(57)【要約】【課題】運転者に煩わしさを感じさせずに運転者の認証が可能な車両用認証装置を提供すること。【解決手段】運転者を認証する車両用認識装置１００であって、操作ペダル２０１に設けられた運転者の足裏の静脈パターンを検出する静脈パターン検出手段２０２と、運転者の静脈パターンを予め記憶している静脈パターン記憶手段１０３と、静脈パターン検出手段により検出された静脈パターンと静脈パターン記憶手段の静脈パターンとが一致するか否かを判定する判断処理部１０２と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者を認証する車両用認識装置であって、
操作ペダルに設けられた前記運転者の足裏の静脈パターンを検出する静脈パターン検出手段と、
前記運転者の前記静脈パターンを予め記憶している静脈パターン記憶手段と、
前記静脈パターン検出手段により検出された前記静脈パターンと前記静脈パターン記憶手段の前記静脈パターンとが一致するか否かを判定する判断処理部と、
を有することを特徴とする車両用認識装置。
【請求項２】
前記運転者の足が前記操作ペダルを操作していることを検出する操作検出手段を有し、
前記静脈パターン検出手段は、前記操作検出手段により前記運転者の足が前記操作ペダルを操作していることが検出された場合に前記静脈パターンを検出する、
ことを特徴とする請求項１記載の車両用認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者を認証する車両用認識装置に関し、特に、生体情報を利用して運転者を認証する車両用認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のセキュリティを向上させるイモビライザやスマートキーシステムなどキーの高機能化が進められているが、キーのみを使用するセキュリティではキーがあればエンジン始動が許可されるためキーそのものが盗難された場合には車両も盗難されるおそれがある。そこで、指紋等の生体認証情報を利用した運転者の認証が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載の認証方法では、運転者の指紋情報を読み取る読み取りセンサを備えたリモコンを車載し、読み取った運転者の指紋情報が予め登録してある指紋情報と一致する場合にエンジン始動が許可される。
【特許文献１】特開２００２−２１５７４０号公報
【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、特許文献１のように車載された読み取りセンサにより指紋情報を読み取る場合、運転者は読み取りセンサまで手を近づけるという動作が必要になるため、運転者に煩わしさを感じさせてしまうという問題がある。また、読み取りセンサを運転者の手の届く範囲に設置する必要があるため、他の車載装置のレイアウトに制約を及ぼし、車室内のデザインを低下させるおそれがあるという不都合が生じる。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑み、運転者に煩わしさを感じさせずに運転者の認証が可能な車両用認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題に鑑み、本発明は、運転者を認証する車両用認識装置であって、操作ペダルに設けられた運転者の足裏の静脈パターンを検出する静脈パターン検出手段（例えば、静脈センサ２０２）と、運転者の静脈パターンを予め記憶している静脈パターン記憶手段（例えば、個人ＤＢ１０３）と、静脈パターン検出手段により検出された静脈パターンと静脈パターン記憶手段の静脈パターンとが一致するか否かを判定する判断処理部と、を有することを特徴とする。また、操作ペダルに静脈パターン検出手段を設けたので、車室のデザインを損なわない。
【０００６】
本発明によれば、操作ペダルに静脈パターン検出手段を設けたので、認証のための操作を必要とせずに運転者を認証することができる。
【０００７】
また、本発明の車両用認識装置の一形態において、運転者の足が操作ペダルを操作していることを検出する操作検出手段（例えば、ストップランプスイッチ）を有し、静脈パターン検出手段は、操作検出手段が運転者の足が操作ペダルを操作している場合に静脈パターンを検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、操作ペダルの操作を検出するので、運転者の足が確実に操作ペダルにある状態で静脈パターンを検出でき、運転者を精度よく認証することができる。
【発明の効果】
【０００９】
運転者に煩わしさを感じさせずに運転者の認証が可能な車両用認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態の車両用認識装置の概略ブロック図を示す。図１の車両用認識装置１００は、ブレーキペダルに生体情報を検出するためのセンサを備えたことで、運転者が認証のための特別な動作をしなくても、乗車から運転を開始するまでの間に運転者を認証することができる。
【００１１】
車両用認識装置１００は、個人認証判定部１０１及びブレーキペダル２０１に内設された静脈センサ２０２とから構成される。なお、ブレーキペダル２０１の背面にはブレーキペダル２０１の操作を検出するストップランプスイッチ４０１が配設されている。
【００１２】
個人認証判定部１０１はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの車内ＬＡＮを介してエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０１と接続され、運転者が認証された場合にエンジンＥＣＵ３０１にエンジンの始動を許可する。また、個人認証判定部１０１は、静脈パターンが一致するか否かを判定する判断処理部１０２及び運転者の静脈パターン（以下、照合パターンという）を識別ＩＤ等に対応付けて予め記憶した個人ＤＢ（Ｄａｔａ  Ｂａｓｅ）１０３を有する。
【００１３】
個人認証判定部１０１は、プログラムを実行するＣＰＵ、プログラムを記憶したＲＯＭ、データやプログラムを一時的に記憶するＲＡＭ、静脈パターンなどを記憶しておくＮＶ−ＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）、データを入力及び出力する入出力装置がバスを介して接続されたコンピュータとして構成される。ＣＰＵがプログラムを実行することで、後述する判断処理部１０２の機能が実現される。
【００１４】
図２は静脈センサ２０２の構成図を示す。静脈センサ２０２は、周知の方法で静脈パターンを読み取るものであり、近赤外線を照射するＬＥＤ（発光ダイオード）１０及び撮影手段２０を有する。ＬＥＤ１０はブレーキペダル２０１の踏み込み面から運転者の足裏を照射するように、平面状に複数配置されている。ブレーキペダル２０１の踏み込み面の略中央には撮影手段２０が配置されている。撮影手段２０は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）やＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）の撮像素子を有している。
【００１５】
なお、ＬＥＤ１０は、ハロゲンランプなど近赤外線を発光する光源であればよい。また、平面上に複数個並べられたＬＥＤ１０でなく、細長い形状の光源や平面上の光源を使用してもよい。
【００１６】
運転者の足裏がブレーキペダル２０１上又はブレーキペダル２０１の上方にある状態でＬＥＤ１０が近赤外線を照射すると、運転者の履き物を近赤外線が透過した後運転者の足裏に反射して撮影手段２０に入射する。この場合、運転者の足裏に流れる静脈には、酸素を失った赤血球が多く存在するため照射された近赤外の光を吸収する。これにより、静脈がある部分だけ反射が少なく、暗く映し出された足裏の静脈パターンとなって近赤外が反射される。
【００１７】
撮影手段２０は、入射した近赤外光をその強度に応じて光電変換して、蓄積した電荷を電圧として読み出し、さらに増幅してＡ／Ｄ変換した後、所定の輝度階調（例えば、２５６階調）のデジタル画像（以下、単に足裏画像という）を出力する。
【００１８】
ところで、運転者がブレーキペダル２０１に足裏を置く位置は、大きくは異ならないものの撮影するたびに異なる。したがって、このままでは足裏画像の静脈パターンを照合パターンと比較する処理に時間がかかり、また認証精度が低下する。そこで、照合する前に足裏画像から足裏の位置を決定しておく。足裏画像には、足の指など足裏の外観が撮影されるので、足裏画像から指の位置に合わせて足裏の外観部分を切り出せば、静脈パターンのおよその位置が決定される。なお、認識処理には静脈パターンが撮影されていればよいため、切り出す外観部分が多少ずれても認証に影響はない。
【００１９】
判断処理部１０２は、切り出した足裏画像から静脈パターンを抽出する画像処理を実行する。静脈パターンは上記のように血管のない周囲に比べて暗い輝度値を示す。すなわち血管の走行方向に垂直な断面の輝度値プロファイルは血管の中心をピークとした谷あるいは窪みが見られる。そこで足裏画像の縦方向、横方向について、輝度値の谷あるいは窪みの中心を見つける。水平及び垂直方向に輝度値を微分して輝度の変化が極小値を示す点を連結すれば静脈の中心線が得られる。そしてその点のみ強調されるようにその位置の輝度値を高くする。すると画像全体の暗線の中心が強調され、静脈パターンが抽出される。この処理により、暗線が細い場合、近接した暗線がある場合、あるいは光量に変動がある場合でも、安定して鮮明に暗線を強調できる。さらに、血管の中心を抽出しているため、気温の変化、体調の変化などによる血管の膨張、収縮に対する血管幅の変動の影響を受けずに認証することが可能となる。
【００２０】
判断処理部１０２は、画像処理により得られた静脈パターンと予め個人ＤＢ１０３に記憶されている照合パターンとを比較して同一の運転者によるものか否かを判定する。図３（ａ）は静脈パターンを図３（ｂ）は照合パターンのイメージを示す図である。
【００２１】
比較方法は、例えば、パターンマッチングによる方法や静脈パターンを複数の小領域に分割する方法を用いる。パターンマッチングでは、照合パターンを標準テンプレートとして、標準テンプレートに対し静脈パターンを一画素ずつずらして輝度の相関を検出する。そして、輝度の相関が最も高くなる位置における相関値が所定以上の場合、静脈パターンと照合パターンとが一致したと判定する。
【００２２】
静脈パターンを複数の小領域に分割する方法では、静脈パターンと照合パターンをそれぞれ2つ以上のｍ個の小領域に分割する。
【００２３】
各小領域のそれぞれについて、もう一方の画像とマッチング する。ここでは単純にピクセルの輝度値が一致した個数を数える。最もマッチしたピクセルの個数の多い位置をマッチした位置とする。このとき位置的に明らかにマッチし得ない部分と偶然マッチすることのないよう、移動する範囲を限定しておく。
【００２４】
そして小領域が最もマッチした位置の情報を得る。すなわち、各小領域において初期位置からどれだけずれた位置でマッチしたかの移動ベクトルを保持する。
【００２５】
すべての小領域についてマッチング が終了したら、ｍ個のマッチ位置の移動ベクトルを１つの平面にプロットする。各小領域の移動ベクトルがプロットされた平面を例えば重畳させ、移動ベクトルが密集している場合は、静脈パターンと照合パターンに大きな相関があり、移動ベクトルが分散している場合はほとんど相関はないと判定する。
【００２６】
判断処理部１０２は、移動ベクトルの密集度を例えば外接矩形の面積や、小領域に対する比率で数値化して相関値を算出し、相関値が所定以上であれば運転者を認証する。
【００２７】
以上のような構成により、車両用認識装置１００が足裏の静脈パターンにより運転者を認証する処理の手順を図４のフローチャート図に基づき説明する。図４の処理は、例えば、ドアがアンロックされ運転席のドアが閉じられるとスタートする。
【００２８】
まず、運転者が携帯しているキー（スマートキー）またはキーシリンダに差し込んだキーをイモビライザの認証手順により認証する（Ｓ１）。キー認証を制御する例えば照合ＥＣＵは、電磁界を発生させキーのトランスポンダチップに内蔵されたキーＩＤを要求し、キーは電磁界から電力を生成して、トランスポンダチップ内に予め記憶されているキーＩＤを含んだトランスポンダ電波を照合ＥＣＵに送信する。送信されたキーＩＤが照合ＥＣＵの管理するキーＩＤと一致すると、照合ＥＣＵは判断処理部１０２に運転者の認証処理を許可する。
【００２９】
また、運転者の足裏がブレーキペダル２０１の上側に置かれていることを検出するため、ストップランプスイッチ（以下、ＳＴＰＳＷという）がオンになったか否かを判定する（Ｓ２）。運転者はエンジン始動する際にブレーキペダル２０１を踏み込むので、ＳＴＰＳＷのオンによりそれを検出する。なお、運転者の足裏がブレーキペダル２０１の上側に置かれていることは、ブレーキストロークセンサやマスタシリンダ圧等により検出してもよい。ＳＴＰＳＷがオンにならない場合（Ｓ２のＮｏ）、運転者の足裏がどこにあるか不明なので、ＳＴＰＳＷがオンになるまで待機する。
【００３０】
ＳＴＰＳＷがオンになった場合（Ｓ２のＹｅｓ）、判断処理部１０２は足裏画像を撮影する（Ｓ３）。すなわち、ＬＥＤ１０から近赤外線を照射し、撮影手段２０により足裏画像を撮影する。
【００３１】
判断処理部１０２は、撮影した静脈パターンと照合パターンとが一致するか否かを判定する（Ｓ４）。複数の運転者（照合パターン）が個人ＤＢ１０３に登録されている場合でも、一致する照合パターンは１つしかないので乗車した運転者を正しく認証できる。
【００３２】
一致した場合（Ｓ４のＹｅｓ）、判断処理部１０２はエンジンＥＣＵ３０１にエンジン始動を許可する（Ｓ５）。一致しない場合（Ｓ４のＮｏ）、判断処理部１０２は認証できない旨のメッセージを音声や表示装置に出力し、認証されなかったことを運転者に知らせる（Ｓ６）。この場合、再度、足裏画像を撮影し静脈パターンの一致判定を行って登録されている運転者が認証されないことを防止する。また、所定の上限回数、認証されない場合、登録された運転者でない者と判定して、警報音を吹聴するなど車両の運転を禁止する処理を行う。
【００３３】
本実施の形態の車両用認証装置によれば、生体情報により運転者を認証するので、キーを取得した第三者が車両を運転することはできない。車両に乗車する際に通常行われる操作中に運転者を認証するので、運転者に煩わしさを感じさせずに運転者を認証することができ、また、運転者が認証操作を忘れすることもない。静脈センサ２０２は、ブレーキペダル２０１に内設されるので、車室内の美観を損なうことがなく、また、他の車載装置のレイアウトに及ぼす影響を最小限にすることができる。
【００３４】
ところで、図１では車両の個人ＤＢ１０３に照合パターンを記憶しておくこととしたが、照合パターンは運転者が携帯する、例えば、スマートキーやメカニカルキー等、に記憶しておいてもよい。照合パターンを車両ではなく運転者が携帯することで、車両駐車中に照合パターンを抽出されるおそれがなくなり、また、第三者がキーを取得しても第三者の静脈パターンは照合パターンと一致しないので、車両の盗難を防止できる。スマートキー等に照合パターンを記憶しておく場合、耐タンパ性に優れたＩＣカードと同様なＩＣチップに利用することで、照合パターンが抽出されることも防止できる。この場合も、キーをシリンダに差し込んだりスマートキーを携帯しているだけで運転者が認証されるので、運転者に煩わしさを感じさせることがない。
【００３５】
また、運転者が携帯する腕時計や携帯電話のように、運転に直接必要でないが常に携帯する物に照合パターンを記憶させておけば、キーと照合パターンとを別々に保管することになるので更にセキュリティが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】車両用認識装置の概略ブロック図である。
【図２】静脈センサの構成図である。
【図３】静脈パターンのイメージを示す図である。
【図４】足裏の静脈パターンにより運転者を認証する処理の手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００    車両用認識装置
１０１    個人認証判定部
１０２    判断処理部
１０３    個人ＤＢ
２０１    ブレーキペダル
２０２    静脈センサ
３０１    エンジンＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007326489.tif 000006