專利名稱：具有對用戶的實時驗證的生物測定學臉部識別的呼吸酒精點火互鎖設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常貫注于點火互鎖設備，并且具體地貫注于在交通工具中使用的、使用 用于駕駛員標識的生物測定學(biometrics)來監(jiān)視犯有DUI罪行的駕駛員的點火互鎖設 備，該駕駛員在法庭指令或其它司法命令和監(jiān)管下保留特殊操作者的駕駛特權。
背景技術：
存在各種互鎖設備，用于在作為消耗酒精飲料的結果而使操作者 在精神上和/或 身體上受損時，防止機械裝置的操作。這些設備使用呼吸酒精分析儀設備，其確定個體的呼 吸中的酒精水平，該酒精水平與血流中的酒精水平相關聯(lián)。該確定控制關于點火互鎖是否 允許設備或裝置嚙合并啟動的決定。最頻繁地，這些互鎖設備用在汽車上。盡管目前可用的許多互鎖系統(tǒng)可以確定是否已經(jīng)超過呼入呼吸酒精分析儀設備 的人的特定預設呼吸酒精讀數(shù)限度，然而這些系統(tǒng)在確定在法庭指令監(jiān)管下的個體實際上 是否是駕駛員、以及駕駛員實際上是否是呼入呼吸酒精分析儀設備的人方面遭受欠缺。結果，技術進步已經(jīng)導致點火互鎖技術的創(chuàng)新。這些技術進步致力于精確地標識 和關聯(lián)經(jīng)由互鎖限制執(zhí)照或作為司法監(jiān)管的條件(如緩刑或保釋(bond))而司法指派來在 這種司法監(jiān)管下操作具有點火互鎖的交通工具的個體、與駕駛員和/或與呼入呼吸酒精分 析儀設備的監(jiān)管下的個體。盡管現(xiàn)有技術的設備已經(jīng)尋求實現(xiàn)這些結果，但是它們遭受可 以允許不法分子繞過期望的防護的缺點?，F(xiàn)在使用的現(xiàn)有技術設備利用照片識別來嘗試關聯(lián)和標識交通工具的操作者和 點火互鎖。這種設備與預期的操作者將呼吸樣本呼入呼吸酒精分析儀設備同時地，獲得預 期的操作者的單個地點的、2D拍攝圖像。該圖像和呼吸酒精分析儀設備測試的結果被時間 標記并存儲，以用于以后的回顧。當然，如果呼吸酒精分析儀設備測試的結果在可允許的范 圍外，則點火互鎖將嚙合以防止交通工具操作。當然，對這些測試方法的限制受到操作者充 分掩飾或隱瞞身份的能力的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過使用臉部生物測定學來主動地(positively)標識機械裝置(如汽車) 的操作者、并可選地標識呼入點火互鎖的呼吸酒精分析儀設備組件的個體，克服了現(xiàn)有技 術的不足。在本發(fā)明中使用的生物測定學測量對于個體唯一的、主動地識別該個體的特性。 在其最簡單形式中，本發(fā)明利用臉部生物測定學。如果臉部生物測定學測試自動指示機械 裝置的操作者和呼入點火互鎖的呼吸酒精分析儀組件的個體不是同一個人，則結合本發(fā)明 的點火互鎖操作的機械裝置的點火系統(tǒng)提供可編程的軟件選項來防止裝置啟動。使用的生物測定學測試可以是三維(3D)或四維(4D)生物測定學紅外臉部掃描， 其分析硬組織和軟組織的形貌(topography)以確定身份。本發(fā)明的臉部掃描使用3D紅外 成像或4D臉部生物測定學或“A. F. R. S”自動臉部識別系統(tǒng)。掃描設備的視角(FOV)至少包括位于機械裝置的操作者的位置的個體的全部臉部和頭部。掃描設備的FOV理想地還包括點火互鎖系統(tǒng)的呼吸酒精分析儀組件，使得本發(fā)明的設備針對裝置的操作者的未授權用 戶數(shù)據(jù)庫提供實時的標識和驗證，而不僅僅是操作者的圖像和操作者的血液酒精水平等價 的標明時間的單個平面拍攝記錄。互鎖系統(tǒng)因此包括都與CPU(中央處理單元)通信的紅 外掃描設備和呼吸酒精分析儀組件、可以是CPU—部分的存儲器組件，該互鎖系統(tǒng)與機械 設備的點火系統(tǒng)通信，使得點火系統(tǒng)的操作被本發(fā)明的互鎖系統(tǒng)控制。本發(fā)明提供另外的混合(sophistication)。對于如機動車輛的機械裝置，多于一 個人可能需要使用該裝置，并且該設備將允許多于一個人操作該裝置。每個授權操作者經(jīng) 歷3D或4D生物測定學紅外掃描，這創(chuàng)建存儲在存儲器中的3D或4D圖像。每個個體的3D 生物測定學紅外臉部掃描是唯一的。在機動車輛的操作時，操作交通工具的個體將激活系 統(tǒng)。這可以通過將鑰匙插入點火裝置或通過按壓交通工具上的或作為點火互鎖系統(tǒng)的組件 的按鈕，通過激活系統(tǒng)來進行，這可以自動完成。聚焦在操作者的位置的紅外掃描設備將掃 描坐在操作者的位置的人的臉部。該掃描將與存儲器中存儲的圖像比較。如果該掃描不 匹配存儲器中存儲的授權操作者的圖像之一，則該設備可以包括編程的擁有者可選擇的選 項，使得交通工具的點火系統(tǒng)將被鎖定，并且交通工具將不啟動，不管是否包括呼吸酒精分 析儀組件。如果將操作者識別為授權操作者，則兩個選項之一可用。在第一選項中，包括呼吸 酒精分析儀組件作為互鎖系統(tǒng)的一部分，并且要求操作者呼入呼吸酒精分析儀設備，同時 被掃描設備掃描。如果呼入呼吸酒精分析儀設備的人的紅外臉部掃描不匹配操作者(存儲 器中存儲的3D或4D生物測定學圖像)，或者如果呼吸酒精分析儀設備產(chǎn)生指示超過醉酒 的法定水平的結果，則點火裝置將保持鎖定，并且交通工具將不啟動。每次鎖定可以是持久 的或可以只持續(xù)預定的時間段，在該時間段之后，可以重復識別和啟動程序?？梢跃幊淘撓?統(tǒng)，使得在預定次數(shù)的鎖定后，該系統(tǒng)被“永久地”鎖定。永久鎖定意味著點火系統(tǒng)將不操 作除非它重置。如可以通過州法律或點火互鎖程序規(guī)范確定重置過程?？梢砸蠓照倩?返回到互鎖服務店。可替代地，該系統(tǒng)可以包括射頻發(fā)送/接收(RF)能力，允許使用蜂窩 式或衛(wèi)星通信，通過監(jiān)視站遠程重置該系統(tǒng)。第二選項可以包括另外的混合。裝置的每個授權操作者經(jīng)歷生物測定學紅外臉部 掃描以創(chuàng)建存儲器中存儲的3D或4D圖像。裝置的操作者(操作它的個體)將激活系統(tǒng)， 如上所述。聚焦在操作者的位置的掃描系統(tǒng)將掃描坐在操作者的位置的人的臉部。如果掃 描不匹配存儲器中存儲的圖像，則該裝置將不嚙合，并且該裝置將暫時鎖定。該系統(tǒng)將保持 鎖定，直到它將操作位置中的個體和存儲的圖像匹配。如果該系統(tǒng)配備有呼吸酒精分析儀 設備并且激活了該設備，并且將操作者識別為授權操作者，則該系統(tǒng)確定操作者是否是在 法庭指令監(jiān)管下的個體。如果操作者不是在法庭指令監(jiān)管下或持有互鎖限制執(zhí)照的個體， 則當擁有者選擇該選項時，點火互鎖將解除，使得該裝置可以啟動。當然，將認識到點火互鎖系統(tǒng)在重置到鎖定設置前可以去激活預定的時間段，以 防止操作者的座位上的人員的調(diào)換?？商娲兀瑨呙柙O備可以在裝置已經(jīng)啟動后、但是在裝 置設為運動(例如，變速箱(transmission)切換到檔位(gear))前重復臉部掃描，以便驗 證在操作者的座位上沒有個體的調(diào)換。如果系統(tǒng)檢測到這種調(diào)換，則裝置將記錄欺騙，并使 得互鎖程序違規(guī)呼叫互鎖的裝置以用于早期服務并且報告。這可能要求重復啟動程序。依賴于編程，該單元還可以設置為在裝置設為運動前立即關閉它。結合附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將從下面的優(yōu)選實施例的更詳細的描述中而明顯，附圖通過示例的方式圖示了本發(fā)明的原理。


圖1描繪了在用于確定個體是否是交通工具的授權操作者時的本發(fā)明的流程圖。圖2描繪了在用于確定委托測試下的個體是否受損害時的本發(fā)明的流程圖。圖3說明圖1中描述的、用于確定個體是否是交通工具的授權操作者的處理。圖4說明圖2的處理，其另外詳細地概述委托測試下的個體的驗證測試。
具體實施例方式本發(fā)明代表點火互鎖設備技術的進步。該互鎖系統(tǒng)基于可擴展的即插即用平臺， 用于集成作為市場條件和司法規(guī)范要求或?qū)砜赡芤蟮母鞣N技術特征。本發(fā)明可以并入 交通工具系統(tǒng)中作為具有激活酒精測試特征的選項的防盜設備。生物測定學臉部識別本發(fā)明的點火互鎖設備使用生物測定學臉部識別技術的最新創(chuàng)新。如上所述，現(xiàn) 有技術的設備實質(zhì)上是被動的(passive)，也就是說，它們使用點火互鎖用戶的平的、單個 平面的、2D、數(shù)字拍攝圖像捕獲，并且將捕獲的圖像和檢測器讀數(shù)(通常是呼吸)與時間和 日期標記記錄在一起，該捕獲的圖像在稍后時間被回顧。因為點火互鎖呼吸酒精測試是無 監(jiān)管的測試，所以簡單的圖像捕獲是“被動的”，在于其在初始呼吸酒精測試時不提供技術 能力來“可驗證地自動識別”授權用戶。因此，由于不能主動地實時標識用戶，該被動圖像 捕獲不能防止未授權用戶嚙合互鎖的交通工具。因此，該被動照片捕獲系統(tǒng)不是意圖防止 未授權用戶啟動點火互鎖的交通工具的有效防騙設備。如在此使用的，“被動”指顯示這些 特性的系統(tǒng)。此外，可用的系統(tǒng)不能主動地實時標識被批準使用委托權限互鎖程序的指定 的個體。并入本發(fā)明的點火互鎖的臉部生物測定學識別技術特征允許從數(shù)據(jù)庫中實時身 份驗證，該數(shù)據(jù)庫包括用于特定序列編號的點火互鎖單元的授權用戶?？梢耘懦词跈嗪?未標識用戶嚙合互鎖設備，并且可以迫使批準的罪犯提交清醒測試。如在此使用的，可以并 入點火互鎖的臉部生物測定學識別技術特征包括個體的臉部生物測定學的掃描，并且將該 掃描與存儲器中存儲的圖像比較，該掃描和存儲的圖像唯一地標識個體。盡管可以使用任 何臉部生物測定學，但是可以唯一地標識個體的當前臉部生物測定學包括3D和4D生物測 定學紅外臉部掃描和從這種掃描存儲的圖像、以及個體的選擇的眼睛特征的掃描和從這種 掃描存儲的圖像。一旦從初始的生物測定學臉部掃描結果標識用戶，互鎖將提示裝置啟動， 或可以要求呼吸測試，在該情況下，互鎖將提示個體進行初始呼吸測試。在標識的授權用戶 在點火互鎖中進行呼吸測試的處理中時，可以編程以發(fā)生第二次生物測定學臉部掃描用于 進一步確認。此外，在交通工具已經(jīng)啟動后，例如正在驅(qū)動交通工具時，可以額外執(zhí)行授權 用戶的生物測定學臉部掃描，在編程的滾動重新測試特征的間隔期間，這可以提示進行額 外的呼吸測試。此外，通過要求相機能力的其它被動點火互鎖設備生成的數(shù)據(jù)日志活動報告目前可以緊接時間和日期標記的活動記錄圖像，但是沒有可識別地插入用戶姓名的能力。因此，利用單個平面、2D、數(shù)字圖像記錄技術，當有資質(zhì)的第三方人員回顧和確認圖像時，數(shù)據(jù)日 志報告中的成像的用戶的主動識別只能夠無差別地和準確地標識交通工具或裝置操作的 事實之后的成像的用戶。此外，除非召喚點火互鎖用于早期報告，否則事件數(shù)據(jù)日志下載可 以發(fā)生在記錄的事實后直到30到60天。使用單個平面、2D、數(shù)字圖像捕獲的用戶的主動“驗 證”識別假設數(shù)據(jù)日志事件已經(jīng)被下載和處理用于第三方回顧，這可以在數(shù)據(jù)的記錄和交 通工具的操作后適當發(fā)生。被動點火互鎖利用簡單的具備相機能力的互鎖不提供實時(主 動)身份驗證，該具備相機能力的互鎖允許將記錄的姓名緊接驗證用戶的數(shù)據(jù)日志記錄的 活動放置。在被動點火互鎖使用數(shù)字拍攝互鎖的情況下，數(shù)據(jù)日志記錄報告的活動仍然保 持沒有姓名。具體地，單個平面、2D成像不能進行主動的實時標識和響應。并入本發(fā)明的點火互鎖的臉部生物測定學識別技術特征允許從存儲器中存儲的 由授權用戶構成的數(shù)據(jù)庫中實時身份驗證，這然后使得能夠包括授權用戶的姓名作為互鎖 數(shù)據(jù)日志活動報告的關鍵事實元素。依賴于司法報告要求，本發(fā)明還允許授權用戶的圖像 緊接姓名和日志記錄的數(shù)據(jù)事件出現(xiàn)。與被動的、2D拍攝、數(shù)字圖像捕獲(如Smart Start公司(Irving，得克薩斯)在 它們的Model 20/20 中使用的、以及由 Interc印tor Ignition Interlocks 公司(Pawling, 紐約)使用的)相反，本發(fā)明使用3D或4D臉部幾何學和形貌技術，并且確定多個3D或4D 坐標。對于生物測定學紅外臉部掃描，紅外范圍掃描儀將頭部轉(zhuǎn)換為已知的視圖。獲取并 存儲基于這些坐標的3D或4D網(wǎng)格和對應的紋理(texture)。三維成像使用3D紅外設備，其使用紅外成像設備捕獲個體的3D輪廓，該紅外成 像設備使用比可見光波長短的個體波長。由于該輻射檢測使用可見光不可檢測的身體特 征，因此每個個體的頭部提供唯一的輪廓。三維成像技術可從各種來源獲得，如Stamford， Connecticut 或 A4Vision 公司(Sunnyvale,力口 利福尼亞)的 L-I Identity Solutions 的Bioscrypt。四維成像使用紅外技術和可見光圖像來創(chuàng)建4D臉部生物測定學或 "A. F. R. S. ”，如由Titanium Technology (San Jose，加利福尼亞)開發(fā)的。四維成像還使用 紅外成像技術并提供個體的唯一的輪廓。四維成像優(yōu)選用于本發(fā)明的互鎖系統(tǒng)。在使用本發(fā)明的互鎖系統(tǒng)中的小型化紅外掃描設備的情況下，可以使用類似于與 局部特征分析(LFA)結合的共焦激光掃描顯微鏡方法的形式(version)方法。該處理獲得 高分辨率光學臉部節(jié)點測量結果，該測量結果然后通過計算機化的識別算法軟件處理，該 測量結果也可以存儲在存儲器設備中并通過CPU(典型地計算機的CPU)檢索和運行。存儲 在CPU中的圖像的光學臉部節(jié)點與掃描的個體的那些比較以用于匹配。計算機程序比較來 自實時實況圖像的選擇的臉部特征和來自臉部數(shù)據(jù)庫的存儲的圖像。應當明顯的是，實況 圖像和存儲的臉部數(shù)據(jù)庫可以表示為空間中的多個坐標。局部特征分析是大多數(shù)現(xiàn)有臉部 識別的基礎。其定義最好與輸入總體的二階統(tǒng)計(second order statistics)匹配的一組 形貌、局部核心。該核心從主分量軸得出，并且包括“球化(sphering) ”主分量分析(PCA)系 數(shù)以均衡它們的方差，然后旋轉(zhuǎn)到像素空間。發(fā)現(xiàn)核心具有空間的局部屬性，并且在通過空 間位置索引它們的意義上是“形貌的”。通過Titanium Tech開發(fā)的新的4D臉部識別方法 使用雙視圖幾何學動態(tài)局部特征分析(2VDLFA)。該技術在集成的形狀、紋理和雙視圖幾何 學圖像上采用LFA。兩個視圖之間的關系可以通過“核面(bipolar)幾何學”說明，該“核面幾何學”然后可以通過立體視覺和提供3D測量結果的深度上的第三點來說明。以此方式逐點獲取參考點以產(chǎn)生圖像并利用計算機或CPU重建，允許形貌復雜的對象的3D重建。紅 外激光3D掃描使用區(qū)別臉部特征的實時數(shù)據(jù)捕獲，其中硬組織和骨最明顯，如眼眶、鼻子、 臉頰、嘴和下巴的曲線，以便標識對象。這些區(qū)域全部是唯一的，并且不隨著時間改變。使 用不受照明影響的測量結果平面的軸和深度，3D臉部識別可以在黑暗中使用，并且具有在 不同視角識別對象的能力。該處理涉及檢測、對準、測量、表示、匹配和身份驗證。一旦3D 臉部識別系統(tǒng)檢測到臉部，則該系統(tǒng)確定頭部的位置、大小和姿勢。利用紅外激光，對象具 有被識別直到90度的可能，在數(shù)據(jù)庫中具有等效的存儲匹配?？傊?，使用上述2VDLFA的4D 臉部識別采用雙視圖幾何學圖像來提供臉部的深度信息，其仿真人臉的3D本質(zhì)。形狀編碼 臉部的特征幾何學，并且通過動態(tài)邊緣檢測提取。紋理提供圖像上的標準化臉部特征，其提 供一維或多維信息以形成4D臉部識別。根據(jù)日本大學執(zhí)行的試驗測試，認為4D數(shù)據(jù)中存 在的增加的信息產(chǎn)生了優(yōu)越的性能和識別權威，這顯示包含2VDLFA的4D臉部生物測定學 可以分開標識否則相同的雙胞胎。在操作裝置時測試操作者的損害的當前方法已經(jīng)限制于使用呼吸酒精分析儀設 備。人的損害和副作用(如缺少協(xié)調(diào)、缺少警覺、緩慢和不準確的神經(jīng)響應時間以及整體不 良的判斷或甚至意識不清的狀態(tài))可能從處方藥物或非法麻醉劑和甚至極端疲勞導致。人 的損害范圍上很廣，并且不僅僅限于由酒精的消耗導致的損害。因此，預期用于在裝置的期 望操作時結合點火互鎖設備檢測來自不同于酒精源的、損害的其它誘使源或損害的正常人 的狀態(tài)的其它措施。實際上，血液和尿分析太復雜或是侵入式的，難以容易地并且快速地用 作損害檢測的方法，特別是在不受監(jiān)管的交通工具環(huán)境中。用于處理交通工具環(huán)境中或裝置的啟動時的損害檢測的其他非酒精源的兩種選 項可以集成為附加組件。利用本發(fā)明的點火互鎖使用的第一選項基于各組件的即插即用 平臺，該組件可以集成基于EyeCheck 技術(如由MCJ公司(Rockford，伊利諾斯州)的 EyeCheck 制造的)的瞳孔計。EyeCheck 將紅外光對準到瞳孔，導致然后檢測和測量瞳 孔眼睛運動和瞳孔擴張的刺激。專有軟件計算和測量與瞳孔運動速度結合的瞳孔直徑，其 然后與基線測量結果比較，然后計算未通過的人損害或通過的沒有損害存在的狀態(tài)。該技 術的前提主要基于由訓練的藥物識別專家(DRE)使用的相同技術，該專家也檢查對象并 部分基于瞳孔的狀況和運動確定損害。第二選項使用唾液測試，其可以通過使用Branan Medical唾液藥物和酒精測試條實現(xiàn)。由Branan Medical (Irvine，加利福尼亞)制造的 唾液測試條(如Oratect Plus 條)還測試摻雜物，其將被增加來使任何藥物或酒精檢測 的精確度偏斜。在操作者擦洗他的/她的嘴以獲得唾液樣本后，然后將該條放置在條讀取 器單元中以獲得在小于1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的結果。讀取器獨立地讀取該條以獲得酒精或藥物 的存在。如果測試結果是清楚的，則唾液條讀取器發(fā)送消息到點火互鎖，以允許裝置嚙合。 如果由于操作者的唾液中的藥物物質(zhì)的存在、讀取器檢測未通過的測試，則讀取器將發(fā)送 要記錄在點火互鎖的存儲器中的數(shù)據(jù)，并且將防止交通工具或裝置啟動。4D臉部生物測定 學和可選的增加的相機系統(tǒng)的使用可以記錄唾液條測試過程，以最小化操作者尋求意圖的 系統(tǒng)欺騙的任何手段的機會?？偠灾?，本發(fā)明致力于通過將EyeCheck 瞳孔擴張單元或 Branan Medical唾液條藥物讀取器集成到點火互鎖“即插即用”平臺、以便測試人的損害的 “不同于酒精的源”的能力。
圖1描繪了在用于確定個體是否是交通工具的授權操作者時的本發(fā)明的流程圖。 在塊10中，在交通工具(通常是機動車輛(如卡車或汽車)但不必限于此)的操作者的座 位上的個體按壓按鈕(或?qū)㈣€匙插入點火裝置中)以激活系統(tǒng)，塊20。開始個體的生物測 定學掃描，其是對每個個體唯一的特征的掃描，并將其發(fā)送到互鎖系統(tǒng)，30，該系統(tǒng)可以包 括可選的GPS系統(tǒng)和/或雙向通信(如無線電通信)。互鎖系統(tǒng)使用CPU和圖像存儲設備 處理掃描，塊40。該生物測定學掃描與存儲設備中存儲的生物測定學圖像比較，塊50。如 果該生物測定學掃描匹配存儲的生物測定學圖像，則互鎖系統(tǒng)結合點火裝置動作以允許交 通工具操作。如果該生物測定學掃描不匹配，則互鎖系統(tǒng)結合點火系統(tǒng)動作以防止交通工 具的任何初始操作。圖2描繪了在用于確定委托測試下的個體是否受損害時的本發(fā)明的流程圖。盡管 類似于圖1，但它包括另外的步驟。圖2的系統(tǒng)包括生物測定學掃描110，其在個體坐在操 作者的座位中時激活。它可以通過將鑰匙放入點火裝置130中、通過按壓按鈕或通過座位 中安裝的開關激活。如所示的，互鎖140包括呼吸分析儀單元和雙向通信系統(tǒng)。開始個體 的生物測定學掃描，其是對每個個體唯一的特征的掃描，并將其發(fā)送到互鎖系統(tǒng)，140，該系 統(tǒng)可以包括可選的GPS系統(tǒng)和/或雙向通信(如無線電通信)。該系統(tǒng)還可以包括唾液條 測試讀取器?；ユi系統(tǒng)使用CPU和圖像存儲設備處理掃描，塊150。該生物測定學掃描與存 儲設備中存儲的生物測定學圖像比較，塊150。如果該生物測定學掃描匹配存儲的生物測定 學圖像，則該系統(tǒng)確定操作者座位中的個體是否必須進行損害測試，160。如果該人員沒有 被如此識別，則互鎖系統(tǒng)結合點火裝置動作以允許交通工具操作。如果該人員被如此識別， 則互鎖系統(tǒng)結合點火系統(tǒng)動作以防止交通工具的任何初始操作，直到進行測試。損害測試 可以包括用于由個體使用的唾液條測試讀取器或呼吸分析儀單元或兩者。還可以使用任何 其他測試，如眼睛掃描。如果確定用戶沒有受損害，170，則解鎖點火裝置180。然而，如果確 定用戶受到損害，則鎖定點火裝置并且防止交通工具的任何操作。圖3說明圖1中描述的處理，其用于確定個體是否是交通工具的授權操作者。占 據(jù)操作者的位置的人員開始啟動序列以激活生物測定學掃描，310。掃描個體并將生物測定 學掃描與互鎖數(shù)據(jù)庫中對應的存儲的生物測定學圖像比較320。如果沒有識別到個體，也就 是說，如果生物測定學掃描不匹配對應的生物測定學圖像，則互鎖系統(tǒng)鎖定點火系統(tǒng)330， 從而防止未識別的個體(如小偷)操作系統(tǒng)。當然，如其他地方注意到的，交通工具的擁有 者可以通過將個人識別號(PIN)利用到系統(tǒng)中來去激活互鎖系統(tǒng)，使得第三方(如隨從) 可以操作交通工具短的時間段?；ユi系統(tǒng)甚至可以允許擁有者預先選擇該短的時間段。如 塊340所示，如果識別了個體，也就是說，如果生物測定學掃描匹配計算機中存儲的生物測 定學圖像，則激活點火系統(tǒng)。圖4說明圖2的處理，其另外詳細地概述委托測試下的個體的驗證測試。占據(jù)操 作者的位置的人員開始啟動序列以激活生物測定學掃描，410。掃描個體并將生物測定學掃 描與互鎖數(shù)據(jù)庫中對應的存儲的生物測定學圖像比較420。如果沒有識別個體，也就是說， 如果生物測定學掃描不匹配對應的生物測定學圖像，則互鎖系統(tǒng)可鎖定點火系統(tǒng)430，從而 防止未識別的個體(如小偷)操作系統(tǒng)，或者互鎖系統(tǒng)可以包括選項，以允許編程它來即使 沒有識別操作者也允許交通工具啟動。如塊440所示，如果識別了個體，也就是說，如果生 物測定學掃描匹配計算機中存儲的生物測定學圖像，則激活點火系統(tǒng)。一旦驗證了操作者，450，互鎖系統(tǒng)就確定是否要求操作者的法庭委托的損害測試460。如果從數(shù)據(jù)庫和存儲器 確定操作者不經(jīng)歷法庭命令的損害測試，則交通工具互鎖系統(tǒng)、以及防盜特征(如果如此 編程)去激活，并且點火裝置嚙合470。然而，如果要求損害測試，則進行適當?shù)膿p害測試 480。該損害測試可以要求用戶使用呼吸酒精檢測器，或者可以是眼睛測試，如瞳孔計測試， 或者可以要求操作者進行醫(yī)學唾液測試。如果測試指示駕駛員沒有受損害490，則互鎖系統(tǒng) 去激活，并且點火裝置嚙合。另一方面，如果測試確定駕駛員受到損害490，則鎖定點火裝置 500，盡管可以自動地或根據(jù)操作者的要求進行重新測試510。重新測試重復損害測試480。 一旦激活點火裝置520，則互鎖系統(tǒng)允許塊480中進行的損害測試的滾動重新測試530。該 滾動重新測試可以由法庭命令。如果滾動重新測試指示駕駛員沒有受損害540，則正常操作 繼續(xù)580，并且以由控制互鎖的程序確定的間隔重復滾動重新測試530。然而，如果確定駕 駛員受到損害540，則要求并進行立即的重新測試550。如果重新測試指示操作者沒有受損 害560，則如前所述交通工具的操作繼續(xù)580。然而，如果滾動重新測試指示操作者受到損 害560，則激活生物測定學掃描儀，并且將操作者的圖像記錄570在互鎖系統(tǒng)的存儲器中， 使得可以報告違規(guī)。雖然互鎖系統(tǒng)可以關閉交通工具，但這可能產(chǎn)生更危險的情形，因此允 許交通工具的操作繼續(xù)580。 該系統(tǒng)還可以合并通用分組無線電服務(GPRS)和全球移動通信系統(tǒng)(GSM)以提 供額外能力。GPRS集成到GSM ReleaSe97和更新的發(fā)布版本。還可以使用CDMA碼分多址 2G網(wǎng)絡和W-CDMA寬帶碼分多址(使用3G網(wǎng)絡的更高速協(xié)議)。該技術廣泛用于雙向通信和WAP (無線應用協(xié)議)、短信息服務(SMS)和MMS (多媒 體消息傳輸服務)以及用于因特網(wǎng)，如電子郵件服務和萬維網(wǎng)訪問。作為附加組件集成到可擴展點火互鎖基本設計平臺的該通信特征可以用于在現(xiàn) 場操作時故障修理和遠程服務點火互鎖。該設計當前在2G網(wǎng)絡或提供更快的數(shù)據(jù)傳輸時 間的3G網(wǎng)絡上工作。當配備有這些通信能力時，本發(fā)明的互鎖系統(tǒng)可以與遠程服務和監(jiān)視站通信，同 時該互鎖系統(tǒng)在操作者的汽車中處于活動運行狀態(tài)。由于配備服務原因，使用GSM/GPRS/ CDMA/WCDMA型技術，公司服務監(jiān)視中心可以聯(lián)系操作者的單元以下載概要數(shù)據(jù)日志報告或 全部數(shù)據(jù)日志報告，用于解決可能的問題的目的。盡管可以定制日志數(shù)據(jù)報告，但是一個實 施例包括列出關鍵配備功能或可能的單元故障的診斷線項目的數(shù)據(jù)日志報告。一個潛在的服務問題可以是點火互鎖的任何主要組件中的故障，其可能導致操作 者對他們互鎖的交通工具的正常操作具有困難。為了避免由于從交通工具中安裝的互鎖的 故障導致的不能操作交通工具的情形而使授權操作者陷入困境，使用雙向通信的服務監(jiān)視 技師可以遠程解決問題或建議操作者采取適當?shù)膭幼鬟^程。另一潛在的服務問題是在操作者已經(jīng)超過司法要求的預設互鎖程序違規(guī)限度的 情況下的召回到服務中心的情況的互鎖。一旦點火互鎖單元的操作者超過其允許的違規(guī)限 度，在點火互鎖不允許交通工具啟動之前，點火互鎖將進入寬限期倒計時模式。該特征要 求操作者將他們的交通工具物理地報告給服務中心，用于數(shù)據(jù)日志下載和軟件違規(guī)限度重 置。利用雙向通信，點火互鎖還可以編程為撥號給服務監(jiān)視中心以提供超過的違規(guī)限度狀 態(tài)的通知?？商娲?，操作者可以在這種情況發(fā)生時進行電話呼叫請求服務?；ユi系統(tǒng)和 服務監(jiān)視中心之間的雙向通信可以允許工廠技師遠程下載數(shù)據(jù)日志報告用于數(shù)據(jù)檢索，然后執(zhí)行遠程違規(guī)重置功能，節(jié)省技師和操作者損失的時間和困難。對與點火互鎖裝置的雙 向通信的強調(diào)基于為交通工具或裝置的操作者提供及時的和成本有效的服務的能力。合并GPS-全球衛(wèi)星通信利用由運營商(如移動蜂窩電話服務公司)提供的廣泛商業(yè)可用的和負擔得起的 GPS定位器技術，通信和位置信息容易集成到互鎖系統(tǒng)和由互鎖系統(tǒng)監(jiān)視。GPS技術可以晝 夜不停地執(zhí)行，并且位置坐標還可以結合由軟件觸發(fā)的特定事件記錄。所有坐標可以以經(jīng) 度和緯度記錄。本發(fā)明的點火互鎖的可擴展基本平臺設計的增加的特征可以方便地允許它與并 入的板載GPS設備(如GPS芯片或結合存儲器操作的GPS芯片)一起工作，該GPS設備可 以以預定頻率(如在所有數(shù)據(jù)日志事件時)或在期望的時間間隔記錄所有位置信息。如果 希望的話，位置讀數(shù)(經(jīng)度和緯度)可以包括在可下載的點火互鎖數(shù)據(jù)日志報告中。使用 GSM/CDMA報告器，可以標識操作者的位置，并且通知操作者報告預定位置(如服務監(jiān)視中 心)用于幫助技術或互鎖程序困難。在緊急情況下，操作者可以利用點火互鎖來發(fā)出報告 數(shù)據(jù)給服務監(jiān)視站，驗證他們的位置。因此，本發(fā)明3D或4D識別的臉部生物測定學點火互鎖設備允許交通工具或裝置 的操作者的基本上即時的主動識別。如在此使用的，“基本上即時”意味著即時地或具有幾 秒但少于2分鐘，優(yōu)選地在大約2秒用于紅外臉部生物測定學。本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的目 前現(xiàn)有技術的硬件要求用于選擇的眼睛測試的額外時間，該眼睛測試可以通過從由虹膜、 視網(wǎng)膜、角膜和血管模式組成的組中選擇的眼睛的至少一個特征唯一地標識個體。選擇的 3D或4D臉部生物測定學對于個體是唯一的。優(yōu)選的生物測定學包括紅外臉部掃描或眼睛 掃描，眼睛掃描最優(yōu)選包括瞳孔計的一些變化。例如，虹膜、視網(wǎng)膜、角膜或血管模式的至少 一個的掃描可以用于個體的生物測定學標識，并且EyeCheck 掃描可以用于損害篩選。盡管已經(jīng)開發(fā)了使用3D或4D識別的本發(fā)明的臉部生物測定學點火互鎖系統(tǒng)用于 在由法庭指令的、對于在受損害時駕駛的監(jiān)管下的個體操作的交通工具中使用，然而本發(fā) 明提供混合的系統(tǒng)，其可以擴展監(jiān)視在法庭指令的、對于酒精濫用的監(jiān)管下的個體的法律 實施的能力。結合互鎖的本發(fā)明的臉部生物測定學標識系統(tǒng)還可以用作交通工具的防盜設 備。授權操作者的三維或四維生物測定學圖像(如紅外臉部掃描或眼睛的虹膜掃描)可以 存儲在存儲器中。激活交通工具的嘗試將導致相機或其它適當?shù)膾呙柙O備的激活，其將掃 描操作者座位中的個體。紅外掃描的圖像然后將與存儲器中存儲的圖像比較。由于3D和 4D掃描可以主動地標識個體，因此如果掃描的圖像不匹配存儲器中存儲的圖像，則將激活 互鎖系統(tǒng)以防止交通工具的操作。掃描可以在交通工具正操作的同時以周期性間隔重復， 以便確認操作者沒有改變并且繼續(xù)為授權操作者。由于安全考慮，如果在重新測試期間確 定最近掃描其圖像的操作者不是授權操作者，則可以產(chǎn)生警告以通知操作者交通工具將在 預定時間內(nèi)自動禁用，以允許交通工具的操作者安全地將其?？吭谥饕煌髦?。此外或可替代地，如果提供有通信能力，則該單元可以聯(lián)系擁有者交通工具正在 被未授權用戶操作。如果交通工具已經(jīng)被盜，則擁有者可以將盜竊報告給警察。如果互鎖 系統(tǒng)額外地配備有GPS，則還可以報告交通工具的位置。當然，授權用戶將能夠輸入臨時代 碼以將系統(tǒng)無效預先選擇的時間段，以允許機修工、隨從等操作交通工具。如果由法庭命令 確定要求呼吸酒精監(jiān)視，則該系統(tǒng)還可以擴展以在以后包括呼吸酒精分析儀組件。
本發(fā)明還可以擴展超越法庭命令的呼吸酒精監(jiān)視，并且可以用于其它損害。具體 地，可以使用瞳孔計來監(jiān)視瞳孔擴張和/或瞳孔運動。后者使用紅外設備來監(jiān)視眼睛的狀 況。然而，不尋常的瞳孔擴張和/或不尋常的瞳孔運動可以是從藥物或可能疲勞導致的物 理損害的征兆。損害的任何指示可以足夠用于激活互鎖系統(tǒng)以防止交通工具或裝置操作。本發(fā)明的互鎖系統(tǒng)響應于提供主動標識的3D或4D圖像匹配，然后要求測試損害 的標記。通常，損害測試是法庭命令的呼吸酒精測試，但如上所述，可以包括其它可測量特 征(如瞳孔擴張或瞳孔運動)的確定?；ユi系統(tǒng)可以包括硬接線到點火系統(tǒng)的分開的組 件。然而，隨著自動推進交通工具的增加的混合，大多數(shù)交通工具包括控制交通工具操作的 各方面的混合計算機?；ユi系統(tǒng)可以是微芯片或軟件子例程，其與交通工具計算機通信并 且提供允許交通工具點火的信號或在不滿足預定條件時使交通工具操作固定的信號。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員將理解的是，可以 進行各種改變并且各種等效體可以替代其元素，而不偏離本發(fā)明的范圍。此外，可以進行許 多修改以使得特定情形或材料適于本發(fā)明的教導，而不偏離其基本范圍。因此，意圖在于本 發(fā)明不限于作為預期用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落 入權利要求的范圍的所有實施例。
權利要求
一種呼吸酒精點火互鎖設備，包括3D紅外掃描設備，用于執(zhí)行位于靠近該設備并且靠近機械設備的點火裝置的個體的生物測定學紅外臉部掃描，其中該3D掃描設備分析硬組織和軟組織以確定個體的實時身份；具有存儲器能力的CPU；存儲器中存儲的機械設備的至少一個授權操作者的3D生物測定學紅外臉部掃描圖像；用于比較來自存儲器的機械設備的授權操作者的存儲的紅外臉部掃描圖像與個體的實時圖像以確定個體是授權操作者之一的部件；檢測設備，其與CPU通信以確定個體消耗的受控物質(zhì)的存在和量；以及互鎖設備，其與檢測設備和CPU通信，其中在用于比較存儲的臉部圖像與實時圖像的部件指示個體不是授權操作者之一時、并且在檢測設備指示個體消耗的受控物質(zhì)的存在和量超過該受控物質(zhì)的法定限度時，該互鎖設備防止機械設備的操作。
2.一種呼吸酒精點火互鎖設備，包括4D紅外掃描設備，用于執(zhí)行位于靠近該設備并且靠近機械設備的點火裝置的個體的生 物測定學紅外臉部掃描，其中該4D掃描設備分析硬組織和軟組織以確定個體的實時身份； 具有存儲器能力的CPU ；存儲器中存儲的機械設備的至少一個授權操作者的4D生物測定學紅外臉部掃描圖像；用于比較來自存儲器的機械設備的授權操作者的存儲的紅外臉部掃描圖像與個體的 實時圖像以確定個體是否是授權操作者之一的部件；檢測設備，其與CPU通信以確定個體消耗的受控物質(zhì)的存在和量；以及 互鎖設備，其與檢測設備和CPU通信，其中在用于比較存儲的臉部圖像與實時圖像的 部件指示個體不是授權操作者之一時、和在檢測設備指示個體消耗的受控物質(zhì)的存在和量 超過該受控物質(zhì)的法定限度時，該互鎖設備防止機械設備的操作。
3.一種互鎖系統(tǒng)，包括掃描設備，用于執(zhí)行位于靠近該掃描設備并且靠近機械設備的點火裝置的個體的特征 的生物測定學掃描，其中該掃描設備分析對個體唯一的特征以實時確定個體的身份； CPU ；存儲器存儲設備；存儲器存儲設備中存儲的授權來操作機械設備的至少一個操作者的生物測定學圖像；用于比較存儲器存儲設備中存儲的存儲生物測定學圖像與通過靠近點火裝置的個體 的生物測定學掃描生成的實時圖像、以確定個體是授權操作者的部件；互鎖單元，其與CPU和用于比較存儲的生物測定學圖像和實時生物測定學掃描的部件通{曰。
4.如權利要求3所述的互鎖系統(tǒng)，其中當用于比較存儲的生物測定學圖像和實時生物 測定學掃描的部件指示靠近點火裝置的個體不是機械設備的授權操作者時，互鎖單元防止 機械設備的操作。
5.如權利要求3所述的互鎖系統(tǒng)，其中CPU包括在單個集成單元中組合的存儲器存儲設備。
6.該互鎖系統(tǒng)還包括與CPU電通信的存儲器存儲設備。
7.如權利要求3所述的互鎖系統(tǒng)，其中實時生物測定學掃描和存儲的生物測定學圖像 包括靠近點火裝置的個體的3D紅外掃描、和至少一個授權操作者的頭部的3D圖像。
8.如權利要求3所述的互鎖系統(tǒng)，其中實時生物測定學掃描和存儲的生物測定學圖像 包括靠近點火裝置的個體的4D臉部生物測定學掃描、和至少一個授權操作者的4D臉部生 物測定學圖像。
9.如權利要求3所述的互鎖系統(tǒng)，其中實時生物測定學掃描和存儲的生物測定學圖像 包括靠近點火裝置的個體的眼睛生物測定學掃描、和至少一個授權操作者的眼睛生物測定 學圖像。
10.如權利要求9所述的互鎖系統(tǒng)，其中眼睛生物測定學掃描是靠近點火裝置的個體 的、從由虹膜、視網(wǎng)膜、角膜和血管模式組成的組中選擇的眼睛的至少一個特征的生物測定 學掃描，并且存儲的眼睛圖像是至少一個授權操作者的瞳孔生物測定學圖像。
11.如權利要求4所述的互鎖系統(tǒng)，其中在執(zhí)行實時生物測定學掃描的掃描設備指示 靠近點火裝置的個體不是機械設備的至少一個授權操作者時，互鎖單元防止機械設備的操 作。
12.如權利要求3所述的互鎖系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還包括檢測設備，其與CPU通信以確定 位于靠近該設備和靠近點火裝置的個體是否受到損害。
13.如權利要求12所述的互鎖系統(tǒng)，其中檢測設備確定位于靠近該設備和靠近機械設 備的點火裝置的個體消耗的受控物質(zhì)的存在和量。
14.如權利要求13所述的互鎖系統(tǒng)，其中檢測設備分析呼吸樣本以確定血液酒精水平。
15.如權利要求12所述的互鎖系統(tǒng)，其中用于比較的部件還確定個體是被要求使用檢 測設備來確定個體是否受到損害的授權用戶，并且互鎖設備防止機械設備的操作，直到個 體使用了檢測設備。
16.如權利要求15所述的互鎖系統(tǒng)，其中當位于靠近互鎖設備的個體使用了檢測設備 并且檢測設備確定該個體受到損害時，互鎖設備防止機械設備的操作。
17.如權利要求12所述的互鎖系統(tǒng)，其中掃描設備執(zhí)行靠近點火裝置的個體的眼睛特 征的實時眼睛生物測定學掃描，并且存儲器存儲設備包括被授權來操作機械設備的至少一 個操作者的眼睛特征的圖像。
18.如權利要求17所述的互鎖系統(tǒng)，其中檢測設備使用實時眼睛生物測定學掃描，其 中實時眼睛生物測定學掃描通過測量來測量瞳孔眼擴張和瞳孔眼運動，以確定位于靠近該 設備和靠近點火裝置的個體是否受到損害。
19.如權利要求17所述的互鎖系統(tǒng)，其中瞳孔眼擴張和瞳孔眼運動的實時生物測定學 掃描與存儲器存儲設備中存儲的基線測量比較，以確定位于靠近該設備和靠近點火裝置的 個體是否受到損害。
20.如權利要求3所述的互鎖系統(tǒng)，還包括GPS設備，其確定交通工具的位置，以預定頻 率記錄交通工具的位置，并且將記錄的位置存儲在存儲器存儲設備中。
21.如權利要求15所述的互鎖系統(tǒng)，還包括雙向通信系統(tǒng)，其中該雙向通信系統(tǒng)發(fā)送存儲器中存儲的記錄的位置，并且接收操作者報告預定位置的通知 。
全文摘要
互鎖系統(tǒng)使用生物測定學掃描來實時識別尋求操作機械設備(如汽車)的個體。選擇唯一識別個體的生物測定學特征。如果個體的實時生物測定學掃描不匹配存儲的授權操作者的圖像，則互鎖系統(tǒng)將鎖定機械設備以防止操作?；ユi系統(tǒng)可以與呼吸酒精分析儀結合使用以確定損害。如果生物測定學測試指示要求個體進行測試損害，則機械設備將不操作，直到測試完成。如果生物測定學測試自動指示機械裝置的操作者和呼入點火互鎖的呼吸酒精分析儀組件的個體不是同一個人，則點火系統(tǒng)提供可編程的軟件選項，以防止裝置啟動。
文檔編號B60K28/06GK101821120SQ200880111233
公開日2010年9月1日 申請日期2008年10月3日 優(yōu)先權日2007年10月10日
發(fā)明者皮埃爾·M·克雷斯珀, 陳勇 申請人:B.E.S.T實驗室股份有限公司