行方向の位置）、荷重変動データの距離Ｄｖを
【００４８】
【数２】
2005078228.tif 000004
【００４９】
とする。そしてこのＤw ，ＤG ，ＤV から歩行パラメータ間の距離Ｄp を
Ｄp ＝αw Ｄw＋αG ＤG＋αV ＤV
とし、この歩行パラメータ間の距離Ｄp が特定値より小さいとき、両者は同一人物と認証する。
【００５０】
尚上式においてｎはデータ数であり、図１１の場合は、ｎ＝２１となる。またαw、αG、αVは統計的に定められた定数、Ｘa,b ，Ｙa,b ，Ｖa,b は「歩行パラメータＰａのＮ＝ｂのときのＸ（若しくはＹ，Ｖ）の値」を意味する。
図１４は、認証処理における情報処理装置３の動作を示すフローチャートである。同図の処理は、ＣＰＵ３１が記憶部３４内のプログラムを実行することにより実現される。
【００５１】
認証処理は、重量測定床１０を通過する１乃至複数の認証対象者から得られる歩行パラメータと、既に登録されている登録者の歩行パラメータを比較し、距離が予め定められた値より小さい場合、登録されている個人と同一人物であると認証して認証許可を与え、入り口のゲートをオープンする等の処理を行なう。
【００５２】
認証処理が開始されると、ＣＰＵ３１は、センサ接続部３７を監視し、ポートに重量センサ部１１によって計測された測定値がコントローラ２から送られてくるのを待つ（ステップＳ１１、Ｎ）。そしてコントローラ２から図４に示したような測定値のデータが送られてくると（ステップＳ１１，Ｙ）、ステップＳ１２として時刻データに対応させて各重量センサ部１１からの測定値（荷重データ）を記録する。そして認証に必要な十分な量のデータが蓄積されるまでステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を繰り返す（ステップＳ１３、Ｎ）。
【００５３】
ステップＳ１３において、十分な量のデータが蓄積されたと判断すると（ステップＳ１３、Ｙ）、ＣＰＵ３１は、各時刻において、まず各重量測定ユニット１毎での重心位置を算出する（ステップＳ１４）。次に、複数の人数に対応する為、ステップＳ１５として重心位置の同じ重量測定ユニット１が足裏のサイズ分連続している個所を検出する。そして検出された複数の足裏の位置分布及び時刻毎の変化により各足裏を各個人毎に分離する（ステップＳ１６）。このステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６の処理により複数の人間それぞれを分離し、以降の処理において、分離した夫々に対して歩行パラメータを求めて、認証を行なう。
【００５４】
ステップＳ１７では、ステップＳ１６で分離された各個人毎に、重心位置の移動パターンを抽出し、１歩行単位について正規化した歩行単位データを取得する。そして各個人の歩行パラメータと登録されている複数の歩行パラメータを比較し、十分に距離の近い、即ち同一人物と認識できるほど十分に一致度の高いものを見つける（ステップＳ１８）。
【００５５】
次にステップＳ１９として、ステップＳ１８で十分に一致度が高いと認識された登録者の中にマスタ情報がマスタとして登録されているものがあるかどうかを調べ、認証対象者にマスタとして登録されている人がいると判断された場合（ステップＳ１９、Ｙ）、たとえ中に未認証の人がいても、マスタである人と共にいる全ての人を認証したものとしてステップＳ２３に処理を移す。
【００５６】
また、ステップＳ１９で認証対象者の中にマスタとして登録されている人がいない場合ステップＳ１９、Ｎ）、ステップＳ２０として重量測定床１０を通過して認証を行なった全ての人がいずれかの登録者と十分高い一致度かどうかを調べ、全ての人が高い一致度を示して認証されれば（ステップＳ２０、Ｙ）、それらの人全てを認証したものとしてステップＳ２３に処理を移す。
【００５７】
またステップＳ２０で、全員が認証されなければ（ステップＳ２０、Ｎ）、ステップＳ２１として、図１３に示した登録データの登録グループ番号から一致度の最も高い人のグループを特定し、他の人のそのグループにおける歩行単位データとの一致度を調べる。その結果、一致度が所定数以上であり、登録者と認証された人が所定数以上いれば（ステップＳ２２、Ｙ）、全ての人を認証したものとしてステップＳ１９に処理を移し、またそうでなければ（ステップＳ２２、Ｎ）、ステップＳ１１に戻して、認証を最初からやり直す。
【００５８】
ステップＳ２３では、分離された全ての人に対応する荷重が検出されなくなるか、あるいは新たな人に対する荷重が検出されるまでの間、ゲートをオープンさせた後処理をステップＳ１１に戻す。
このように本処理では、複数の認証対象者を同時に認証を行なうことが出来るので、従来のように一人ずつ認証を行なう場合に比して、認証にかかる時間を短縮することが出来る。また認証を受ける側は、一人ずつ重量測定床を通過する等一人一人が特徴を認識させる為の特定意の行動を順番に取る必要はなく、会話をしながら等普通の通路を歩く場合と同じように通過すれば良いので、認証対象者に特別な負担をかけることがない。また重量測定床を通路内に隠蔽して設置すれば、認証対象者に対して知られることなく認証処理を行なうことが出来る。
【００５９】
また複数の認証対象者の中に、マスタとして特別な登録がされている人が含まれていれば全員を認証されたものとして処理する、或いは複数の認証対象者の所属するグループを特定し、各グループ毎に異なった認証の規準を与える等、複数の人間に対して同時に認証処理を行なうことによって様々なバリエーションの認証処理を実現することが出来る。
【００６０】
更に特定のグループに属する複数の人がいっしょに行動することを利用して、一人一人から得られる身体的特徴データでは認識制度を向上させることが難しいような場合でも、複数の人から得られる身体的特徴を示すデータを総合的に判断して、グループ全体として認証することによって認証精度を向上させる構成としても良い。
【００６１】
尚上記例では、重量測定床は、床の両端に重量センサを設けたものを複数並べた構成としていたが、このようなものに限定されるものではなく、他の構成、例えばセンサを格子状に敷き詰めたものを床に敷く構成としても良い。
また複数の認証対象者を全てに認証許可を与える条件は、例として上記したもののみに限られるものではなく、例えば少数だが認証データと高い一致度を示す人がいたとき、全ての人が特定値以上の一致度を示したとき等、他の条件によるものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態で用いる重量測定床を構成する重量測定ユニットの構成原理を示す図である。
【図２】重量測定床の構成を示す図である。
【図３】本実施形態におけるシステムの全体構成を示す図である。
【図４】コントローラから情報処理装置に送られるデータのデータ形式の一例を示す図である。
【図５】情報処理装置のシステム構成を示す図である。
【図６】重心の位置を求める原理を説明する図である。
【図７】重心の位置の移動をプロットした図である。
【図８】正規化した１歩行単位の重心の位置の変位を示すデータを曲線として示す図である。
【図９】１歩行単位の重心の位置の変位を示すデータを時間と変位の組みとして示す図である。
【図１０】荷重変動データを示す図である。
【図１１】歩行パラメータを示す図である。
【図１２】歩行パラメータを登録する際の登録処理を示すフローチャートである。
【図１３】登録データの例を示す図である。
【図１４】認証処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１  重量測定ユニット
２  コントローラ
３  情報処理装置
４  信号線
５  通信路
１１  重量センサ部
１２  板部
３１  ＣＰＵ
３２  表示部
３３  入力部
３４  入力装置
３５  記憶部
３６  通信部
３７  センサ接続部
３８  バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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