DE10329901A1 - Personal identification system for vehicles - Google Patents

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Abstract

Beschrieben wird ein System zur Personenidentifizierung, das speziell geeignet ist für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Zur Identifizierung werden EEG-Muster bei bestimmter mentaler Aktivität aufgenommen und mit gespeicherten Mustern von autorisierten Personen verglichen. Unterschiedliche Zugriffsberechtigungen können dabei individuell vorgegeben werden.Described is a system for personal identification, which is particularly suitable for use in motor vehicles. For identification, EEG patterns are acquired at certain mental activity and compared to stored patterns by authorized persons. Different access permissions can be specified individually.

Description

Die Erfindung betrifft Systeme zur Identifizierung von Personen. Derartige Systeme werden in Bereichen eingesetzt, wo es auf Zugangs- bzw. Zugriffsbeschränkung nur für autorisierte Personen ankommt.The The invention relates to systems for identifying persons. such Systems are used in areas where there are access or access restriction only for authorized persons arrives.

Speziell bei Fahrzeugen ist eine Nutzungseinschränkung auf einen definierten Personenkreis von Bedeutung. Üblich sind hier Schließvorrichtungen der verschiedenen Art. Schloss und Schlüssel können z.B. als mechanisches System ausgeführt sein oder alternativ als elektronische Komponenten, bei denen z.B. von einem Eingabegerät Kennungssignale per Funk an das Fahrzeug übertragen werden oder spezielle Muster eines Codegebers über im Fahrzeug befindliche Detektoren (Magnetfeld, Infrarot usw.) identifiziert werden.specially For vehicles, a restriction on use is defined Person matter of importance. Common here are closing devices of various kinds. Lock and key may e.g. as mechanical System be executed or alternatively as electronic components using e.g. from an input device Identification signals are transmitted by radio to the vehicle or special Pattern of a coder over in-vehicle detectors (magnetic field, infrared, etc.) identified become.

Diese Systeme haben den Nachteil, dass für den Zugang (bzw. Zugriff) von jeder berechtigten Person immer eine Eingabeeinheit (Schlüssel, Funk- bzw. Codegeber o.ä.) mitzuführen ist. Dies beinhaltet stets die Möglichkeit eines Verlustes (verlegt, verloren), insbesondere dann, wenn für ein und dasselbe Fahrzeug ein größerer Personenkreis (z.B. mehrere Familienmitglieder, Firmenangehörige usw.) Zugangsberechtigung haben soll. Grundsätzlich ist hier auch eine unberechtigte Nutzung durch Fremdpersonen nicht gänzlich ausgeschlossen, da die für den Zugang erforderlichen Schlüssel, Codegeber etc. auch von Dritten gefunden oder auch entwendet werden können.These Systems have the disadvantage that for access (or access) from each authorized person always an input unit (key, radio or Code generator or similar) carry is. This always includes the possibility a loss (misplaced, lost), especially if for one and same vehicle a larger group of people (e.g., several family members, employees, etc.) should have. in principle here is also an unauthorized use by third parties not completely excluded, since the for the key required for access, Code generator, etc. also found by third parties or be stolen can.

Neuere Entwicklungen sind daher so ausgelegt, dass sie ohne separat mitzuführende Eingabekomponenten (Schlüssel etc.) auskommen. Hierbei werden Erkennungssysteme eingesetzt, die individuelle Charakteristika der zugriffsberechtigten Personen selbst erfassen. Zur Identifikation werden dabei z.B. akustische (Stimme) oder optische Merkmale (Fingerabdruck, Iris) autorisierter Personen detektiert und mit zuvor gespeicherten Daten verglichen.newer Developments are therefore designed to be without separate input components (Key etc.) get along. This recognition systems are used, the individual characteristics of the authorized persons themselves to capture. For identification, e.g. acoustic (voice) or optical features (fingerprint, iris) of authorized persons detected and compared with previously stored data.

Bei diesen Systemen entfällt zwar das Risiko eines Verlustes, aber Nachteile anderer Art verbleiben. So ist eine Fehlfunktion nicht auszuschließen, beispielsweise bei einer Stimmanalyse (Erkältung) oder Fingerprint (Hautverletzung). Auch sind diese Systeme nicht völlig fälschungssicher, da technische Möglichkeiten existieren, das jeweilige Original mit hoher Genauigkeit zu kopieren (Fingerabdruck, Irisphoto, Stimmaufnahme).at these systems are eliminated Although the risk of loss, but disadvantages of another kind remain. Thus, a malfunction can not be ruled out, for example in a Voice analysis (cold) or Fingerprint (skin injury). Also, these systems are not completely tamper-proof, because technical possibilities exist to copy the respective original with high accuracy (Fingerprint, iris photo, voice recording).

In der Offenlegungsschrift DE 10153407 A1 wird ein anderes System zur Personenerkennung für eine Autorisierungskontrolle vorgeschlagen. Dabei wird ein dreidimensionales Volumenabbild z.B. vom Kopf der jeweiligen Person über radiologische Verfahren, insbesondere Kernspin (NMR), aufgenommen und mit zuvor erstellen 3D-Abbildungen verglichen. Nachteil dieses Systems ist der hohe technische Aufwand für alle in Frage kommenden radiologischen Verfahren: NMR erfordert u.a. sehr starke Magnetfelder, Röntgentomographie aufwändige Strahlungsführungen, usw., was einerseits eine entsprechende Größe der Vorrichtung bedingt und zudem einen relativ hohen Energieverbrauch. Damit ist ein derartiges System auf stationäre Anwendungen (z.B. Zugangskontrolle in Gebäuden) beschränkt.In the published patent application DE 10153407 A1 another system for person recognition is proposed for authorization control. In this case, a three-dimensional volume image is recorded, for example, from the person's head via radiological methods, in particular nuclear spin (NMR), and compared with previously generated 3D images. Disadvantage of this system is the high technical effort for all eligible radiological procedures: NMR requires, inter alia, very strong magnetic fields, X-ray tomography elaborate radiation guides, etc., which on the one hand requires a corresponding size of the device and also a relatively high energy consumption. Thus, such a system is limited to stationary applications (eg access control in buildings).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zu entwickeln, das eine zuverlässige und weitgehend fälschungssichere Personenidentifikation ermöglicht und für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet ist.task The present invention is to develop a system that a reliable one and largely forgery-proof Person identification possible and for suitable for use in motor vehicles.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Identifizierung gemäß Hauptanspruch 1. Das entsprechende System ist Gegenstand des Anspruchs. Weitere Details und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is solved by the method of identification according to main claim 1. The corresponding System is the subject of the claim. More details and advantageous embodiments The invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung basiert auf der Tatsache, dass die mentale Aktivität eines Menschen von individuellen Mustern der Gehirnströme begleitet ist. Werden von Personen bestimmte, vorgegebene Aufgaben mental bearbeitet, so finden sich in dem entsprechenden Elektroenzephalogramm (EEG) wiederkehrende Aktivitätsmuster, deren Signalstrukturen bei jedem Menschen unterschiedlich ausgeprägt sind. Die Analyse solcher Signalstrukturen erlaubt daher durch Vergleich mit zuvor gespeicherten Daten eine eindeutige Personenzuordung.The Invention is based on the fact that the mental activity of a People are accompanied by individual patterns of brain waves. Be of People certain, given tasks mentally edited, so find become recurrent in the corresponding electroencephalogram (EEG) Activity patterns, their signal structures are different in each person. The analysis of such signal structures therefore allows comparison with previously stored data a unique person assignment.

Zur Erzeugung der erforderlichen Vergleichsdaten werden vorab für jede autorisierte Person Konfigurationssitzungen durchgeführt. Um eine eindeutige Identifikation zu ermöglichen, werden dabei personenbezogene Stimuli verwendet, die dann spezielle mentale Aktivität auslösen. Geeignet sind beispielsweise optische Muster (z.B. Piktogramme, Bilder, Videosequenz) und/oder akustische Signale (Geräusche, Sprache, Tonfolgen, Musiksequenz). Ebenso können spezielle Aufgaben (z.B. kleine mathematische Rechnungen, Textübersetzung usw.) individuelle EEG-Muster auslösen. Auch durch eine Erinnerung an bestimmte Ereignisse (beispielsweise stimuliert durch eine entsprechende visuell/akustische Vorgabe) können identifizierbare Signalmuster ausgelöst werden.to Generation of the required comparison data is made in advance for each authorized Person configuration sessions performed. For a clear identification to enable It uses personal stimuli, which then special mental activity trigger. For example, optical patterns (e.g., pictograms, images, Video sequence) and / or acoustic signals (sounds, speech, sound sequences, Music sequence). Likewise special tasks (for example, small mathematical calculations, text translation etc.) trigger individual EEG patterns. Also by a memory to certain events (for example, stimulated by a corresponding visual / acoustic specification) identifiable signal patterns are triggered.

Bei einem späteren Erkennungsvorgang wird der jeweiligen Person die gleiche Anregung vorgegeben wie bei der Konfigurationssitzung. Damit wird die gleiche mentale Aktivität angeregt und die personentypischen EEG-Muster können detektiert werden. Zur Erzeugung akustischer oder optischer Stimuli können vorzugsweise im Fahrzeug bereits üblicherweise vorhandene Komponenten verwendet werden (Stereoanlage, Display usw.)In a later recognition process of each person before the same suggestion given as in the configuration session. This stimulates the same mental activity and the typical EEG patterns can be detected. To generate acoustic or optical stimuli, it is possible to use components which are usually already present in the vehicle (stereo system, display, etc.).

Die Speicherung individueller EEG-Muster autorisierter Personen kann mittels üblicher digital-elektronischer Komponenten erfolgen, die beispielsweise Teil eines Mikroprozessorsystems sind. Über ein solches Prozessorsystem kann auch die Aufnahme und Analyse der detektierten Signale durchgeführt werden. Ein computergestütztes System zur Analyse von EEG-Mustern ist z.B. beschrieben in der US 5447166 .The storage of individual EEG patterns of authorized persons can take place by means of conventional digital-electronic components, which are for example part of a microprocessor system. Such a processor system can also be used to record and analyze the detected signals. A computer-aided system for the analysis of EEG patterns is described, for example, in US Pat US 5447166 ,

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen sind speziell für den Einsatz in Kraftfahrzeugen sehr gut geeignet, da die erforderlichen Komponenten (Detektoren, Verstärker, Mikroprozessorsystem usw.) in heutiger Integrationstechnik sehr klein und leicht ausgeführt werden können und auch nur einen geringen Energieverbrauch aufweisen.The inventive method and the appropriate devices are specifically for use in motor vehicles very well suited because the required components (Detectors, amplifiers, microprocessor system etc.) in today's integration technology can be made very small and easy and even have a low energy consumption.

Ein tragbares EEG-Gerät ist beispielsweise beschrieben in der Zeitschrift „Medical & Biological Engineering & Computing" 1994, p 459-461, H. Iguchi et al.: „Wearable Electroencephalograph System With Preamplified Electrodes".One portable EEG device is described for example in the journal "Medical & Biological Engineering & Computing" 1994, p 459-461, H. Iguchi et al .: "Wearable Electroencephalograph System With Preamplified Electrodes ".

Übliche EEG-Geräte verwenden zur Ableitung der auszuwertenden Gehirnströme Elektroden, die – z.B. mittels elektrolythaltigen Gels – in direktem elektrischen Kontakt mit der Kopfhaut stehen. Eine solche Abtastung kann beispielsweise realisiert werden durch die Mitführung einer Aufnahmeeinheit, d.h. eine autorisierte Person trägt das Detektorsystem inklusive Elektroden und Verstärkereinheit mit sich und die EEG-Daten werden drahtlos (IR, Funk) an eine Auswerteeinheit übertragen. Eine solche Ausführung stellt entsprechende Anforderungen an den Tragekomfort.Use usual EEG devices for the derivation of the brain currents to be evaluated, electrodes - e.g. by means of Electrolytic gels - in to be in direct electrical contact with the scalp. Such Sampling can for example be realized by the entrainment of a Recording unit, i. an authorized person carries the detector system including electrodes and amplifier unit with it and the EEG data are transmitted wirelessly (IR, radio) to an evaluation unit. Such a design provides appropriate requirements for wearing comfort.

In einer alternativen Ausführung erfolgt die EEG-Ableitung stationär – z.B. im Fahrzeug – wobei dann erst die Elektroden angelegt werden (beispielsweise über eine Mechanik in der Kopfstütze des Fahrersitzes).In an alternative embodiment the EEG discharge is stationary - e.g. in the vehicle - and then first the electrodes are applied (for example via a Mechanics in the headrest of the driver's seat).

Weiterentwickelte Systeme mit hochsensitiven Felddetektoren können ebenfalls eingesetzt werden. Dabei werden kontaktlos die von den Gehirnströmen erzeugten elektrischen und/oder magnetischen Felder detektiert und ausgewertet. Kontaktlose EEG-Messungen dieser Art sind beispielsweise mit SQUID-Detektoren durchgeführt worden. Eine solche Vorrichtung bietet den Vorteil eines hohen Komforts und entsprechend hoher Akzeptanz. Je nach Positionierung der feldaufnehmenden Detektoren kann dabei zudem auch die abschirmende Wirkung der Fahrzeugzelle (Faraday-Käfig) zur Unterdrückung/Abschwächung störender externer Felderzeuger eingesetzt werden, was Erkennungsgenauigkeit und -geschwindigkeit erhöht. So wäre beispielsweise eine Integration der Detektoren in die Kopfstütze des Fahrersitzes aufgrund der nahen Kopfposition und der externen Abschirmung besonders vorteilhaft.Evolved Systems with highly sensitive field detectors can also be used. At the same time, the electrical currents generated by the brain waves become contactless and / or magnetic fields detected and evaluated. contactless EEG measurements of this kind have been carried out, for example, with SQUID detectors. Such a device offers the advantage of a high level of comfort and correspondingly high acceptance. Depending on the positioning of the field-receiving In addition, detectors can also be the shielding effect of the vehicle cell (Faraday cage) to suppress / mitigate disturbing external Field generators are used, increasing detection accuracy and speed elevated. That's how it is For example, an integration of the detectors in the headrest of the Driver's seat due to the close head position and the external shielding especially advantageous.

Das erfindungsgemäße System ist sehr flexibel und kann sehr leicht auf veränderte Berechtigungskonditionen eingestellt werden. Daten autorisierter Personen können neu aufgenommen, modifiziert oder gelöscht werden. Für verschiedene Personen können unterschiedliche Berechtigungsstufen vorgesehen werden: Beispielsweise können minderjährige Familienmitglieder das Kraftfahrzeug öffnen, Klima- und Musikanlage bedienen, nicht aber die Feststellbremse lösen oder den Antrieb starten. Ebenso können individuelle Einstellungen verschiedenster Art (Sitzhöhe u. -kontur, bevorzugte Verkehrssender, Spiegeleinstellung, etc.) vom Erkennungssystem mit veranlaßt werden.The inventive system is very flexible and can easily change the authorization conditions be set. Data of authorized persons can be new recorded, modified or deleted. For different People can different authorization levels are provided: For example can minor Family members open the vehicle, air conditioning and music system but do not release the parking brake or start the drive. As well can individual settings of various kinds (seat height and contour, preferred traffic transmitter, mirror setting, etc.) from the recognition system with arranged become.

Das erfindungsgemäße Verfahren und entsprechende Personenidentifizierungssystem ermöglicht eine absolut fälschungssichere Erkennung, da mentale Aktivitätsmuster nicht kopiert oder simuliert werden können. Es ist zudem leicht auf unterschiedliche Personen mit unterschiedlichen Berechtigungsstufen konfigurierbar und kann aufgrund geringen Platz- und Energiebedarfs in Fahrzeuge integriert werden.The inventive method and corresponding person identification system allows one absolutely forgery-proof Detection, because mental activity patterns can not be copied or simulated. It is also easy on different people with different authorization levels configurable and can due to low space and energy requirements be integrated into vehicles.

Claims (9)

Verfahren zur Identifizierung von Personen für eine Berechtigungskontrolle (Autorisierung), wobei die mentale Aktivität einer Person als EEG-Signal aufgenommen wird und durch Auswertung der EEG-Signale charakteristische EEG-Muster detektiert werden und durch Vergleich mit gespeicherten individuellen EEG-Mustern bei signifikanter Übereinstimmung die Person identifiziert wird.Method for identifying persons for an authorization control (Authorization), wherein a person's mental activity is recorded as an EEG signal becomes and by evaluation of the EEG signals characteristic EEG patterns be detected and compared with stored individual EEG patterns with significant agreement the person is identified. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mentale Aktivität durch vorgegebene Reize oder Aufgaben stimuliert wird.Method according to claim 1, characterized in that that mental activity is stimulated by given stimuli or tasks. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reize bzw. Aufgaben visuell (Piktogramm, Bild, Video) und/oder akustisch (Geräusch, Sprache, Musik) vorgegeben werden.Method according to claim 2, characterized in that that the stimuli or tasks visually (pictogram, image, video) and / or acoustically (noise, speech, Music). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für verschiedene Personen unterschiedliche Autorisierungstufen eingerichtet werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that for Different people set up different authorization levels become. Personenidentifizierungssystem für Fahrzeuge, mit Mitteln zur Aufnahme und Speicherung von EEG-Signalen bei einer Person, sowie Mitteln zur Analyse dieser Signale dergestalt, dass bestimmte mentale Aktivitäten der Person als signifikante EEG-Muster detektiert und durch Vergleich mit gespeicherten individuellen EEG-Mustern die Person identifiziert wird.Personal identification system for vehicles, with means for Recording and storage of EEG signals in a person, as well Means for analyzing these signals such that certain mental activities the person detected as significant EEG patterns and by comparison with stored individual EEG patterns identifies the person becomes. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Speicherung und Analyse der EEG-Signale als Mikroprozessorsystem ausgeführt sind.System according to claim 5, characterized in that the means for storing and analyzing the EEG signals are designed as a microprocessor system. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur optischen und/oder akustischen Stimulierung der Person vorhanden sind.System according to claim 5 or 6, characterized in that means for optical and / or acoustic stimulation of the Person are present. System nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Aufnahme der EEG-Signale als kontaktlose Felddetektoren ausgebildet sind.System according to one of claims 5, 6 or 7, characterized in that the means for receiving the EEG signals are designed as contactless field detectors are. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System verschiedenen Personen individuelle Autorisierungsstufen zuweist.System according to one of claims 5 to 8, characterized that the system different individuals individual authorization levels assigns.
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