检测人的生物统计数据的终端和方法以及终端系统的制作方法

专利名称：检测人的生物统计数据的终端和方法以及终端系统的制作方法
检测人的生物统计数据的终端 和方法以及终端系统
本发明涉及 一 种用于检测(erfassen )人的生物统计 (biometrisch)数据的终端、 一种用于检测人的生物统计数据的方法 和一种具有多个终端的终端系统。本发明尤其是涉及被用作访问控制 (物理访问控制(Physical Access Control))或者被用作准入 (Zugangsgenehmigung )(逻辑访问控制(Logical Access Control )) 的这种终端、终端系统和方法。
此外，本发明也可以被用于边境管制或者被用于其它的与安全相 关的领域。
例如从WO 2004/075097 Al中/^知这种类型的终端。那里的终端 装备了摄像机和指紋传感器。通过摄像机和通过指紋传感器可以检测 人的生物统计数据。另外，在终端的壳体上布置了用于人的高度传感 器。用高度传感器光学地识别人的大致身高，并且围绕轴向上或向下 旋转摄像机透镜。
在W0 03/067389 A2中说明了一种登记过程，通过该登记过程可 以在机场检测乘客。在检测站上设置了通过声波工作的高度传感器。 通过被安放在该站上的高度传感器能垂直地移动摄像机单元。
W0 02/33664 Al示出了 一种具有可将芯片卡插入其中的箱形基座 区域(Basisbereich)的便携式设备。在可垂直折叠的臂上，能通过 滚花旋钮调节摄像机的高度，以便对于不同的用户实现相应最好的角 度。
在WO 99/06928 Al中介绍了一种小室，在该小室中，在小室的入 口处设置了用于人的高度传感器。在小室的端壁上安放了摄像机，按 照所测量的高度可以垂直移动该摄像机。利用该摄像机可以检测人的 脸部或眼睛的生物统计数据。
在EP 1 280 094 A2中介绍了 一种用于检测指紋的方法，在该方 法中，首先实现指紋的线条的粗略定向，而随后实现微调。
在US 5， 892， 838中介绍了生物特征识别的两阶段方法，在该方法 中，在第一阶段实现人的身份识别。在第二阶段检测生物统计数据。在WO 2004/068 283 A2中介绍了 一种生物统计的身份识别系统， 在该生物统计的身份识别系统中，用户通过具有离散的生物统计检测 设备的网络来访问服务器。
在WO 2004/034236 A2中，同样介绍了 一种借助脸部照片和指紋 的两阶段的身份识别方法。
本发明所基于的任务在于，改善利用终端进行的生物统计数据的 检测。
按照本发明的笫一方面， 一种用于检测人的生物统计数据、尤其 是用于访问控制或用于准入的终端解决了该任务，该终端具有壳体和 多个用于生物统计数据的检测设备，以及该终端具有用于人的高度传 感器，其中，该终端具有用于在工作状况下垂直移位 (Hoehenverlagerung )多个检效、J设备的装置。
首先在概念上阐述了，作为生物统计数据，尤其是可以将脸部比 例、指紋、虹膜和视网膜考虑作为要检测的数据。继续在概念上阐述， 应将用于垂直移位的装置设立来改变多个检测设备的大地高。在最简 单的情况下，这通过线性的垂直移位可能性来实现。但是可以设想多 种变型方案，特别是围绕人的潜在所在地的螺旋形运动或者没有准确 地垂直对准的线性移位路径。考察了工作状况，因为本发明的所介绍 的方面不应被限于例如直接在终端上设置用于垂直移位的电动机。例 如可以设想，作为这种设备的终端仅仅具有电动机控制装置，而将电 动机保持在终端之外，例如保持在终端被安装在其上的壁中。
在用于生物统计数据的检测设备中，至少两个检测设备应通过装 置可以被垂直移位。通过大量垂直移位检测设备，给用户提供了较大 的操作便利性。这也实现了较快地读入不同的生物统计数据，因为例 如将指紋传感器直接移到对于该人的人机工程学的高度上。
通过本发明的所介绍的方面强烈地加速了检测过程。结果可以因 此在有限的面积上，由少量的终端来以生物统计的方式检测和在终端 系统中控制较高数量的人。
按照本发明的第二方面， 一种用于检测人的生物统计数据、尤其 是用于访问控制或用于准入的终端解决了所提出的任务，该终端具有 壳体和用于生物统计数据的检测设备，以及该终端具有用于人的高度
传感器和具有用于垂直移位检测设备的装置，其中，设置了控制装置，在检测流程开始时，该控制装置将检测设备从上开始地下降到操作高 度上，尤其是从至少基本上对应于垂直移位的最大高度的静止高度出 发下降到操作高度上。
为此，首先在概念上阐述了，操作高度是检测设备的大地高，由 控制装置将该大地高度预定为对于人的理想的操作高度。在对控制装 置进行编程时，在该控制装置中寄存计算或表格，借助该计算或表格， 控制装置将检测设备的理想的操作高度分配给要检测的人的每个人身 高。静止高度是控制装置在检测流程开始之前使检测设备处于静止的 那个高度。
本发明的所介绍的方面所基于的认识在于如果将这个检测设备 或这些检测设备从上向下移到操作高度上，则可以实现特别好的测量 结果。其原因在于，要检测的人的最高点通常是头部，该头部可以由 图形识别程序良好地识别。与此相反地，在较低高度引入检测的设备 中存在以下危险，即诸如所背的包或手臂的其它对象使正确的对准失 真。
优选地将用于垂直移位的装置设立用于，将壳体与多个检测设备 一起垂直移位。特别经济的是，通过壳体的驱动装置来表示用于垂直 移位的装置，其中，检测设备被布置在壳体中或被布置在壳体上，并
且与壳体一起被移动。
如果在这种情况下可以将壳体与所有检测设备一起垂直移位，则
是特别紧凑和经济的。
按照本发明的第三方面， 一种用于检测人的生物统计数据、尤其 是用于访问控制或者用于准入的终端解决了所提出的任务，该终端具 有壳体和用于生物统计数据的检测设备，以及该终端具有被安装在壳 体上或者被安装在壳体中的用于人的高度传感器，其中，该终端具有 用于在工作状况下进行垂直移位的装置。
这种终端构造得特别紧凑和成本有利，因为仅在一个壳体中既布 置了用于生物统计数据的检测设备又布置了高度传感器，并且该检测 设备和高度传感器可以一起被移到理想的高度上。此外，该终端可以 构造得相当轻。
如果将摄像机设置为用于生物统计数据的检测设备，则建议以固 定角度来安装该摄像机，也即至少不能向上或向下旋转该摄像机，优选地也不能向右或向左旋转。在上述类型的终端中，由于现有的用于 垂直移位的装置，摄像机的这种运动可能性可能是冗余的，并因此会 使终端比必需的更大和更昂贵。
已经阐述了，尤其是可以将图像检测装置、脸部比例检测装置、 指紋检测装置、虹膜检测装置和视网膜检测装置考虑作为用于生物统 计数据的检测设备。
如果存在多个检测设备并在检测过程之内检测了人的数据，则可 以动用最可靠的识别类型。如果已检测了人的一个或多个指紋、人的 虹膜或人的视网膜，则通常可以例如不发生对所检测的脸部比例的分 析，并且也可以基于此来检查该人。
作为替换方案，可以同时分析所检测的不同的生物统计数据。因 此，可以尤其是总是分析所有所检测的数据，以便在对人进行身份识 别时实现最大可能的安全性。
为此考虑了一种多阶段方法作为替换方案，在该方法中，首先借 助一个所检测的数据来计算识别概率。如果该概率不够高，则可以将 其余的数据用于分析。
用于垂直移位的装置优选地具有固定布置的电动机驱动装置。固 定的电动机驱动装置例如被集成到用于支承终端壳体的壁上的垂直轨 道中或者被嵌入安装壁中。电动机通常是相当重的，如果电动机被布 置在可垂直移位的壳体之外，则因此节省了重量和空间。此外，可以 更好耗散电动机的操作热量，并且不导致损害终端壳体中的电子器件。
按照本发明的第四方面， 一种用于检测人的生物统计数据、尤其 是用于访问控制或用于准入的终端解决了所提出的任务，该终端具有 壳体和用于生物统计数据的检测设备，以及该终端具有用于垂直移位 检测设备的装置并且具有圆的或尖的壳体上侧。
在本申请的范围内所论述类型的终端虽然优选地具有图像检测装 置，并且作为高度传感器也可以有能力记录和分析视频图像，但是这 些图像检测装置和高度传感器优选地整个被集成到终端的壳体中。这 具有以下后果，即在终端壳体的正面的另一面，朝向该终端壳体的背 面，出现由视频设备检测不到的空间。另外，优选地可以将壳体移到 非常高的静止高度。因此可能的是，几乎不能以人眼高度识别位于静 止高度的被放置到终端壳体上的对象。用圆的或尖的壳体上侧，较难将诸如爆炸体那样的对象放在壳体上侧上。
按照本发明的笫五方面， 一种用于检测人的生物统计数据、尤其 是用于访问控制或用于准入的终端解决了所提出的任务，该终端具有 壳体和用于生物统计数据的检测设备，以及该终端具有防故意破坏的
(例如用防弹玻璃覆盖的)显示器，其中，该显示器被构造为触摸屏。 通常只在薄的防护罩上使用触摸屏。但是，在范围广泛的试验中 已表明，即使在坚固的防故意破坏的或防弹玻璃的情况下，在设备内 部中的具有合适的光学装置的触摸屏也是可能的。在同时高的防故意 破坏性的情况下，触摸屏与防故意破坏的或防弹玻璃的组合实现了舒 适的用户控制。
按照本发明的第六方面， 一种用于检测人的生物统计数据、尤其 是用于访问控制或用于准入的终端解决了所提出的任务，该终端具有 壳体和具有用于生物统计数据的多个检测设备，其中，电子计算单元 基本上或仅仅包括控制器，尤其是包括微处理器，该微处理器被设立 用于将在摄像机图像、指紋图像、虹膜图像和/或视网膜图像方面的所 检测的生物统计数据作为图形的数据转交给分离布置的控制服务器， 用于进行分析。
本发明的该方面有助于对于人的所检测的数据的数据安全性。终 端本身以这种方式被构造为不进行数据的存储或分析的"哑，，终端。
替代于此，仅仅将控制器设置为翻译器，该翻译器将图形数据转 换为适于传输给控制服务器的形式。以这种方式，优选地直接在检测 过程终止之后，在终端中不再存储用户的数据。即使直接在检测过程 终止之后(或甚至于在检测过程期间)进行了对设备的操纵并且例如 完全偷窃了终端，在那里仍不能识别与个人相关的数据。这些数据仅 仅可以从服务器获悉，但是该服务器不可访问并且受保护地被保管。
在最好的情况下，可以从终端中的控制器获悉用于将数据转换成
适于发送数据的格式的算法，例如用于以TCP/IP数据分组传输图像数 据的算法。
建议了终端具有身份证明文件读取器。尤其是可以将这种身份证 明文件读取器设立用于，在内容上分析身份证、旅行护照、驾驶证或 类似的身份证明文件。由此获得的关于要检查的人的假想身份的数据 可以被用于比较在终端上所检测的生物统计数据与在数据库中对于该身份所寄存的数据记录。看作为一种有利的方法是，首先例如通过身份证明文件读取器来 实现身份识别输入，并借助该身份识别输入来选出语音引导的语言。在众多的应用中，特别是例如在机场，可以设想与安全相关的领 域。这里应期待极其不同国籍的乘客。如果在检测生物统计数据时经 过语音输出来支持引导要检测的人通过相应的紧接着的必要步骤，则 这不仅对于要检测的人是舒适的，而且也尽可能好地加速了该过程。 如果借助身份证明文件预先调节签发国的官方语言，这优选地可以手 动改变，则该人理解该语言的语音输出的概率是极其大的。在大多情 况下，不必要手动选出设备语言。按照本发明的其它方面， 一种具有多个终端的终端系统解决了所 提出的任务，在该终端系统中，这些终端分别被设立用于检测人的生 物统计数据，尤其是用于访问控制或用于准入，并且其中，终端分别 具有多个用于人的生物统计数据的检测设备，以及其中，此外设置了 可以与这些终端进行通信的控制服务器，其中，该控制服务器遥控了 这些终端，而且其中，这些终端仅仅对所检测的数据进行加密并将所 检测的数据转交给控制服务器，而无需存储和/或另外处理这些数据， 尤其是无需分析这些数据。简言之，本发明的该方面也设置了一种"哑，，终端，其中，智能 的控制装置坐落在控制服务器中。分离布置了控制服务器，并因此防 止该控制服务器被故意破坏和被偷窃，或至少不像终端那样被布置在 公共空间中。这些终端仅仅进行在理论上甚至于可以舍弃的加密，但 是该加密却提高了整个系统的安全性，并且这些终端将数据转交给控 制服务器。已经阐述了，这尤其是可以以图形数据的形式来实现。以下借助根据实施例参考附图来详细阐述本发明。其中

图1以示意性侧视图示出了在壁支架上的具有可垂直调节的壳体 的检测终端，图2示出了检测终端的示范性实施的壳体的正视图， 图3示意性示出了网络体系架构的结构，该网络体系架构具有公 共空间中的终端和封闭区域中的体系架构的其它模块，以及 图4示意性示出了终端之内的数据传输。图1中的终端基本上由壳体2和具有用于壳体2的(没有示出的)轨道的细长的壁紧固装置(Wandbefestigung) 3组成。壁紧固装置3被设置用来，利用背面4例如通过多个螺栓固紧被 固定在壁上。在壁紧固装置3中，针对在轨道中可移动的壳体2设置 导向轨。壁支架3是由金属材料制成的相当扁平的壳体。电动机被布 置在壁支架3的自由空间中，例如被布置在位置5上。电动机被连接到壳体上，并且例如被连接到链驱动装置或类似的 驱动装置上，以致通过电动机可以沿着移动方向6使壳体2任意移位。 在所规定的垂直向上安装壁支架3时，可以因此使壳体2垂直向上或 向下移动。通过在垂直调节的上限位开关7和下限位开关8之间的电子移动 可能性，可以将壳体2移位到对于要检测的人的人机工程学方面合适 的操作高度上。在终端1工作时，为此通过高度传感器9检测接近的人的身高。 借助可以例如作为图形数据存在或者可以简单地通过是/否识别来说 明人是否位于终端之前的高度的信息，在自动调节壳体2的高度之后， 人可以很容易操作生物统计传感器。在倾斜地位于壳体2中的匣中， 这尤其是人摄像机10、虹膜摄像机11和指紋传感器12，利用该人摄 像机10例如可以检测人的身体结构的整个比例。对于人的检测过程如下来发生如果人接近终端1，则这通过数字摄像机10来识别。借助以图形 方式感觉到的数据，图像识别软件判定人是否接近终端。如果结果是肯定的，则自动进行壳体2与要检测的人的高度匹配。 高度传感器9为此将壳体2引导到所希望的高度上。首先请求该人，将旅行护照或其它的身份证明文件插入身份证明 文件读取设备的匣13中。安装在那里的数字摄像机影印身份证明文件， 并且图像处理软件识别个人数据。在可替换的实施形式中，也可以通 过无线电(例如借助RFID芯片技术)从身份证明文件之内的存储单元 中读出数据。存储和检查这些个人数据，随后借助该人的可识别的国籍，根据 来自身份证明文件的数据自动选出语言。软件缺省地调整语音输出和 文本输出的国家语言。在下一步，终端请求该人将手指放到指紋传感器12上。短时相继地从该人的左边的和对应的右边的手指读入指紋。可替换地，也可以 仅仅读入一个手指或多于两个手指，尤其是也可以读入所有十个手指，
或一个或两个手(掌紋(palm prints))。按照具体的扩展方案，这 可以通过合适的用户引导借助输出合适的指令来控制，或通过选择合 适的传感器(尤其是对于多个手指同时地或对于整个手)来转换。
借助所识别的数据来制定和存储指紋编码，并在需要时将该指紋 编码与数据库进行比较。
终端随后请求该人观看虹膜摄像机11。只要该人将头部在虹膜摄 像机ll的方向上移动，就摄取该人的脸部的数字图像。存储脸部的图 像，并在需要时将该脸部的图像与数据库进行比较。
此外，借助虹膜摄像机进行眼睛的摄取。例如，这可以对于两个 眼睛同时地或对于两个眼睛相继地实现。
软件首先检查是否涉及两个不同的虹膜的似然性。存储所制定的 虹膜编码，并在需要时将该虹膜编码与数据库进行比较。
借助以生物统计方式检测的数据，软件向判定软件请求释放该人。 该判定软件通常访问数据库，在该数据库中存储了要么不应同意其进 入或访问的人，要么存储应同意其进入或访问的人。
终端将所得到的判定以国家语言转交给该人。随后同意或禁止进入。
尤其是对于禁止进入的情况，可以在读取匣13中设置用于保持身 份证明文件的装置。因此，例如可以用这种力来夹住旅行护照，使得 不能将该旅行护照从匣13中移除，而在此不破坏该旅行护照。
还应指明，多个用于生物统计数据的检测装置可以作为模块被设 置在终端的壳体中，以致按照技术要求可以用生物统计的检测设备来 装备该终端。如果设置了多个模块，则按照要求要么可以使用具有最 高的身份识别安全性的检测装置，要么可以同时应用多种身份识别变 型方案。
如果检测动作曾是不成功的，则优选地重复该检测动作。在软件 中可以预先确定每个单个步骤的重复数目。
通过语音输出以及在图形显示器上输出操作时的故障消息和声明。
在失败的检测尝试时自动请求维修人员。在图2中的示范性终端壳体20的正视图中，同样设置了图l的终 端1公知的操作和生物统计的检测装置。因此集中布置了大的虹膜摄 像机21。在该虹膜摄像机21之上布置了两个高度传感器22、 23。另 外，针对要检测的人的脸部的照明24直接坐落在虹膜摄像机21之上。
通过优选地被实施为触摸屏的图形显示器25，实现在正确的使用 方面的人的引导。
在壳体的下部区域中，在边缘上设置了针对旅行护照读取器的开 口 26和具有指紋传感器的较大的匣27，该旅行护照读取器具有被安装 在其中的用于数字摄像机的照明。在匣27中，在上部区域中也设置了 (没有示出的)照明装置，以便支持用户的直观引导。
在如在图3中可看出的终端系统中，分别装备了多个终端30、 31、 32，以致这些终端不存储人的所检测的数据，而是仅仅对这些数据进 行加密并将这些数据转交给中央服务器33。只有该中央服务器33才进 行数据的分析，并将这些数据与数据库服务器34的数据进行比较。在 安全性领域中的被加密的网络中，中央终端服务器33和数据库服务器 34共同与用于操作和/或分析数据和/或用于遥控终端30、 31、 32的工 作站35、 36、 37处于连接中。
在图4中示意性示出的在终端40之内的数据流利用任意类型的检 测设备41、 42仅仅检测了生物统计数据以及操作装置43的可能的其 它操作措施。在终端40中，通过加密单元44和有线或无线的数据连 接45,向中央终端服务器46转交所有这些数据。加密设备44基本上 或仅仅包括不能存储数据的微控制器。
作为具体的扩展方案，在本发明人的试验中已证明有利的是，通 过USB端子将指紋传感器、旅行护照读取器、脸部摄像机和输入与输 出的控制器集成到壳体中。通过BNC端子可以集成虹膜摄像机，通过 RS 232接口可以集成显示器和也许必要的虹膜摄像机控制器。
优选地通过用于外部数据传输的公共接口来聚集所有的内部端 子。这优选的是网络接口，尤其是例如经由TCP/IP协议的以太网接口。
整个终端通常具有常规的电源端子，并且附加地具有网络端子。 通过控制器对网络端子的连接进行加密。
中央终端服务器优选地对每个所连接的终端拥有一个网络接口。
在一种优选的扩展方案中，不同的终端服务器甚至于可以互相进行通信，因此例如在机场，已经在办理国际航班的手续时，可以由第 一服务器检测和分析关于登机乘客的数据记录，并将该数据记录转交 给另一国家中的入境机关的服务器。这不仅对于公安机关是有利的， 因为入境机关非常早地和可靠地获得了关于入境乘客的数据，而且也 导致乘客更快速地办理入境手续。
应理解，也可以用便携式设备来执行这种方法。
权利要求
1. 用于检测人的生物统计数据、尤其是用于访问控制或用于准入的终端，该终端具有壳体和多个用于生物统计数据的检测设备，以及该终端具有用于人的高度传感器，其特征在于，所述终端具有用于在工作状况下垂直移位多个检测设备的装置。
2. 尤其是按权利要求1所述的用于检测人的生物统计数据、尤其 是用于访问控制或用于准入的终端，该终端具有壳体和用于生物统计 数据的检测设备，以及该终端具有用于人的高度传感器并且具有用于 垂直移位检测设备的装置，其特征在于控制装置，在检测流程开始时， 该控制装置将检测设备从上开始地下降到操作高度上，尤其是从至少 基本上对应于垂直移位的最大高度的静止高度出发下降到操作高度 上。
3. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于，所述用于垂直 移位的装置被设立用于，与多个检测设备一起垂直移位壳体。
4. 按权利要求3所述的终端，其特征在于，所述用于垂直移位的 装置被设立用于，与所有的检测设备一起垂直移位壳体。
5. 尤其是按以上权利要求之一所述的用于检测人的生物统计数 据、尤其是用于访问控制或用于准入的终端，该终端具有壳体和用于 生物统计数据的检测设备，以及该终端具有被安装在壳体上或被安装 在壳体中的用于人的高度传感器，其特征在于，所述终端具有用于在 工作状况下进行垂直移位的装置。
6. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于，以固定角度安 装摄像机。
7. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于图像检测装置。
8. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于脸部比例检测装置。
9. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于指紋检测装置。
10. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于虹膜检测装置。
11. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于视网膜检测装置。
12. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于，所述用于垂直 移位的装置具有固定布置的电动机驱动装置。
13. 尤其是按以上权利要求之一所述的用于检测人的生物统计数 据、尤其是用于访问控制或用于准入的终端，该终端具有壳体和用于 生物统计数据的检测设备，以及该终端具有用于垂直移位检测设备的 装置，其特征在于圆的或尖的壳体上侧。
14. 尤其是按以上权利要求之一所述的用于检测人的生物统计数 据、尤其是用于访问控制或用于准入的终端，该终端具有壳体和用于 生物统计数据的检测设备，以及该终端具有防故意破坏的显示器，其 特征在于，所述显示器被构造为触摸屏。
15. 尤其是按以上权利要求之一所述的用于检测人的生物统计数 据、尤其是用于访问控制或用于准入的终端，该终端具有壳体和具有 用于生物统计数据的多个检测设备，其特征在于，电子计算单元包括 控制器、尤其是微处理器，该微处理器被设立用于，将在摄像机图像、 指紋图像、虹膜图像和/或视网膜图像方面的所检测的生物统计数据作 为图形数据转交给分离布置的控制服务器，用于进行分析。
16. 按以上权利要求之一所述的终端，其特征在于身份证明文件读 取器。
17. 具有多个终端的终端系统，尤其是具有多个按以上权利要求之 一所述的终端的终端系统，所述终端分别用于检测人的生物统计数据、 尤其是用于访问控制或用于准入，所述终端具有多个用于生物统计数 据的检测设备，其特征在于，设置了能与所述终端进行通信的控制服 务器，其中，所述控制服务器遥控所述终端，并且其中，所述终端仅 仅对所检测的数据进行加密并将所检测的数据转交给控制服务器，而 无需存储和/或另外处理所检测的数据，尤其是无需分析所检测的数 据。
18. 用于利用按权利要求1至15之一所述的终端和/或利用按权利 要求16所述的终端系统来检测人的生物统计数据、尤其是用于访问控 制或用于准入的方法，其特征在于，首先实现身份识别输入，并借助 该身份识别输入来选出语音引导的语言。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测人的生物统计数据、尤其是用于访问控制或用于准入的终端，该终端具有壳体和多个用于生物统计数据的检测设备，以及该终端具有用于人的高度传感器，其中，该终端具有用于在工作状况下垂直移位多个检测设备的装置。
文档编号G07C9/00GK101305402SQ200680041781
公开日2008年11月12日 申请日期2006年9月7日 优先权日2005年9月8日
发明者D·德拉贡 申请人:格罗曼科技有限责任公司