JP2017012730A - Human state estimation method and human state estimation system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy of estimation of a human state.SOLUTION: A human state estimation method for estimating a human state which is a state of a human is configured to: acquire (S101) a warm/cold sense index indicating a warm/cold sense of a human in a regulated range; determine (S102) whether or not the acquired warm/cold sense index is in a prescribed range of the regulated range; and estimate (S103) the human state, based on a physiological amount which is acquired when it is determined that the acquired warm/cold sense index is in the prescribed range, and in which activity of an autonomic nerve system is reflected.SELECTED DRAWING: Figure 11

Description

本発明は、人状態推定方法、及び、人状態推定システムに関する。   The present invention relates to a human state estimation method and a human state estimation system.

人が感じるストレス又は眠気の度合い等の状態(以降、人状態ともいう)は、人の自律神経の活動に基づく生理量と関連があると言われている。自律神経の活動に基づく生理量には、例えば、皮膚温、心拍間隔のばらつき、又は、呼吸波形等がある。例えば、生理量としての皮膚温については、人がストレスを感じた場合、自律神経のうちの交感神経が亢進することにより末梢部の血管が収縮して血流が低下することにより、末梢部の皮膚温が低下するという機序により説明される。また、生理量としての眠気については、自律神経のうちの副交感神経が亢進することにより末梢部の血管が弛緩して血流が増大することにより、末梢部の皮膚温が上昇するという機序により説明される。このことを利用した居眠り検知装置が開示されている(特許文献1及び特許文献2参照)。   It is said that a state (hereinafter also referred to as a human state) such as stress or sleepiness felt by a person is related to a physiological amount based on the activity of the person's autonomic nerve. Examples of physiological quantities based on autonomic nerve activity include skin temperature, variations in heartbeat intervals, and respiratory waveforms. For example, regarding the skin temperature as a physiological quantity, when a person feels stress, the sympathetic nerve among the autonomic nerves is enhanced, the peripheral blood vessels contract and the blood flow decreases, This is explained by the mechanism that the skin temperature decreases. In addition, with regard to sleepiness as a physiological quantity, the peripheral sympathetic nerves in the autonomic nerves are enhanced to relax the peripheral blood vessels and increase the blood flow, thereby increasing the peripheral skin temperature. Explained. A dozing detection device using this fact is disclosed (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開平9−154835号公報JP-A-9-154835 特開2002−120591号公報JP 2002-120591 A

しかし、自律神経の活動は、ストレス又は眠気以外の影響も受けるので、ストレス又は眠気の度合い等の人状態を精度よく推定するためには、さらなる検討が必要とされていた。   However, since the activity of the autonomic nerve is affected by effects other than stress or drowsiness, further studies are required to accurately estimate the human state such as the degree of stress or drowsiness.

そこで、本発明は、人状態の推定の精度を向上する人状態推定方法等を提供する。   Therefore, the present invention provides a human state estimation method and the like that improve the accuracy of human state estimation.

本発明の一形態に係る人状態推定方法は、人の状態である人状態を推定する人状態推定方法であって、前記人の推定された温冷感を規定範囲内で指標化した温冷感指標を取得し、取得した前記温冷感指標が、前記規定範囲のうちの所定範囲内であるか否かを判定し、取得した前記温冷感指標が前記所定範囲内であると判定されたときに取得した生理量であって、前記人の自律神経の活動が反映された生理量に基づいて前記人状態を推定する。   A human state estimation method according to an aspect of the present invention is a human state estimation method for estimating a human state which is a human state, wherein the estimated thermal sensation of the person is indexed within a specified range. A feeling index is acquired, it is determined whether the acquired thermal sensation index is within a predetermined range of the specified range, and it is determined that the acquired thermal sensation index is within the predetermined range. The human state is estimated on the basis of the physiological quantity acquired at the time, and the physiological quantity reflecting the activity of the person's autonomic nerve.

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。   Note that these comprehensive or specific modes may be realized by a system, method, integrated circuit, computer program, or recording medium such as a computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, computer. You may implement | achieve with arbitrary combinations of a program and a recording medium.

本発明の人状態推定方法により、人状態の推定の精度が向上する。   The human state estimation method of the present invention improves the accuracy of human state estimation.

図1Aは、実施の形態1における人状態推定装置が搭載された自動車の概念図である。FIG. 1A is a conceptual diagram of an automobile on which the human state estimation device according to Embodiment 1 is mounted. 図1Bは、実施の形態1における人状態推定装置が搭載された自動車の上面からみた模式図である。FIG. 1B is a schematic view seen from the upper surface of the automobile on which the human state estimation device according to Embodiment 1 is mounted. 図2は、実施の形態1における熱画像センサーで撮影された人の顔の画像の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a human face image taken by the thermal image sensor according to the first embodiment. 図3は、実施の形態1における温冷感推定部の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the thermal sensation estimator in the first embodiment. 図4は、実施の形態1における温冷感指標の例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the thermal sensation index in the first embodiment. 図5は、実施の形態1における温冷感推定部の機能を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating the function of the thermal sensation estimation unit in the first embodiment. 図6は、実施の形態1における人状態推定に関する機能を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating functions related to human state estimation in the first embodiment. 図7Aは、実施の形態1における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が2以上である場合の例を示す説明図である。FIG. 7A is an explanatory diagram illustrating an example of a case where the thermal sensation is 2 or more with respect to temporal variation of the thermal sensation, the outside air temperature, and the nasal skin temperature in the first embodiment. 図7Bは、実施の形態1における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が0近傍である場合の例を示す説明図である。FIG. 7B is an explanatory diagram showing an example of a thermal sensation in the vicinity of 0 with respect to temporal variation in thermal sensation, outside air temperature, and nasal skin temperature in the first embodiment. 図8は、実施の形態1における、眠気の指標の例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a sleepiness index in the first embodiment. 図9Aは、実施の形態1における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が−2以下である場合の例を示す説明図である。FIG. 9A is an explanatory diagram illustrating an example in which the thermal sensation is −2 or less with respect to temporal variation of the thermal sensation, the outside air temperature, and the nasal skin temperature in the first embodiment. 図9Bは、実施の形態1における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が0近傍である場合の例を示す説明図である。FIG. 9B is an explanatory diagram illustrating an example of a thermal sensation in the vicinity of 0 with respect to temporal variation of the thermal sensation, the outside air temperature, and the nasal skin temperature in Embodiment 1. 図10は、実施の形態1における人状態推定装置の機能を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating functions of the human state estimation device according to the first embodiment. 図11は、実施の形態1における人状態推定装置による人状態推定方法を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing a human state estimation method by the human state estimation device in the first embodiment. 図12Aは、実施の形態1における鼻部皮膚温測定の説明図である。FIG. 12A is an explanatory diagram of nasal skin temperature measurement in the first embodiment. 図12Bは、実施の形態1における鼻部皮膚温測定における鼻孔部温度変動の説明図である。FIG. 12B is an explanatory diagram of nostril temperature fluctuations in nasal skin temperature measurement in the first exemplary embodiment. 図12Cは、実施の形態1における脈波の測定方法を示す模式図である。FIG. 12C is a schematic diagram illustrating a pulse wave measurement method according to Embodiment 1. 図12Dは、実施の形態1における脈波の測定方法を示す模式図である。FIG. 12D is a schematic diagram illustrating a pulse wave measurement method according to Embodiment 1. 図13Aは、実施の形態2における人状態推定装置が搭載された自動車の概念図である。FIG. 13A is a conceptual diagram of an automobile on which the human state estimation device according to Embodiment 2 is mounted. 図13Bは、実施の形態2における人状態推定装置を装着している人を正面から見た概略図である。FIG. 13B is a schematic view of a person wearing the human state estimation device according to Embodiment 2 as viewed from the front. 図14Aは、実施の形態2における測定された脈波の一例を示す説明図である。FIG. 14A is an explanatory diagram illustrating an example of a measured pulse wave in the second embodiment. 図14Bは、図14Aに示される脈波から得られる心拍間隔の時系列変動の説明図である。FIG. 14B is an explanatory diagram of time-series fluctuations in the heartbeat interval obtained from the pulse wave shown in FIG. 14A. 図15Aは、実施の形態2における心拍間隔の周波数成分であってHF成分が少ないものを示す説明図である。FIG. 15A is an explanatory diagram showing a frequency component of a heartbeat interval and a small amount of HF component in the second embodiment. 図15Bは、実施の形態2における心拍間隔の周波数成分であってHF成分が多いものを示す説明図である。FIG. 15B is an explanatory diagram showing a frequency component of a heartbeat interval and a large amount of HF components in the second embodiment. 図16は、実施の形態2における、耳朶皮膚温と温冷感との相関の一例を示す相関図である。FIG. 16 is a correlation diagram illustrating an example of the correlation between the earlobe skin temperature and the thermal sensation in the second embodiment. 図17は、実施の形態2における人状態推定装置の機能を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram illustrating functions of the human state estimation device according to the second embodiment. 図18は、実施の形態2における人状態推定装置による人状態推定方法を示すフロー図である。FIG. 18 is a flowchart showing a human state estimation method by the human state estimation device in the second embodiment. 図19Aは、実施の形態2における呼吸成分を用いた処理負荷低減方法に係る呼吸周波数の説明図である。FIG. 19A is an explanatory diagram of a respiratory frequency according to the processing load reduction method using the respiratory component in the second embodiment. 図19Bは、実施の形態2における呼吸成分を用いた処理負荷低減方法に係るウェーブレット変換を示すブロック図である。FIG. 19B is a block diagram illustrating wavelet transform according to the processing load reduction method using the respiratory component in the second embodiment. 図20は、実施の形態2における呼吸成分を用いた処理負荷低減方法を適用した人状態推定方法を示すフロー図である。FIG. 20 is a flowchart showing a human state estimation method to which the processing load reduction method using the respiratory component in the second embodiment is applied. 図21は、実施の形態2における人状態判定結果を補正する機能を示すブロック図である。FIG. 21 is a block diagram illustrating a function of correcting the human state determination result in the second embodiment.

(本発明の基礎となった知見)
人の臓器は人の意思により能動的に制御されるのではなく、全身にある受容器からの情報をもとに脳の中枢により自律神経を経由して制御される。自律神経は、交感神経と副交感神経との2系統からなり、交感神経及び副交感神経の両方がひとつの臓器を支配している場合が多い。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
Human organs are not actively controlled by human intentions, but are controlled via the autonomic nerves by the center of the brain based on information from receptors throughout the body. Autonomic nerves are composed of two systems, sympathetic nerves and parasympathetic nerves, and both sympathetic nerves and parasympathetic nerves often control one organ.

例えば、心臓の心拍数に関しては、交感神経が亢進すると心拍数が上昇し、また、心拍間隔のばらつきが小さくなる。一方、副交感神経が亢進すると心拍数が低下し、また、心拍間隔のばらつきが大きくなる。また、末梢血管では、交感神経が亢進すると血管が収縮して血流が阻害されるので、結果として末梢部の皮膚温は低下する。反対に、副交感神経が亢進すると血管が弛緩して血流がよくなるので、結果として末梢部の皮膚温が上昇する。   For example, regarding the heart rate of the heart, when the sympathetic nerve is increased, the heart rate increases and the variation in the heart rate interval is reduced. On the other hand, when the parasympathetic nerve is increased, the heart rate decreases and the variation in the heart rate interval increases. In peripheral blood vessels, when the sympathetic nerve is enhanced, the blood vessels contract and blood flow is inhibited. As a result, the peripheral skin temperature decreases. On the other hand, when parasympathetic nerves are enhanced, blood vessels relax and blood flow is improved, resulting in an increase in the skin temperature at the peripheral portion.

ストレス下で末梢皮膚温が低下するのは、交感神経を亢進させることで体の深部に血流を集め、さらに、心拍数を上昇させることで脳や筋肉に大量の血液を流して酸素を供給し、その結果、脳や筋肉の活動を活性化させるためと考えられている。また、眠気により末梢皮膚温が上昇するのは、睡眠中は深部体温を覚醒時よりも若干低下させる必要があるので、副交感神経を亢進させて血流を末梢部まで行き渡らせることで、体温を放熱させやすくするためと考えられている。   Peripheral skin temperature decreases under stress by increasing sympathetic nerves to collect blood flow deep in the body, and by increasing heart rate, a large amount of blood flows to the brain and muscles to supply oxygen As a result, it is thought to activate brain and muscle activity. In addition, the increase in peripheral skin temperature due to sleepiness is because it is necessary to lower the deep body temperature slightly during sleep, so the parasympathetic nerves are enhanced to spread the blood flow to the peripheral part, thereby reducing the body temperature. It is thought to make it easier to dissipate heat.

交感神経又は副交感神経の亢進は、上で述べたストレス及び眠気の影響以外にも、人の温冷感(人が感じる暑い又は寒いの感覚)の影響を受ける。例えば、人が暑いと感じている時は、身体からの放熱を促す必要があるので、末梢の血管を弛緩させるために、副交感神経を亢進させる。その結果、心拍数は低下し、心拍間隔のばらつきも大きくなる。反対に、人が寒いと感じている時は、身体からの放熱を抑制する必要があるので、末梢の血管を収縮させるために、交感神経を亢進させる。その結果、心拍数は上昇し、心拍間隔のばらつきも小さくなる。よって、皮膚温又は心拍間隔のような自律神経の活動に基づく生理量に基づいて、ストレス又は眠気等の人状態を推定する際には、その生理量がストレス又は眠気の影響を受けたことによるものか、温冷感の変動の影響を受けたことによるものなのかを切り分ける必要がある。   The enhancement of the sympathetic nerve or the parasympathetic nerve is influenced by the thermal sensation (hot or cold sensation felt by a person) in addition to the effects of stress and sleepiness described above. For example, when a person feels hot, it is necessary to promote heat dissipation from the body, so that parasympathetic nerves are enhanced to relax peripheral blood vessels. As a result, the heart rate decreases and the variation in the heartbeat interval increases. Conversely, when a person feels cold, it is necessary to suppress heat dissipation from the body, so the sympathetic nerves are enhanced in order to contract peripheral blood vessels. As a result, the heart rate increases and the variation in the heartbeat interval also decreases. Therefore, when estimating a human condition such as stress or sleepiness based on a physiological quantity based on autonomic nerve activity such as skin temperature or heartbeat interval, the physiological quantity is influenced by stress or sleepiness. It is necessary to determine whether it is due to the influence of fluctuations in thermal sensation.

このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る人状態推定方法は、人の状態である人状態を推定する人状態推定方法であって、前記人の推定された温冷感を規定範囲内で指標化した温冷感指標を取得し、取得した前記温冷感指標が、前記規定範囲のうちの所定範囲内であるか否かを判定し、取得した前記温冷感指標が前記所定範囲内であると判定されたときに取得した生理量であって、前記人の自律神経の活動が反映された生理量に基づいて前記人状態を推定する。   In order to solve such a problem, a human state estimation method according to an aspect of the present invention is a human state estimation method for estimating a human state that is a human state, and the estimated thermal sensation of the person The thermal sensation index that is indexed within the specified range is acquired, it is determined whether the acquired thermal sensation index is within a predetermined range of the specified range, and the acquired thermal sensation index Is the physiological quantity acquired when it is determined that the human condition is within the predetermined range, and the human state is estimated based on the physiological quantity reflecting the activity of the autonomic nerve of the person.

これによれば、人状態推定の際の誤検出を減らすことで、より高い精度で人状態を推定することができる。具体的には、本発明の一態様に係る人状態推定方法では、取得した温冷感情報が所定範囲である条件が成立する下で、生理量から人状態が推定される。よって、この条件が成立するか否かに関わらず人状態を推定するのに比べて、人状態推定の際の誤検出を減らすことができる。よって、上記人状態推定方法により、人状態の推定の精度を向上することができる。さらに、上記誤検出を減らすことで、再び検出処理を行う必要がなくなるなど、処理量及び処理負荷の低減、消費電力の低減の効果も得られる。   According to this, it is possible to estimate the human state with higher accuracy by reducing the false detection during the human state estimation. Specifically, in the human state estimation method according to one aspect of the present invention, the human state is estimated from the physiological quantity under the condition that the acquired thermal sensation information is within a predetermined range. Therefore, it is possible to reduce erroneous detection in estimating the human state, compared to estimating the human state regardless of whether this condition is satisfied. Therefore, the human state estimation method can improve the accuracy of human state estimation. Furthermore, by reducing the false detection described above, it is possible to obtain the effects of reducing the processing amount and processing load and reducing power consumption, such as eliminating the need to perform detection processing again.

例えば、前記所定範囲は、前記規定範囲のうち、温冷感に関する温熱的中性点を含む一部の範囲である。   For example, the predetermined range is a part of the specified range including a thermal neutral point related to thermal sensation.

これによれば、人の温冷感が、人が暑いとも寒いとも感じない温熱的中性点に比較的近い範囲内にある場合に人状態の推定が行われる。人が暑い又は温かいと感じているときには、身体からの放熱を促進させることにより皮膚温が上昇する。反対に人が寒い又は涼しいと感じているときには、身体からの放熱を抑制することにより皮膚温が低下する。つまり、人の温冷感が温熱的中性点に比較的近い範囲内にある場合には、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響がない、又は、比較的少ない状態である。よって、このような場合に生理量から人状態を推定することで、推定結果に含まれる、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響を小さくすることができ、誤検出の防止及び推定精度の向上に貢献する。   According to this, the human state is estimated when the thermal sensation of the person is within a range relatively close to the thermal neutral point that the person does not feel hot or cold. When a person feels hot or warm, the skin temperature rises by promoting heat dissipation from the body. On the other hand, when a person feels cold or cool, the skin temperature is lowered by suppressing heat dissipation from the body. That is, when the thermal sensation of a person is within a range relatively close to the thermal neutral point, there is no effect of promotion or suppression of heat dissipation from the human body, or a relatively small state. Therefore, in such a case, by estimating the human state from the physiological amount, the influence of the promotion or suppression of heat dissipation from the human body included in the estimation result can be reduced, and detection error and estimation accuracy can be reduced. Contribute to improvement.

例えば、前記所定範囲は、前記規定範囲のうち、温冷感として最も暑いことを示す点、及び、温冷感として最も寒いことを示す点を含まない一部の範囲である。   For example, the predetermined range is a partial range that does not include the point indicating the hottest feeling as the thermal sensation and the point indicating the coldest as the thermal sensation.

これによれば、人の温冷感が、とても暑い、又は、とても寒いと感じているときを除外した範囲にある場合に、人状態の推定が行われる。人がとても暑いと感じているときには、人の身体からの放熱が大きく促進される。また、人がとても寒いと感じているときには、人の身体からの放熱が大きく抑制される。このような場合を、人状態を推定する場合から除外することで、推定結果に含まれる、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響を小さくすることができ、誤検出の防止及び推定精度の向上に貢献する。   According to this, the human state is estimated when the human thermal sensation is in a range excluding the time when the person feels very hot or very cold. When a person feels very hot, heat dissipation from the person's body is greatly promoted. Also, when a person feels very cold, heat dissipation from the person's body is greatly suppressed. By excluding such cases from the case of estimating the human state, the influence of the promotion or suppression of heat dissipation from the human body included in the estimation result can be reduced, and the detection accuracy and estimation accuracy can be reduced. Contribute to improvement.

例えば、前記生理量は、前記人の鼻部皮膚温であり、前記人状態は、前記人の眠気の度合いを含む。   For example, the physiological amount is the nasal skin temperature of the person, and the human state includes the degree of sleepiness of the person.

これによれば、人の鼻部皮膚温に基づいて、人の眠気の度合いを推定する際に、推定結果に含まれる、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響を小さくすることができる。また、鼻部皮膚温を用いることで、外乱がある場合であっても外乱の影響を受けにくくすることができる。   According to this, when estimating the degree of sleepiness of a person based on the nose skin temperature of the person, it is possible to reduce the influence of promotion or suppression of heat dissipation from the human body included in the estimation result. . Further, by using the nasal skin temperature, even when there is a disturbance, it can be made less susceptible to the influence of the disturbance.

例えば、前記人状態推定方法では、前記温冷感指標と前記鼻部皮膚温とを複数回取得し、前記判定の際には、取得した複数の前記温冷感指標のそれぞれが前記所定範囲内であるか否かを判定し、前記人状態の推定の際には、取得した複数の前記鼻部皮膚温の時間経過に伴う上昇幅に基づいて、前記人の眠気の度合いを推定する。   For example, in the human state estimation method, the thermal sensation index and the nasal skin temperature are acquired a plurality of times, and when the determination is made, each of the acquired thermal sensation indices is within the predetermined range. In the estimation of the human state, the degree of sleepiness of the person is estimated based on the increase widths of the plurality of acquired nasal skin temperatures over time.

これによれば、人の鼻部皮膚温に基づいて具体的に人の眠気の度合いを推定することができる。   According to this, a person's sleepiness degree can be specifically estimated based on a person's nose skin temperature.

例えば、前記生理量は、前記人の心拍間隔を含み、前記人状態推定方法では、取得した前記生理量としての前記心拍間隔の変動に基づいて前記人状態を推定する。   For example, the physiological amount includes a heartbeat interval of the person, and the human state estimation method estimates the human state based on the fluctuation of the heartbeat interval as the acquired physiological amount.

これによれば、人の心拍間隔に基づいて具体的に人状態を推定することができる。   According to this, the human state can be specifically estimated based on the person's heartbeat interval.

例えば、前記生理量は、前記人の呼吸波形を含み、前記人状態推定方法では、取得した前記生理量としての前記呼吸波形にさらに基づいて、前記人状態を推定する。   For example, the physiological amount includes the respiratory waveform of the person, and the human state estimation method estimates the human state further based on the acquired respiratory waveform as the acquired physiological amount.

これによれば、人の呼吸波形に基づいて具体的に人状態を推定することができる。また、処理負荷の低減、処理の高速化に貢献することもできる。   According to this, a human state can be specifically estimated based on a person's respiratory waveform. It can also contribute to reduction of processing load and speeding up of processing.

例えば、前記人の耳朶部の皮膚温を取得し、前記温冷感指標を取得する際には、耳朶部の皮膚温と温冷感指標との相関関係を用いて、取得した前記耳朶部の皮膚温から推定される前記温冷感指標を取得し、前記生理量を取得する際には、前記人の耳朶部から計測される脈波を前記生理量として取得し、前記人状態を推定する際には、取得した前記脈波の周波数分析に基づいて前記人状態を推定する。   For example, when acquiring the skin temperature of the earlobe of the person and acquiring the thermal sensation index, the correlation between the skin temperature of the earlobe and the thermal sensation index is used to obtain the acquired temperature of the earlobe part. When acquiring the thermal sensation index estimated from skin temperature and acquiring the physiological quantity, a pulse wave measured from the earlobe of the person is acquired as the physiological quantity, and the human state is estimated In this case, the human state is estimated based on the obtained frequency analysis of the pulse wave.

これによれば、人の耳朶部の皮膚温及び脈波に基づいて具体的に人状態を推定することができる。耳朶部は、脈波の計測が容易であるという特徴がある。そこで、耳朶部により脈波を取得し、あわせて皮膚温も取得することにより、人状態の推定に必要な情報を耳朶部からまとめて取得することができる。   According to this, the human state can be specifically estimated based on the skin temperature and pulse wave of the human earlobe. The earlobe has a feature that it is easy to measure a pulse wave. Therefore, by acquiring the pulse wave from the earlobe and acquiring the skin temperature as well, information necessary for estimating the human state can be collectively acquired from the earlobe.

例えば、前記人状態推定方法では、PMV(Predicted Mean Vote)により推定される前記温冷感指標を取得する。   For example, in the human state estimation method, the thermal sensation index estimated by PMV (Predicted Mean Vote) is acquired.

例えば、前記規定範囲は、PMVの7段階評価尺度で表現され、前記所定範囲は、前記規定範囲におけるPMV値が−2以上、+2以下の範囲である。   For example, the specified range is expressed by a PMV seven-level evaluation scale, and the predetermined range is a range in which the PMV value in the specified range is −2 or more and +2 or less.

これによれば、PMVによる推定により、温熱六要素である気温、湿度、気流、輻射、着衣量、活動量からより正確に人の温冷感を推定することができる。   According to this, the thermal sensation of a person can be estimated more accurately from the temperature, humidity, airflow, radiation, amount of clothes, and amount of activity, which are the six elements of heat, by estimation using PMV.

例えば、前記生理量は、前記人の鼻部皮膚温であり、前記人状態は、前記人のストレスの度合いを含み、前記人状態推定方法では、前記判定の際には、取得した複数の前記温冷感指標のそれぞれが前記所定範囲内であるか否かを判定し、前記人状態の推定の際には、取得した複数の前記鼻部皮膚温の時間経過に伴う下降幅に基づいて、前記人のストレスの度合いを推定する。   For example, the physiological amount is the person's nasal skin temperature, the human state includes a degree of stress of the person, and in the human state estimation method, the acquired plurality of the obtained It is determined whether each of the thermal sensation index is within the predetermined range, and when estimating the human state, based on the descending width with the passage of time of the plurality of acquired nasal skin temperature, Estimating the degree of stress of the person.

これによれば、人の鼻部皮膚温に基づいて具体的に人のストレスの度合いを推定することができる。   According to this, the person's stress level can be specifically estimated based on the person's nose skin temperature.

例えば、前記生理量は、前記人の皮膚血流、血圧、又は、脈波伝搬時間であり、前記人状態は、前記人の眠気の度合いを含む。   For example, the physiological amount is the person's skin blood flow, blood pressure, or pulse wave propagation time, and the person state includes the degree of sleepiness of the person.

これによれば、人の皮膚血流、血圧、又は、脈波伝搬時間に基づいて具体的に人の眠気の度合いを推定することができる。   According to this, the degree of sleepiness of a person can be specifically estimated based on the person's skin blood flow, blood pressure, or pulse wave propagation time.

また、本発明の一態様に係る人状態推定システムは、人の状態である人状態を推定する人状態推定システムであって、前記人の推定された温冷感を規定範囲内で指標化した温冷感指標を取得する温冷感推定部と、取得した前記温冷感指標が、前記規定範囲のうちの所定範囲内であるか否かを判定する判定部と、取得した前記温冷感指標が前記所定範囲内であると判定されたときに取得した生理量であって、前記人の自律神経の活動が反映された生理量に基づいて前記人状態を推定する人状態推定部とを備える。   Moreover, the human state estimation system according to one aspect of the present invention is a human state estimation system that estimates a human state that is a human state, and the estimated thermal sensation of the person is indexed within a specified range. A thermal sensation estimation unit that acquires a thermal sensation index, a determination unit that determines whether the acquired thermal sensation index is within a predetermined range of the specified range, and the acquired thermal sensation A human state estimation unit that estimates a human state based on a physiological amount that is acquired when an index is determined to be within the predetermined range and reflects an activity of the human autonomic nerve; Prepare.

これによれば、上記の人状態推定方法と同様の効果を奏する。   According to this, there exists an effect similar to said human state estimation method.

また、本発明の一態様に係るプログラムは、上記記載の人状態推定方法をコンピュータに実行させるプログラムである。   Moreover, the program which concerns on 1 aspect of this invention is a program which makes a computer perform the said human state estimation method.

これによれば、上記の人状態推定方法と同様の効果を奏する。   According to this, there exists an effect similar to said human state estimation method.

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なCD−ROM等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。   Note that these comprehensive or specific modes may be realized by a system, method, integrated circuit, computer program, or recording medium such as a computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, computer. You may implement | achieve with arbitrary combinations of a program or a recording medium.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。   It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.

(実施の形態1)
本実施の形態において、人状態の推定の精度を向上させる人状態推定方法及び人状態推定装置について説明する。人状態とは、上記のとおり、人の眠気の度合い又はストレスの度合いを含む概念である。人状態推定装置のことを、人状態推定システムということもある。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, a human state estimation method and a human state estimation device that improve the accuracy of human state estimation will be described. As described above, the human state is a concept including the degree of human sleepiness or the degree of stress. The human state estimation device is sometimes referred to as a human state estimation system.

本実施の形態の人状態推定装置を自動車に搭載した場合の例を図1から図12Dを用いて説明する。   An example in which the human state estimation device of the present embodiment is mounted on an automobile will be described with reference to FIGS. 1 to 12D.

図1Aは、本実施の形態における人状態推定装置が搭載された自動車の概念図である。図1Bは、本実施の形態における人状態推定装置が搭載された自動車の上面からみた模式図である。   FIG. 1A is a conceptual diagram of an automobile on which the human state estimation device according to the present embodiment is mounted. FIG. 1B is a schematic view seen from the upper surface of the automobile on which the human state estimation device according to the present embodiment is mounted.

自動車100の運転席には人102が乗車している。自動車100は、運転席前方に人102に向けて熱画像センサー101が搭載されており、人102の顔面とその周辺との熱分布を二次元的に撮影することが出来る。熱画像センサー101は、通常ボロメータ又はサーモパイルといった赤外線に感度を有する素子を二次元マトリックス状に配列し、物体面の温度分布に応じて発せられる赤外線の量をレンズで上記マトリックス状に配列された素子状に結像させることで、物体面の温度分布を可視化することが出来る。   A person 102 is in the driver's seat of the automobile 100. The automobile 100 is equipped with a thermal image sensor 101 facing the person 102 in front of the driver's seat, and can photograph the heat distribution between the face of the person 102 and its surroundings two-dimensionally. The thermal image sensor 101 is a device in which elements having sensitivity to infrared rays, such as a bolometer or a thermopile, are arranged in a two-dimensional matrix, and the amount of infrared rays emitted according to the temperature distribution on the object surface is arranged in the matrix by a lens. The temperature distribution on the object surface can be visualized by forming an image in a shape.

図2は、本実施の形態における熱画像センサー101で撮影された人の顔の画像の一例を示す説明図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a human face image taken by the thermal image sensor 101 according to the present embodiment.

図1のような熱画像センサー101と人102との位置関係にあるとき、例えば図2のような熱画像が撮影される。図2に示す熱画像では、物体の温度が高い部分(画素)ほど濃度が高くなるように表示されている。つまり、図2に示す熱画像では、温度が高い画素ほど、より黒色に近い色になるように表示されており、額周辺の温度が高いと認識することが出来る。なお、熱画像の表示に関してはこれに限られない。また、熱画像センサー101による撮影で取得される画像は、静止画でも構わないし動画でも構わない。   When there is a positional relationship between the thermal image sensor 101 and the person 102 as shown in FIG. 1, for example, a thermal image as shown in FIG. 2 is taken. In the thermal image shown in FIG. 2, the portion (pixel) where the temperature of the object is higher is displayed so that the density becomes higher. That is, in the thermal image shown in FIG. 2, a pixel having a higher temperature is displayed in a color closer to black, and it can be recognized that the temperature around the forehead is higher. The display of the thermal image is not limited to this. Further, an image acquired by photographing with the thermal image sensor 101 may be a still image or a moving image.

図3は、本実施の形態における温冷感推定部108の概略構成図である。図4は、本実施の形態における温冷感指標の例を示す説明図である。図5は、本実施の形態における温冷感推定部108の機能を示すブロック図である。これらの図を参照しながら自動車100の内部に配置した温冷感推定部108に関して説明する。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the thermal sensation estimator 108 in the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the thermal sensation index in the present embodiment. FIG. 5 is a block diagram showing the function of the thermal sensation estimation unit 108 in the present embodiment. The thermal sensation estimation unit 108 disposed inside the automobile 100 will be described with reference to these drawings.

人の温冷感は、例えば図4のように7段階の指標を用いて定量化することが出来る。ここでは温冷感0が暑くも寒くもない温熱的中性点としており、暑くなるに従いプラスで絶対値の大きい値を取るようにしており、反対に寒くなるに従いマイナスで絶対値の大きい値を取るように、定量化している。このように温冷感を定量化(指標化)したものを温冷感指標という。温冷感指標は、混乱を生じない範囲で単に温冷感ということもある。   The thermal sensation of a person can be quantified using, for example, a seven-stage index as shown in FIG. Here, the thermal sensation of 0 is a hot neutral point that is neither hot nor cold, and it takes a positive and large absolute value as it gets hot. On the other hand, it becomes a negative and large absolute value as it gets colder. It is quantified to take. Such a quantification (indexation) of thermal sensation is called thermal sensation index. The thermal sensation index may be simply a thermal sensation within a range that does not cause confusion.

この温冷感を温熱六要素と関連付けしたものがPMVである。よって、温熱六要素である気温、湿度、輻射、気流、人の活動量、及び、着衣量が分かると、PMVの計算式を用いてその人の温冷感を推定することが出来ることが知られている。以降で、具体的にPMVから温冷感を求めるための方法を説明する。なお、人の温冷感の指標は、図4に示される7段階に「+4 とても暑い」及び「−4 とても寒い」を加えた9段階とすることもできる。   PMV associates this thermal sensation with the six thermal elements. Therefore, knowing the temperature, humidity, radiation, airflow, amount of human activity, and amount of clothes that are the six elements of heat, it is possible to estimate the thermal sensation of the person using the PMV calculation formula. It has been. Hereinafter, a method for obtaining the thermal sensation from the PMV will be specifically described. It should be noted that the index of human thermal sensation can be set at 9 levels by adding “+4 very hot” and “−4 very cold” to the 7 levels shown in FIG.

図3に示されるように、温冷感推定部108は、カメラ103と、グローブ温度計104aと、温度計104bと、ルーバー105bの近傍に設けられた風速計105aと、湿度計107と、それらに接続された温冷感推定制御部106とを備える。   As shown in FIG. 3, the thermal sensation estimation unit 108 includes a camera 103, a globe thermometer 104a, a thermometer 104b, an anemometer 105a provided near the louver 105b, a hygrometer 107, and And a thermal sensation estimation control unit 106 connected to.

温冷感推定部108は、人102の推定された温冷感を規定範囲内で指標化した温冷感指標を取得する処理部である。温冷感推定部108は、具体的には、PMVにより推定される温冷感指標を取得する。この場合、規定範囲とは、PMVの7段階評価尺度で表現され、所定範囲は、上記7段階におけるPMV値が−2以上、+2以下の範囲である。以降では、温冷感推定部108が上記温冷感指標を推定することで取得する例を示すが、温冷感推定部108は、他の装置等で推定された温冷感指標を当該他の装置等から取得してもよい。   The thermal sensation estimation unit 108 is a processing unit that acquires a thermal sensation index obtained by indexing the estimated thermal sensation of the person 102 within a specified range. Specifically, the thermal sensation estimation unit 108 acquires a thermal sensation index estimated by PMV. In this case, the specified range is expressed by a PMV seven-level evaluation scale, and the predetermined range is a range in which the PMV value in the seven steps is −2 or more and +2 or less. Hereinafter, an example is shown in which the thermal sensation estimation unit 108 acquires the thermal sensation index by estimating the thermal sensation index. However, the thermal sensation estimation unit 108 uses the thermal sensation index estimated by another device or the like as the other You may acquire from the apparatus of this.

図5を用いて温冷感推定部108の構成を説明する。   The configuration of the thermal sensation estimation unit 108 will be described with reference to FIG.

温熱六要素のうちの気温は、温度計104bから求めることが出来る。   The temperature in the six elements of heat can be obtained from the thermometer 104b.

温熱六要素のうちの輻射は、グローブ温度計104aと温度計104bとから求めることが出来る。グローブ温度計とは、表面が黒色の銅球にガラス製温度計を挿入した温度計である。グローブ温度計は、周囲の気温だけではなく黒色に塗布された銅球により周囲の輻射を含めた温度を計測するので、グローブ温度計104aと温度計104bとの測定値の違いから、輻射の影響を見積もることが出来る。   Radiation of the six elements of heat can be obtained from the globe thermometer 104a and the thermometer 104b. The globe thermometer is a thermometer in which a glass thermometer is inserted into a copper ball having a black surface. Since the globe thermometer measures not only the ambient temperature but also the temperature including ambient radiation using a copper ball coated in black, the effect of radiation is determined from the difference in measured values between the globe thermometer 104a and the thermometer 104b. Can be estimated.

温熱六要素のうちの気流は、風速計105により測定される。風速計105は、上記風速計105aに相当する。   The airflow among the six elements of heat is measured by the anemometer 105. The anemometer 105 corresponds to the anemometer 105a.

温熱六要素のうちの湿度は、湿度計107により測定される。   Humidity of the six elements of heat is measured by a hygrometer 107.

温熱六要素のうちの着衣量は、カメラ103で撮影された人102の画像を解析することで求めることが出来る。即ち、カメラ103で撮影した人102の画像を、温冷感推定制御部106の着衣量推定部106aが計算により求める。着衣量推定部106aは、例えば、カメラ103により撮影された画像から着衣部分と露出部即ち皮膚の部分との面積を求めることで、人102の着衣の無い部分と着衣のある部分との比から着衣量を求めても構わないし、露出部である手首と着衣のある腕部との比等から着衣量を求めても構わないし、着衣部分と露出部分との温度差から求めても構わない。着衣量が低くなると、着衣表面の温度は体表面温度に近くなる傾向にあるからである。もちろん他の手段で着衣量を求めても構わないし、本人に申告させて入力しても構わない。   The amount of clothing among the six elements of heat can be obtained by analyzing the image of the person 102 photographed by the camera 103. That is, the clothing amount estimation unit 106a of the thermal sensation estimation control unit 106 obtains an image of the person 102 taken by the camera 103 by calculation. For example, the clothing amount estimation unit 106a obtains the area between the clothing part and the exposed part, that is, the skin part from the image photographed by the camera 103, thereby determining the ratio between the part without the clothing of the person 102 and the part with the clothing. The amount of clothing may be obtained, the amount of clothing may be obtained from the ratio of the wrist as an exposed portion to the arm portion with clothing, or the temperature difference between the clothing portion and the exposed portion. This is because when the amount of clothing is low, the temperature of the clothing surface tends to be close to the body surface temperature. Of course, the amount of clothes may be obtained by other means, or may be entered and entered by the person himself / herself.

温熱六要素のうちの人の活動量は、自動車を運転している時はほぼ椅座安静に近く、特に測定せずとも通常は1.1mets程度と考えられる。なお、人状態推定装置が自動車でない場所で使用される場合であっても、例えばカメラ103で人102の動画を撮影し、各画像の人領域を特定し、人領域の変動量から活動量を推定することも可能である。   Of the six elements of heat, the amount of activity of a person is close to sitting in a chair when driving a car, and is usually considered to be about 1.1 mets without any particular measurement. Even when the human state estimation device is used in a place other than a car, for example, the camera 103 shoots a moving image of the person 102, specifies the human area of each image, and determines the amount of activity from the fluctuation amount of the human area. It is also possible to estimate.

以上の手法により、人102に関わる温熱六要素を抽出することができる。なお、ここで示した温熱六要素の求め方はあくまで一例であり、これに限定するものではない。   By the above method, the six thermal elements related to the person 102 can be extracted. The method for obtaining the six elements of heat shown here is merely an example, and the present invention is not limited to this.

次に、温冷感推定制御部106のPMV演算部106bに対して、着衣量推定部106aが求めた着衣量と、グローブ温度計104a及び温度計104bから求めた温度及び輻射と、風速計105が求めた風速と、湿度計107が求めた湿度とをPMV演算部106bに入力し、PMV演算部106bは、人102の温冷感をPMVの式から計算する。以上が、温冷感推定部108の動作の仕組みである。   Next, with respect to the PMV calculation unit 106b of the thermal sensation estimation control unit 106, the clothing amount obtained by the clothing amount estimation unit 106a, the temperature and radiation obtained from the globe thermometer 104a and the thermometer 104b, and the anemometer 105 Is input to the PMV calculation unit 106b, and the PMV calculation unit 106b calculates the thermal sensation of the person 102 from the PMV equation. The operation mechanism of the thermal sensation estimation unit 108 has been described above.

次に、人状態推定の手法に関して、ここでは鼻部皮膚温を用いて推定する方法に関して説明する。   Next, regarding the human state estimation method, here, a method for estimating using the nasal skin temperature will be described.

図6は、本実施に形態における人状態推定に関する機能を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing functions relating to human state estimation in the present embodiment.

この機能は、熱画像センサー101と、生理量取得部109Aと、人状態推定部110とにより実現される。   This function is realized by the thermal image sensor 101, the physiological quantity acquisition unit 109A, and the human state estimation unit 110.

熱画像センサー101は、人102の熱画像を取得する。   The thermal image sensor 101 acquires a thermal image of the person 102.

生理量取得部109Aは、熱画像センサー101が取得した熱画像から生理量を取得する処理部である。生理量取得部109Aは、画像処理部109を備え、画像処理部109を利用して上記生理量を取得する。ここでは、生理量として人102の鼻部の皮膚温を用いる例を説明する。   The physiological amount acquisition unit 109 </ b> A is a processing unit that acquires a physiological amount from the thermal image acquired by the thermal image sensor 101. The physiological quantity acquisition unit 109A includes an image processing unit 109, and acquires the physiological quantity using the image processing unit 109. Here, an example in which the skin temperature of the nose of the person 102 is used as the physiological amount will be described.

画像処理部109は、熱画像センサー101が取得した人102の熱画像から、鼻部を抽出し、抽出した鼻部の温度である鼻部皮膚温を算出する。鼻部皮膚温の抽出方法に関しては後ほどその一例を説明する。画像処理部109が算出した鼻部皮膚温は、生理量取得部109Aにより人状態推定部110に入力され、この鼻部皮膚温に基づいて人状態推定部110が人状態を推定する。   The image processing unit 109 extracts the nose from the thermal image of the person 102 acquired by the thermal image sensor 101, and calculates the nasal skin temperature that is the extracted temperature of the nose. An example of the method for extracting the nasal skin temperature will be described later. The nasal skin temperature calculated by the image processing unit 109 is input to the human state estimation unit 110 by the physiological quantity acquisition unit 109A, and the human state estimation unit 110 estimates the human state based on the nasal skin temperature.

人状態推定部110において人状態として眠気の度合いを検知する場合の処理の例を説明する。   An example of processing when the human state estimation unit 110 detects the degree of sleepiness as the human state will be described.

図7Aは、本実施の形態における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が2以上である場合の例を示す説明図である。   FIG. 7A is an explanatory diagram illustrating an example in which the thermal sensation is 2 or more with respect to temporal variation of the thermal sensation, the outside air temperature, and the nasal skin temperature in the present embodiment.

図7Aは、生理量取得部109Aが算出した鼻部皮膚温と、温度計104bが測定した人102の周囲気温(外気温)と、温冷感推定制御部106(PMV演算部106b)が算出した人102の温冷感との推移を示している。今、図7Aに示されるように、外気温がほぼ28℃で一定であり、温冷感が+2を超えているとする。また、鼻部皮膚温は、図示されている時間範囲内で1.5℃程度上昇しているとする。   7A shows the nasal skin temperature calculated by the physiological quantity acquisition unit 109A, the ambient temperature (outside temperature) of the person 102 measured by the thermometer 104b, and the thermal sensation estimation control unit 106 (PMV calculation unit 106b). It shows the transition of the thermal sensation of the person 102. Now, as shown in FIG. 7A, it is assumed that the outside air temperature is constant at about 28 ° C. and the thermal sensation exceeds +2. Further, it is assumed that the nasal skin temperature is increased by about 1.5 ° C. within the time range shown in the figure.

人は暖かく感じると、身体の熱の放熱を促すために、末梢の血管を拡張させて血流を促そうとする。よって末梢の皮膚温は上昇することになるが、上述の通り、人が眠気を感じると同様に末梢血管を拡張させて血流を良くしようとするため、この鼻部皮膚温の上昇が、暑く感じていることのみに起因するものなのか、それとも眠気も感じているのかどうかを切り分けることは難しい。   When people feel warm, they try to expand peripheral blood vessels and promote blood flow in order to release heat from the body. Therefore, the peripheral skin temperature rises, but as described above, humans feel sleepy and dilate peripheral blood vessels to improve blood flow. It is difficult to determine whether it is caused solely by feeling or whether it is also drowsy.

図7Bは、本実施の形態における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が0近傍である場合の例を示す説明図である。   FIG. 7B is an explanatory diagram illustrating an example of the thermal sensation, the outside air temperature, and the time variation of the nasal skin temperature in the present embodiment when the thermal sensation is near zero.

図7Bのように例えば外気温が、図7Aの場合の28℃程度より低い25℃程度にまで低下し、温冷感が温熱的中性点であるゼロ近傍に存在するとする。また、鼻部皮膚温は、図7A同様、図示されている時間範囲内で1.5℃程度上昇しているとする(温度は異なる)。   As shown in FIG. 7B, for example, the outside air temperature drops to about 25 ° C., which is lower than about 28 ° C. in the case of FIG. 7A, and the thermal sensation exists near zero, which is the thermal neutral point. Further, it is assumed that the nasal skin temperature rises by about 1.5 ° C. within the illustrated time range (the temperature is different) as in FIG. 7A.

この場合、身体からの放熱を促す必要がないので、末梢の血流量増大による鼻部等の末梢皮膚温の上昇は見られないことになる。よって、図7Bのように温冷感が温熱的中性点近傍に存在する段階であれば、図7Bのような鼻部皮膚温の上昇が、眠気に起因していると推定することが出来る。   In this case, since it is not necessary to promote heat dissipation from the body, the increase in peripheral skin temperature such as the nose due to an increase in peripheral blood flow rate is not observed. Therefore, if the thermal sensation is in the vicinity of the thermal neutral point as shown in FIG. 7B, it can be estimated that the increase in the nasal skin temperature as shown in FIG. 7B is caused by sleepiness. .

ここで、外気温がどの温度範囲にあるかで温冷感を推定することは難しい。具体的には、例えば、同じ外気温であっても着衣量の違い(例えばTシャツしか着ていない場合や、ダウンジャケット等で厚着している場合等)により、当然、人の温冷感が異なることから、外気温がどの温度範囲にあるかで温冷感を推定することは難しい。よって、単純に外気温ではなく、人の温冷感を以って判断することが必要である。   Here, it is difficult to estimate the thermal sensation according to which temperature range the outside air temperature is in. Specifically, for example, due to a difference in the amount of clothes even when the outside temperature is the same (for example, when only wearing a T-shirt or wearing a down jacket or the like), naturally, the warmth of the person may be felt. Because it is different, it is difficult to estimate the thermal sensation according to which temperature range the outside air temperature is in. Therefore, it is necessary to make a judgment based not on the outside air temperature but on the thermal sensation of a person.

なお、眠気の度合いは、図8のように、変動した鼻部皮膚温の温度幅によって5段階に分けても構わない。鼻部皮膚温の温度変動幅が大きい場合には非常に眠くなっていると判断することができるし、鼻部皮膚温の温度変動幅が小さい段階では、やや眠いといった段階としてもよく、変動温度幅と眠気度合いとの関係は、温度変動幅の違いによって適宜決定して構わない。   Note that the degree of sleepiness may be divided into five stages according to the temperature range of the fluctuating nasal skin temperature as shown in FIG. If the temperature fluctuation range of the nasal skin temperature is large, it can be determined that the patient is very sleepy. If the temperature fluctuation range of the nasal skin temperature is small, the stage may be slightly sleepy. The relationship between the width and the drowsiness level may be determined as appropriate depending on the difference in the temperature fluctuation range.

次に、人状態推定部110において人状態としてストレス度合いを検知する場合の処理の一例を説明する。   Next, an example of processing when the human state estimation unit 110 detects the stress level as the human state will be described.

図9Aは、本実施の形態における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が−2以下である場合の例を示す説明図である。   FIG. 9A is an explanatory diagram showing an example in which the thermal sensation is −2 or less with respect to the temporal variation of the thermal sensation, the outside air temperature, and the nasal skin temperature in the present embodiment.

図9Aは、生理量取得部109Aが算出した鼻部皮膚温と、温度計104bが測定した人102の周囲気温(外気温)と、温冷感推定制御部106(PMV演算部106b)が算出した人102の温冷感との推移を示している。今、図9Aに示されるように、外気温がほぼ18℃で一定であり、温冷感が−2を下回っているとする。人は寒く感じると、体の熱の放熱を抑制するために、末梢の血管を収縮させて血流を抑制させようとする。よって末梢の皮膚温は低下することになるが、上述の通り、人がストレスを感じると同様に末梢血管を収縮させて血流量を抑制させようとするので、この鼻部皮膚温の低下が、寒く感じていることのみに起因するものなのか、それともストレスも感じているのかどうかを切り分けることは難しい。   FIG. 9A illustrates the calculation of the nasal skin temperature calculated by the physiological quantity acquisition unit 109A, the ambient temperature (outside temperature) of the person 102 measured by the thermometer 104b, and the thermal sensation estimation control unit 106 (PMV calculation unit 106b). It shows the transition of the thermal sensation of the person 102. Now, as shown in FIG. 9A, it is assumed that the outside air temperature is constant at about 18 ° C. and the thermal sensation is below −2. When a person feels cold, he tries to suppress blood flow by contracting peripheral blood vessels in order to suppress the release of heat from the body. Therefore, the peripheral skin temperature will decrease, but as described above, as humans feel stress, they try to constrict peripheral blood vessels and suppress blood flow, so this decrease in nasal skin temperature is It is difficult to determine whether it is caused solely by feeling cold or whether you feel stress.

図9Bは、本実施の形態における温冷感、外気温及び鼻部皮膚温の時間変動について、温冷感が0近傍である場合の例を示す説明図である。   FIG. 9B is an explanatory diagram showing an example of the thermal sensation in the present embodiment when the thermal sensation is near 0 with respect to temporal variations in the thermal sensation, the outside air temperature, and the nasal skin temperature.

図9Bのように例えば外気温が、図9Aの場合の18℃程度より高い22℃程度にまで上昇し、温冷感が温熱的中性点であるゼロ近傍に存在する場合、身体からの放熱を抑制する必要がないので、末梢の血流量低下による鼻部等の末梢皮膚温の低下は見られないことになる。よって、図9Bのように温冷感が温熱的中性点近傍に存在する段階であれば、図9Bのような鼻部皮膚温の低下が、ストレスに起因していると推定することが出来る。   As shown in FIG. 9B, for example, when the outside air temperature rises to about 22 ° C., which is higher than about 18 ° C. in the case of FIG. 9A, and the thermal sensation exists in the vicinity of zero, which is a thermal neutral point, heat is released from the body. Therefore, there is no decrease in the peripheral skin temperature such as the nose due to a decrease in peripheral blood flow. Therefore, if the thermal sensation is in the vicinity of the thermal neutral point as shown in FIG. 9B, it can be estimated that the decrease in the nasal skin temperature as shown in FIG. 9B is caused by stress. .

ここで、外気温がどの温度範囲にあるかで温冷感を推定することは難しい。具体的には、例えば、同じ外気温であっても着衣量の違い(例えばTシャツしか着ていない場合や、ダウンジャケット等で厚着している場合等)により、当然、人の温冷感が異なることから、外気温がどの温度範囲にあるかで温冷感を推定することは難しい。よって、単純に外気温ではなく、人の温冷感を以って判断することが重要である。   Here, it is difficult to estimate the thermal sensation according to which temperature range the outside air temperature is in. Specifically, for example, due to a difference in the amount of clothes even when the outside temperature is the same (for example, when only wearing a T-shirt or wearing a down jacket or the like), naturally, the warmth of the person may be felt. Because it is different, it is difficult to estimate the thermal sensation according to which temperature range the outside air temperature is in. Therefore, it is important to make a judgment based not on the outside air temperature but on the thermal sensation of the person.

なお、ストレスの度合いは、図8における眠気と同様に、変動した鼻部皮膚温の温度幅によって段階別に分けても構わない。鼻部皮膚温の温度変動幅が大きい場合には強いストレスを感じていると判断することができるし、鼻部皮膚温の温度変動幅が小さい段階では、軽いストレスを感じているといった感じで分けてよく、変動温度幅とストレス度合いとの関係は、温度変動幅の違いによって適宜決定して構わない。   It should be noted that the degree of stress may be divided according to the stage according to the temperature range of the fluctuating nasal skin temperature, like the sleepiness in FIG. If the temperature fluctuation range of the nasal skin temperature is large, it can be judged that a strong stress is felt, and if the temperature fluctuation range of the nasal skin temperature is small, it is classified by the feeling that a slight stress is felt. The relationship between the fluctuation temperature range and the stress level may be appropriately determined according to the difference in temperature fluctuation range.

次に、本実施の形態における、人状態推定装置113の構成に関して説明する。   Next, the configuration of the human state estimation device 113 in the present embodiment will be described.

図10は、本実施の形態における人状態推定装置113の機能を示すブロック図である。なお、人状態推定装置113のことを人状態推定システムということもできる。   FIG. 10 is a block diagram illustrating functions of the human state estimation device 113 in the present embodiment. The human state estimating device 113 can also be called a human state estimating system.

人状態推定装置113は、温冷感推定部108と、熱画像センサー101と、制御部112とを備える。また、人状態推定装置113は、スピーカ114に接続されている。   The human state estimation device 113 includes a thermal sensation estimation unit 108, a thermal image sensor 101, and a control unit 112. The human state estimation device 113 is connected to the speaker 114.

温冷感推定部108と、熱画像センサー101とは、それぞれ、上述の同名の機能ブロックと同じであるので説明を省略する。   The thermal sensation estimator 108 and the thermal image sensor 101 are the same as the functional blocks having the same names as described above, and thus description thereof is omitted.

制御部112は、生理量取得部109Aと、人状態推定部110と、人状態推定実施判断部111とを備える。   The control unit 112 includes a physiological quantity acquisition unit 109A, a human state estimation unit 110, and a human state estimation execution determination unit 111.

生理量取得部109Aは、温冷感推定部108が取得した温冷感指標が所定範囲内であると判定されたときに、人の自律神経の活動が反映された生理量を取得する処理部である。生理量取得部109Aは、画像処理部109を利用して熱画像センサー101が取得した熱画像を処理することで、生理量としての鼻部皮膚温を取得する。   109 A of physiological quantity acquisition parts are the processing parts which acquire the physiological quantity in which the activity of a person's autonomic nerve was reflected, when it determines with the thermal sensation index which the thermal sensation estimation part 108 acquired within the predetermined range. It is. The physiological quantity acquisition unit 109A acquires the nasal skin temperature as the physiological quantity by processing the thermal image acquired by the thermal image sensor 101 using the image processing unit 109.

人状態推定部110は、生理量取得部109Aが取得した生理量に基づいて人状態を推定する処理部である。具体的には、人状態推定部110は、生理量取得部109Aが算出した鼻部皮膚温から、人状態であるストレスの度合い又は眠気の度合いを推定する処理部である。   The human state estimation unit 110 is a processing unit that estimates a human state based on the physiological amount acquired by the physiological amount acquisition unit 109A. Specifically, the human state estimation unit 110 is a processing unit that estimates the degree of stress or sleepiness that is a human state from the nasal skin temperature calculated by the physiological quantity acquisition unit 109A.

人状態推定実施判断部111は、温冷感推定部108が取得した温冷感指標が、規定範囲のうちの所定範囲内であるか否かを判定する処理部である。この判定は、人状態推定部110が人状態の推定を実施するか否かについての判断に用いられる。人状態推定実施判断部111は、温冷感推定部108の温冷感推定制御部106(PMV演算部106b)に接続されており、人102の温冷感推定の結果が人状態推定実施判断部111に入力される。また、人状態推定実施判断部111は、生理量取得部109Aに接続されている。なお、人状態推定実施判断部111は、判定部に相当する。   The human state estimation execution determination unit 111 is a processing unit that determines whether or not the thermal sensation index acquired by the thermal sensation estimation unit 108 is within a predetermined range of the specified range. This determination is used for determining whether or not the human state estimation unit 110 performs estimation of the human state. The human state estimation execution determination unit 111 is connected to the thermal sensation estimation control unit 106 (PMV calculation unit 106b) of the thermal sensation estimation unit 108, and the result of the thermal sensation estimation of the person 102 is determined as the human state estimation execution determination. Is input to the unit 111. The human state estimation execution determination unit 111 is connected to the physiological quantity acquisition unit 109A. The human state estimation execution determination unit 111 corresponds to a determination unit.

なお、人状態推定実施判断部111は、人状態推定部110に接続されていてもよい。この場合は、人状態推定実施判断部111が生理量取得部109Aに接続されていなくてもよい。この場合(人状態推定実施判断部111が、生理量取得部109Aに接続されておらず人状態推定部110に接続されている場合)、生理量取得部109Aは、常に人の生理量を取得する処理を行う。一方、人状態推定部110は、「温冷感推定部108が取得した温冷感指標が規定範囲のうちの所定範囲内である」と人状態推定実施判断部111が判断したタイミングに生理量取得部109Aが取得した生理量を用いて、人の状態を推定する。すなわち、人状態推定部110は、「温冷感推定部108が取得した温冷感指標が、規定範囲のうちの所定範囲内である」と人状態推定実施判断部111が判断しなかったタイミングに生理量取得部109Aが取得した生理量を人の状態の推定に用いない。   Note that the human state estimation execution determination unit 111 may be connected to the human state estimation unit 110. In this case, the human state estimation execution determination unit 111 may not be connected to the physiological quantity acquisition unit 109A. In this case (when the human state estimation execution determination unit 111 is not connected to the physiological amount acquisition unit 109A but is connected to the human state estimation unit 110), the physiological amount acquisition unit 109A always acquires a human physiological amount. Perform the process. On the other hand, the human state estimation unit 110 determines the physiological amount at the timing when the human state estimation execution determination unit 111 determines that “the thermal sensation index acquired by the thermal sensation estimation unit 108 is within a predetermined range of the specified range”. The human state is estimated using the physiological amount acquired by the acquisition unit 109A. That is, the human state estimation unit 110 determines that the human state estimation execution determination unit 111 does not determine that “the thermal sensation index acquired by the thermal sensation estimation unit 108 is within a predetermined range of the specified range”. In addition, the physiological quantity acquired by the physiological quantity acquisition unit 109A is not used for estimating the human state.

スピーカ114は、人状態推定部110による人状態の推定結果に応じて人102に報知を行う出力装置である。なお、スピーカ114は、人状態推定装置113の一部であってもよい。   The speaker 114 is an output device that notifies the person 102 according to the estimation result of the human state by the human state estimation unit 110. Note that the speaker 114 may be a part of the human state estimation device 113.

なお、人状態推定装置113は、上記の各機能ブロックが1つの筺体内に収容されることで1つの装置として実現されてもよいし、上記の各機能ブロックが分散配置され、各機能ブロックが通信回線を介して情報を送受信することで実現されてもよい。   Note that the human state estimation device 113 may be realized as one device by accommodating each functional block in one housing, or each functional block described above is distributed and each functional block is You may implement | achieve by transmitting / receiving information via a communication line.

以降において、人状態推定装置113の処理の流れについて説明する。   Hereinafter, the flow of processing of the human state estimation device 113 will be described.

図11は、本実施の形態における人状態推定装置113による人状態推定方法を示すフロー図である。   FIG. 11 is a flowchart showing a human state estimation method by human state estimation apparatus 113 in the present embodiment.

ステップS101において、各センサー(カメラ103、グローブ温度計104a、温度計104b、風速計105、湿度計107)で得られたデータがPMV演算部106bに入力されて人102の温冷感が推定される。   In step S101, data obtained by each sensor (camera 103, globe thermometer 104a, thermometer 104b, anemometer 105, hygrometer 107) is input to the PMV calculation unit 106b to estimate the thermal sensation of the person 102. The

ステップS102において、ステップS101で推定された人102の温冷感が人状態推定実施判断部111に入力され、人状態推定実施判断部111による温冷感についての判定がなされる。具体的には、人状態推定実施判断部111は、温冷感が所定範囲内であるか否かを判定する。所定範囲は、例えば、温冷感が−2以上、+2以下である範囲とすることができ、この場合を以下で説明する。なお、所定範囲は、規定範囲のうち、温冷感に関する温熱的中性点を含む一部の範囲としてもよい。また、所定範囲は、規定範囲のうち、温冷感として最も暑いことを示す点、及び、温冷感として最も寒いことを示す点を含まない一部の範囲としてもよい。   In step S <b> 102, the thermal sensation of the person 102 estimated in step S <b> 101 is input to the human state estimation execution determination unit 111, and the human state estimation execution determination unit 111 determines the thermal sensation. Specifically, the human state estimation execution determination unit 111 determines whether the thermal sensation is within a predetermined range. The predetermined range can be, for example, a range where the thermal sensation is −2 or more and +2 or less, and this case will be described below. The predetermined range may be a part of the specified range including a thermal neutral point related to the thermal sensation. In addition, the predetermined range may be a partial range that does not include the point indicating the hottest feeling as the thermal sensation and the point indicating the coldest as the thermal sensation.

ステップS102での判定により、温冷感が+2より大きい、又は、−2より小さいと判定された場合には、ステップS101へ進み、再度、PMV演算部106bによる人102の温冷感の推定がなされる。なお、この場合、後述するステップS103及びS104の処理は行われない。温冷感が+2より大きい、又は、−2より小さいと判定された場合、つまり、温冷感が「とても暑い」又は「とても寒い」である人102は、眠気が生じにくいことが知られているので、この場合に人状態推定部110は、眠気レベルを1と推定してもよい。   If it is determined in step S102 that the thermal sensation is greater than +2 or smaller than −2, the process proceeds to step S101, and the PMV calculation unit 106b again estimates the thermal sensation of the person 102. Made. In this case, steps S103 and S104 described later are not performed. When it is determined that the thermal sensation is greater than +2 or smaller than −2, that is, the person 102 with the thermal sensation “very hot” or “very cold” is known to be less prone to sleepiness. In this case, the human state estimation unit 110 may estimate the sleepiness level as 1.

ステップS102での判定により、温冷感が−2以上、+2以下の範囲内であると判定された場合には、ステップS103へ進む。   If it is determined in step S102 that the thermal sensation is in the range of not less than −2 and not more than +2, the process proceeds to step S103.

ステップS103において、人状態推定部110は、熱画像センサー101が取得した熱画像に基づいて生理量取得部109Aが取得した鼻部皮膚温を元に、人状態としての眠気レベルを推定する。具体的には、人状態推定部110は、鼻部皮膚温の時間経過に伴う上昇幅に基づいて、人102の眠気の度合いを推定する。例えば、人状態推定部110は、鼻部皮膚温を測定した時間範囲(例えば、図7A等に示される横軸の時間範囲)内で鼻部皮膚温が1℃上昇した場合に、眠気レベルを2と判定する。また、上記時間範囲内で鼻部皮膚温が2℃上昇した場合に、眠気レベルを4と判定する。   In step S103, the human state estimation unit 110 estimates a sleepiness level as a human state based on the nasal skin temperature acquired by the physiological quantity acquisition unit 109A based on the thermal image acquired by the thermal image sensor 101. Specifically, the human state estimating unit 110 estimates the degree of drowsiness of the person 102 based on the increase width with time of the nasal skin temperature. For example, when the nasal skin temperature rises by 1 ° C. within the time range in which the nasal skin temperature is measured (for example, the time range on the horizontal axis shown in FIG. 7A or the like), the human state estimation unit 110 sets the drowsiness level. 2 is determined. Further, when the nasal skin temperature rises by 2 ° C. within the above time range, the sleepiness level is determined to be 4.

また、推定された眠気レベルを判定し、判定結果に応じて以下のように処理を行う。   Further, the estimated sleepiness level is determined, and processing is performed as follows according to the determination result.

すなわち、ステップS103において眠気レベルが1であると判定された場合には、ステップS101に進み、その後再び、本フロー図に示される一連の処理を行う。この場合、眠気レベルが、人102による自動車の運転に支障ない程度であるので、人102に対して報知等を行う必要がないと考えられるためである。   That is, when it is determined in step S103 that the drowsiness level is 1, the process proceeds to step S101, and then a series of processes shown in the flowchart is performed again. In this case, it is considered that there is no need to notify the person 102 since the sleepiness level is such that the person 102 does not interfere with the driving of the car.

一方、ステップS103において、眠気レベルが2以上であると判定された場合には、人102への報知を行う。この場合には、眠気レベルが、人102による自動車の運転に支障があると考えられるので、そのことを人102に知らせるために上記報知が行われる。報知は、例えば、スピーカ114で人102に眠くなりつつあることを知らせること、又は、休息をとることを促すこと等により行う。報知の後、ステップS101に進み、再び、本フロー図に示される一連の処理を行う。   On the other hand, when it is determined in step S103 that the drowsiness level is 2 or more, a notification to the person 102 is performed. In this case, since the sleepiness level is considered to hinder the driving of the automobile by the person 102, the above notification is performed to notify the person 102 of the fact. The notification is performed by, for example, informing the person 102 that the person is getting sleepy by the speaker 114 or prompting to take a rest. After the notification, the process proceeds to step S101, and a series of processes shown in the flowchart is performed again.

なお、人状態としてストレスの度合いを推定する場合においては、ステップS103における人状態推定部110による処理が異なる。具体的には、人状態推定部110は、熱画像センサー101が取得した熱画像に基づいて生理量取得部109Aが取得した鼻部皮膚温を元に、人状態としてのストレスの度合いを推定する。具体的には、人状態推定部110は、鼻部皮膚温の時間経過に伴う下降幅に基づいて、人102のストレスの度合いを推定する。その他の処理は、上記と同様である。   In the case where the degree of stress is estimated as the human state, the processing by the human state estimation unit 110 in step S103 is different. Specifically, the human state estimation unit 110 estimates the degree of stress as a human state based on the nasal skin temperature acquired by the physiological quantity acquisition unit 109A based on the thermal image acquired by the thermal image sensor 101. . Specifically, the human state estimation unit 110 estimates the degree of stress of the person 102 based on the descending width of the nasal skin temperature with the passage of time. Other processes are the same as described above.

以上のことにより、皮膚温の変動が人の温冷感によるものなのか、眠気によるものなのかを切り分けることができるので、高精度な眠気度合推定手段を提供することが出来るようになる。もちろん、人状態としてストレスの度合いの場合でも同様であり、同様のことにより高精度なストレス度合い推定手段を提供することが出来るようになる。即ち、高精度な人状態の推定手段を提供することが可能になる。また、眠気の度合いを検出する場合、例えば温冷感が+2より大きい場合、又は、−2より小さい場合、即ち暑さや寒さを感じている場合には、人が眠気を感じることは少ないので、制御部112における無用な眠気度合い推定を省略することができるので、処理負荷を低減し消費エネルギーを低減できるという効果も有する。   As described above, since it is possible to distinguish whether the fluctuation of the skin temperature is caused by human thermal sensation or sleepiness, it is possible to provide a highly accurate sleepiness degree estimating means. Of course, the same applies to the case of the degree of stress as the human state, and the same thing makes it possible to provide highly accurate stress level estimation means. That is, it is possible to provide a highly accurate human state estimation means. In addition, when detecting the degree of sleepiness, for example, when the thermal sensation is greater than +2 or less than −2, that is, when feeling hot or cold, people rarely feel sleepiness. Since useless degree of sleepiness estimation in the control unit 112 can be omitted, the processing load can be reduced and energy consumption can be reduced.

なお、人状態推定部110において例えば眠気を推定した結果、眠気レベルが2以上である場合にスピーカ114を通じて人102に知らせることを説明したが、人102に知らせる手段はこれ以外でもよく、例えばシートベルトをきつく締めることでユーザに覚醒を促すことや、ディスプレイ等に表示することで人102に通知してもよく、その方法は特に限定しない。   In addition, as a result of estimating sleepiness in the human state estimation unit 110, for example, it has been described that the person 102 is notified through the speaker 114 when the sleepiness level is 2 or more. The user 102 may be notified by prompting the user to wake up by tightening the belt, or displayed on a display or the like, and the method is not particularly limited.

また、熱画像センサー101で撮影した熱画像から、生理量取得部109A(画像処理部109)により鼻部皮膚温を算出することを述べたが、これは鼻部皮膚温に限定するものではなく、同様な末梢部に該当する部位であればよく、例えば手背部又は耳朶等でも構わない。ただし、自動車100内で人状態推定を行う場合、人102の身体のうち、下に行くほど(言い換えれば、足に近づくほど)日射の影響を受けやすくなるので、首より上の部位の皮膚温を用いることが望ましく、鼻部又は耳朶部で測定することにより、日射による外乱を受けにくい人状態推定が可能になる。   In addition, although the physiological quantity acquisition unit 109A (image processing unit 109) calculates the nasal skin temperature from the thermal image captured by the thermal image sensor 101, this is not limited to the nasal skin temperature. Any part corresponding to a similar peripheral part may be used. For example, the back of the hand or the earlobe may be used. However, when human state estimation is performed in the automobile 100, the lower the body of the person 102 (in other words, the closer to the foot), the more susceptible to solar radiation, the skin temperature above the neck. It is desirable to use human eye, and by measuring at the nose or earlobe, it is possible to estimate a human condition that is not easily affected by solar radiation.

さらに、人状態推定実施判断部111において、PMV演算部106bが求めた温冷感の範囲の上限及び下限を、+2及び−2としたが、この値は、これらとは異なる値を用いてもよく、例えば温冷感が+1以下−1以上で人状態を推定しても構わない。また、温熱的中性点を含む範囲でその範囲が狭ければ、さらに高精度に人状態を推定することが出来る。もちろん、整数ではなく例えば+1.5や−1.5等の小数を閾値としても構わない。   Furthermore, in the human state estimation execution determination unit 111, the upper and lower limits of the thermal sensation range obtained by the PMV calculation unit 106b are set to +2 and -2, but these values may be different from these values. For example, the human state may be estimated when the thermal sensation is +1 or less and −1 or more. Moreover, if the range is narrow in the range including the thermal neutral point, the human state can be estimated with higher accuracy. Of course, instead of an integer, a decimal number such as +1.5 or -1.5 may be used as the threshold value.

また、ここまでは、人の温冷感は温冷感推定部108にて自動で推定する場合を例として説明したが、例えば人102の温冷感を人102が直接入力しても構わず、人102の温冷感を判断できる値を人状態推定実施判断部111に提供できるのであれば、その手段は限定しない。   In the above description, the thermal sensation of the person is automatically estimated by the thermal sensation estimation unit 108 as an example. However, for example, the person 102 may directly input the thermal sensation of the person 102. The means is not limited as long as a value that can determine the thermal sensation of the person 102 can be provided to the human state estimation execution determination unit 111.

また、生理量取得部109A(画像処理部109)により鼻部皮膚温を算出する場合、熱画像センサー101で取得した熱画像から鼻部を特定する必要がある。その一例を説明する。図12Aは、本実施の形態における鼻部皮膚温測定の説明図である。図12Bは、本実施の形態における鼻部皮膚温測定における鼻孔部温度変動の説明図である。   In addition, when the nasal skin temperature is calculated by the physiological quantity acquisition unit 109A (image processing unit 109), it is necessary to specify the nose from the thermal image acquired by the thermal image sensor 101. One example will be described. FIG. 12A is an explanatory diagram of nasal skin temperature measurement in the present embodiment. FIG. 12B is an explanatory diagram of nostril temperature fluctuations in nasal skin temperature measurement in the present embodiment.

図12Aは、人の鼻の概略図であり、呼吸により鼻孔部の温度は、図12Bのような呼吸周期に応じた温度変動をする。この温度変動は、呼吸により息を鼻から吐き出す時に体内で暖められた息が吐出されることで鼻孔部が暖められることによる温度上昇と、息を吸う時に外気を吸い込むことで鼻孔部の熱が奪われることによる温度低下とに起因する。そのため、この温度変動の周期は、呼吸周期(通常0.2〜0.3Hz程度)とだいたい等しくなる。よって、画像処理部109において、0.2〜0.3Hz程度の周期で変動する部位が2箇所あると、その部位が鼻孔部と推定される。鼻孔部が分かると、その位置から測定したい鼻部を容易に特定することが可能になる。以上のことから、鼻部を特定することが可能になる。   FIG. 12A is a schematic diagram of a human nose, and the temperature of the nostril portion varies depending on the breathing cycle as shown in FIG. 12B due to respiration. This temperature fluctuation is caused by the rise in temperature caused by the warming of the nostril when breathing out the breath through the nose due to breathing, and the heat of the nostril due to inhaling the outside air when breathing in. This is due to a decrease in temperature due to deprivation. Therefore, the cycle of this temperature fluctuation is approximately equal to the respiratory cycle (usually about 0.2 to 0.3 Hz). Therefore, in the image processing unit 109, if there are two parts that change with a period of about 0.2 to 0.3 Hz, the part is estimated as a nostril part. When the nostril portion is known, the nose portion to be measured can be easily specified from the position. From the above, it becomes possible to specify the nose.

また、鼻孔部を特定できなかった場合には、鼻孔部を抽出できずに人状態を推定できていない旨を、ディスプレイ等から人102に通知しても構わない。同時に、メガネ等をかけてもらう等を促しても構わない。メガネは、通常、赤外線を通さないので、熱画像センサー101でメガネを掛けた人を撮影すると、メガネの部分は目の温度ではなくメガネそのものの温度となり、皮膚温よりも周囲温度に近くなるため、位置を検出しやすくなる。検出された目の位置から鼻の位置を推定して測定することで、精度よく鼻の位置を推定することが出来る。   When the nostril portion cannot be specified, the person 102 may be notified from the display or the like that the nostril portion cannot be extracted and the human state cannot be estimated. At the same time, you may be encouraged to wear glasses. Glasses normally do not pass infrared rays, so when a person wearing glasses is photographed with the thermal image sensor 101, the glasses part is not the eye temperature but the temperature of the glasses themselves, and is closer to the ambient temperature than the skin temperature. , Easy to detect the position. By estimating and measuring the position of the nose from the detected eye position, the position of the nose can be estimated with high accuracy.

その他、ディスプレイ等を通じて深呼吸をしてもらうことを促しても構わない。深呼吸をすることで、図12Bに示した鼻孔部温度の振幅が大きくなるため、鼻孔部の位置をより抽出しやすくなる。もちろんこれ以外の方法で鼻部を特定しても構わず、例えば顔面を抽出してその輪郭から鼻部を推定しても構わないし、その方法を限定するものではない。   In addition, it may be urged to take a deep breath through a display or the like. By taking a deep breath, the amplitude of the nostril temperature shown in FIG. 12B is increased, so that the position of the nostril is more easily extracted. Of course, the nose may be specified by a method other than this, for example, the face may be extracted and the nose may be estimated from the contour, and the method is not limited.

また、人状態推定のために鼻部皮膚温を測定する場合、その測定タイミングを呼吸の位相に同期させても構わない。例えば、図12Bに矢印で示す様に、呼吸毎で最も鼻孔部の温度が高くなるタイミングにおいて、鼻部皮膚温を測定しても構わない。鼻部皮膚温は、呼吸により鼻孔部温度が変動するため、鼻部皮膚温もその影響を受ける。そのため、呼吸の位相と同期させて鼻部皮膚温を測定することで、ばらつきの少ない精密な測定が可能になる。なお、ここでは呼吸毎で最も鼻孔部の温度が高くなるタイミングにおいて測定することを例示したが、もちろん他の位相でも構わず、鼻孔部温度が最も低くなるタイミングでも構わず、その他の位相でも構わず、ここではそれを限定するものではない。   Further, when measuring the nasal skin temperature for human state estimation, the measurement timing may be synchronized with the breathing phase. For example, as shown by an arrow in FIG. 12B, the nasal skin temperature may be measured at the timing when the temperature of the nostril becomes highest in each breath. Since the nasal skin temperature fluctuates due to breathing, the nasal skin temperature is also affected. Therefore, by measuring the nasal skin temperature in synchronization with the breathing phase, precise measurement with little variation becomes possible. Here, the measurement is illustrated at the timing when the temperature of the nostril portion is highest in each breath. However, of course, other phases may be used, the timing when the temperature of the nostril portion is lowest, or other phases may be used. However, it is not limited here.

また、鼻部皮膚温を測定するために、ここでは熱画像センサー101を用いたが、もちろんこれは手段を限定するものではなく、皮膚温を測定できるものであればどのようなものでも構わず、焦電センサー、又は、単眼の赤外線センサー(ボロメータセンサー若しくはサーモパイルセンサー等)でも構わず、その手段を限定するものではない。   In addition, the thermal image sensor 101 is used here to measure the nasal skin temperature. However, this is not a limitation of course, and any device that can measure the skin temperature may be used. A pyroelectric sensor or a monocular infrared sensor (such as a bolometer sensor or a thermopile sensor) may be used, and its means is not limited.

また、人状態は、皮膚血流量から求めてもよい。人状態を皮膚血流量から求める方法について以降で説明する。   The human state may be obtained from the skin blood flow. A method for obtaining the human state from the skin blood flow will be described below.

人状態としての眠気が強くなると、抹消部(特に鼻部等)の血流量が増大するという相関関係があるので、この相関関係に基づいて皮膚血流量から人状態を推定することができる。皮膚血流量を測定する方法には、さまざまな方法があり得るが、例えばカメラにより特定の波長の光(例えば赤外光)を受光して、受光した光に基づいて測定されるヘモグロビンの量から皮膚血流量を算出することができる。   When sleepiness as a human state becomes strong, there is a correlation that the blood flow rate of the peripheral part (particularly the nose) increases, and therefore the human state can be estimated from the skin blood flow rate based on this correlation. There are various methods for measuring the blood flow of the skin. For example, light of a specific wavelength (for example, infrared light) is received by a camera, and the amount of hemoglobin measured based on the received light is measured. Skin blood flow can be calculated.

また、人状態は、血圧から求めてもよい。人状態を血圧から求める方法について以降で図12C及び図12Dを参照しながら説明する。   Further, the human state may be obtained from blood pressure. A method for obtaining the human state from the blood pressure will be described below with reference to FIGS. 12C and 12D.

人状態としての眠気が強くなると、血圧が低下するという相関関係があるので、この相関関係に基づいて皮膚血流量から人状態を推定することができる。血圧は、カフ等で連続的に求めてもよいし、脈波伝搬時間から求めてもよい。脈波伝搬時間は、心臓から出た血流が所定の末端部まで到達するまでの時間である。   Since there is a correlation that blood pressure decreases when sleepiness as a human state increases, the human state can be estimated from the skin blood flow based on this correlation. The blood pressure may be obtained continuously with a cuff or the like, or may be obtained from the pulse wave propagation time. The pulse wave propagation time is the time until blood flow from the heart reaches a predetermined end.

血圧と脈波伝搬時間との間には、血圧が低下すると脈波伝搬時間が長くなるという相関関係がある。よって、これらの相関関係に基づいて、脈波伝搬時間から血圧を経て人状態を推定することができる。   Between blood pressure and pulse wave propagation time, there is a correlation that when the blood pressure decreases, the pulse wave propagation time becomes longer. Therefore, based on these correlations, the human state can be estimated from the pulse wave propagation time via the blood pressure.

脈波伝搬時間の計測方法は、さまざまな方法があり得る。例えば、図12Cのように人の顔及び顔以外の部位(首、手等)を含む動画像をカメラにより撮影し、この動画像から、顔に含まれる部位P1、及び、顔以外の部位P2における脈波のピーク時刻のズレ量Tから求めることができる(図12D)。なお、ズレ量Tは、0.2msec程度で変動し得る値である。   There are various methods for measuring the pulse wave propagation time. For example, as shown in FIG. 12C, a moving image including a human face and a portion other than the face (neck, hand, etc.) is captured by a camera, and a portion P1 included in the face and a portion P2 other than the face are extracted from the moving image. Can be obtained from the deviation amount T of the peak time of the pulse wave at (FIG. 12D). The deviation amount T is a value that can vary in about 0.2 msec.

また、顔と顔以外の部位とを用いる代わりに、例えば顔の中の互いに異なる二箇所(例えば顎と額)の脈波のピーク時刻のズレ量から求めてもよい。また、それ以外にも、心臓の振動をミリ波センサー等で測定し、顔の脈波をカメラから撮影した顔画像の微妙な色変動から検出し、心臓の振動ピークと顔の脈波ピークの時間ズレ量を脈波伝搬時間として、血圧変動を推定してもよい。   Further, instead of using the face and the part other than the face, for example, the difference may be obtained from the shift amount of the peak time of the pulse wave at two different places (for example, jaw and forehead) in the face. In addition, the heart vibration is measured with a millimeter wave sensor, etc., and the face pulse wave is detected from subtle color fluctuations of the face image taken from the camera, and the heart vibration peak and the face pulse wave peak are detected. Blood pressure fluctuations may be estimated using the amount of time shift as the pulse wave propagation time.

以上のように、本実施の形態に係る人状態推定方法によれば、人状態推定の際の誤検出を減らすことで、より高い精度で人状態を推定することができる。具体的には、本発明の一態様に係る人状態推定方法では、取得した温冷感情報が所定範囲である条件が成立する下で、生理量から人状態が推定される。よって、この条件が成立するか否かに関わらず人状態を推定するのに比べて、人状態推定の際の誤検出を減らすことができる。よって、上記人状態推定方法により、人状態の推定の精度を向上することができる。さらに、上記誤検出を減らすことで、再び検出処理を行う必要がなくなるなど、処理量及び処理負荷の低減、消費電力の低減の効果も得られる。   As described above, according to the human state estimation method according to the present embodiment, it is possible to estimate the human state with higher accuracy by reducing false detection during human state estimation. Specifically, in the human state estimation method according to one aspect of the present invention, the human state is estimated from the physiological quantity under the condition that the acquired thermal sensation information is within a predetermined range. Therefore, it is possible to reduce erroneous detection in estimating the human state, compared to estimating the human state regardless of whether this condition is satisfied. Therefore, the human state estimation method can improve the accuracy of human state estimation. Furthermore, by reducing the false detection described above, it is possible to obtain the effects of reducing the processing amount and processing load and reducing power consumption, such as eliminating the need to perform detection processing again.

また、人の温冷感が、人が暑いとも寒いとも感じない温熱的中性点に比較的近い範囲内にある場合に人状態の推定が行われる。人が暑い又は温かいと感じているときには、身体からの放熱を促進させることにより皮膚温が上昇する。反対に人が寒い又は涼しいと感じているときには、身体からの放熱を抑制することにより皮膚温が低下する。つまり、人の温冷感が温熱的中性点に比較的近い範囲内にある場合には、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響がない、又は、比較的少ない状態である。よって、このような場合に生理量から人状態を推定することで、推定結果に含まれる、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響を小さくすることができ、誤検出の防止及び推定精度の向上に貢献する。   The human state is estimated when the human thermal sensation is within a range relatively close to a thermal neutral point at which the human does not feel hot or cold. When a person feels hot or warm, the skin temperature rises by promoting heat dissipation from the body. On the other hand, when a person feels cold or cool, the skin temperature is lowered by suppressing heat dissipation from the body. That is, when the thermal sensation of a person is within a range relatively close to the thermal neutral point, there is no effect of promotion or suppression of heat dissipation from the human body, or a relatively small state. Therefore, in such a case, by estimating the human state from the physiological amount, the influence of the promotion or suppression of heat dissipation from the human body included in the estimation result can be reduced, and detection error and estimation accuracy can be reduced. Contribute to improvement.

また、人の温冷感が、とても暑い、又は、とても寒いと感じているときを除外した範囲にある場合に、人状態の推定が行われる。人がとても暑いと感じているときには、人の身体からの放熱が大きく促進される。また、人がとても寒いと感じているときには、人の身体からの放熱が大きく抑制される。このような場合を、人状態を推定する場合から除外することで、推定結果に含まれる、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響を小さくすることができ、誤検出の防止及び推定精度の向上に貢献する。   In addition, when a person's thermal sensation is in a range excluding a time when the person feels very hot or very cold, the human state is estimated. When a person feels very hot, heat dissipation from the person's body is greatly promoted. Also, when a person feels very cold, heat dissipation from the person's body is greatly suppressed. By excluding such cases from the case of estimating the human state, the influence of the promotion or suppression of heat dissipation from the human body included in the estimation result can be reduced, and the detection accuracy and estimation accuracy can be reduced. Contribute to improvement.

また、人の鼻部皮膚温に基づいて、人の眠気の度合いを推定する際に、推定結果に含まれる、人の身体からの放熱の促進又は抑制の影響を小さくすることができる。また、鼻部皮膚温を用いることで、外乱がある場合であっても外乱の影響を受けにくくすることができる。   Moreover, when estimating the degree of sleepiness of a person based on a person's nose skin temperature, the influence of the promotion or suppression of the heat radiation from a person's body contained in an estimation result can be made small. Further, by using the nasal skin temperature, even when there is a disturbance, it can be made less susceptible to the influence of the disturbance.

また、人の鼻部皮膚温に基づいて具体的に人の眠気の度合いを推定することができる。   In addition, the degree of sleepiness of a person can be specifically estimated based on the skin temperature of the person's nose.

また、PMVによる推定により、温熱六要素である気温、湿度、気流、輻射、着衣量、活動量からより正確に人の温冷感を推定することができる。   Moreover, by the estimation by PMV, it is possible to more accurately estimate the thermal sensation of a person from the six elements of temperature, that is, temperature, humidity, airflow, radiation, amount of clothes, and amount of activity.

また、人の鼻部皮膚温に基づいて具体的に人のストレスの度合いを推定することができる。   In addition, it is possible to specifically estimate a person's degree of stress based on the person's nose skin temperature.

また、人の皮膚血流、血圧、又は、脈波伝搬時間に基づいて具体的に人の眠気の度合いを推定することができる。   Further, it is possible to specifically estimate the degree of sleepiness of a person based on the person's skin blood flow, blood pressure, or pulse wave propagation time.

(実施の形態2)
本実施の形態の人状態推定装置を自動車に搭載した場合の例を図13から図21を用いて説明する。
(Embodiment 2)
An example in which the human state estimation apparatus according to the present embodiment is mounted on an automobile will be described with reference to FIGS.

図13Aは、本実施の形態における人状態推定装置が搭載された自動車200の概念図である。図13Bは、本実施の形態における人状態推定装置を装着している人202を正面から見た概略図である。図13Bに示される人202は、図13Aに示される自動車200に乗車している人202に相当する。   FIG. 13A is a conceptual diagram of an automobile 200 on which the human state estimation device according to the present embodiment is mounted. FIG. 13B is a schematic view of a person 202 wearing the human state estimation device in the present embodiment as seen from the front. The person 202 shown in FIG. 13B corresponds to the person 202 riding in the automobile 200 shown in FIG. 13A.

人202は、図13Bに示すように、皮膚温脈波センサー203を耳朶部に取り付けている。皮膚温脈波センサー203は、温度センサーと脈波センサーとを一体にしたものであり、皮膚温と脈波とを同時に測定することが出来る。本実施の形態においては、耳朶部の皮膚温を温冷感推定に用い、脈波を人状態推定に用いる例を示す。   As shown in FIG. 13B, the person 202 attaches the skin temperature pulse wave sensor 203 to the earlobe. Skin temperature pulse wave sensor 203 is an integrated temperature sensor and pulse wave sensor, and can measure skin temperature and pulse wave simultaneously. In the present embodiment, an example is shown in which the skin temperature of the earlobe is used for thermal sensation estimation and the pulse wave is used for human state estimation.

以降において、脈波を用いた人状態推定の方法に関して説明する。   Hereinafter, a method for estimating a human state using a pulse wave will be described.

図14Aは、本実施の形態における測定された脈波の一例を示す説明図である。図14Bは、図14Aに示される脈波から得られる心拍間隔の時系列変動の説明図である。図15Aは、本実施の形態における心拍間隔の周波数成分であってHF成分が少ないものを示す説明図である。図15Bは、本実施の形態における心拍間隔の周波数成分であってHF成分が多いものを示す説明図である。   FIG. 14A is an explanatory diagram showing an example of a measured pulse wave in the present embodiment. FIG. 14B is an explanatory diagram of time-series fluctuations in the heartbeat interval obtained from the pulse wave shown in FIG. 14A. FIG. 15A is an explanatory diagram showing a frequency component of a heartbeat interval and a small HF component in the present embodiment. FIG. 15B is an explanatory diagram showing a frequency component of a heartbeat interval and a large amount of HF components in the present embodiment.

図14Aは、皮膚温脈波センサー203で測定された脈波の一例を示す。脈波とは、心臓の拍動に伴う末梢血管系内の血圧又は体積の変化を体表面から波形としてとらえたものであり、典型的には図14Aのようなのこぎり波形を示す。この脈波の波形から心拍間隔を抽出し、時系列的に配列すると、図14Bのように、時間経過に伴う心拍間隔のゆらぎ(心拍間隔の変動)が観測される。   FIG. 14A shows an example of a pulse wave measured by the skin temperature pulse wave sensor 203. The pulse wave is a waveform obtained by capturing a change in blood pressure or volume in the peripheral vasculature accompanying the heartbeat as a waveform from the body surface, and typically shows a sawtooth waveform as shown in FIG. 14A. When heartbeat intervals are extracted from the waveform of the pulse wave and arranged in time series, fluctuations in the heartbeat interval (variation in heartbeat interval) with the passage of time are observed as shown in FIG. 14B.

心拍間隔のゆらぎの原因は、主に2種類あることが知られており、1つは血圧変動であり、もう1つは呼吸変動である。心臓の拍動は、脳内の中枢により自律神経を経由して制御されており、交感神経及び副交感神経の2系統で制御されており、心拍を速くする時には、交感神経を亢進させ、心拍を遅くする時には副交感神経を亢進させる。脳の中枢は、心拍を速くするか遅くするかを体の状態から決定するが、その要因の中に、血圧と呼吸とが含まれている。血圧に関しては、血圧が低下した時には心臓の活動を活性化させるために心拍を速くし、血圧が上がった時には心臓の活動を抑制するために心拍を遅くする様に機能する。呼吸も肺の伸展に伴い息を吸っている間には心拍が速くなり、息を吐いている時には心拍が遅くなるように機能する。   It is known that there are mainly two types of fluctuations in the heartbeat interval, one is blood pressure fluctuation and the other is respiratory fluctuation. The heart beat is controlled via the autonomic nerve by the center of the brain, and is controlled by two systems, the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve. When accelerating the heartbeat, the sympathetic nerve is increased and the heartbeat is increased. When late, parasympathetic nerves are increased. The central part of the brain determines whether to speed up or slow down the heart rate based on the state of the body. Among these factors are blood pressure and respiration. Regarding blood pressure, when the blood pressure decreases, the heart rate is increased to activate the heart activity, and when the blood pressure increases, the heart rate is decreased to suppress the heart activity. Breathing also functions to increase the heart rate while inhaling as the lungs expand, and to slow the heart rate when exhaling.

また、血圧はおよそ0.1Hz程度でゆらいでおり、この変動はMayer波と呼ばれている。呼吸は安静時では0.2〜0.3Hz程度である。よって、心拍間隔は図14Bの様な0.2〜0.3Hz程度の周期の波形や、0.1Hz程度の周期の波形となる。   The blood pressure fluctuates at about 0.1 Hz, and this fluctuation is called a Mayer wave. Respiration is about 0.2 to 0.3 Hz at rest. Therefore, the heartbeat interval has a waveform with a period of about 0.2 to 0.3 Hz as shown in FIG. 14B or a waveform with a period of about 0.1 Hz.

次に、交感神経及び副交感神経が、脳内の中枢からの心拍の速さに関する指令に追随する速さ(応答速度)について説明する。副交感神経は、上記指令に0.2〜0.3Hz程度のゆらぎであっても追随できることがわかっている。一方、交感神経は、上記指令に0.1Hz程度のゆらぎがあっても追随できるが、上記指令に0.2〜0.3Hz程度の高周波のゆらぎがあると追随できなくなることがわかっている。よって、交感神経が亢進している時には、心拍間隔の波形の周波数成分を求めると、図15Aのように0.2〜0.3Hz程度の周波数成分が相対的に低くなり、反対に、副交感神経が亢進している時には、図15Bのように0.2〜0.3Hz程度の周波数成分が、図15Aの場合に対して増大する。   Next, the speed (response speed) at which the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve follow a command related to the speed of the heartbeat from the center in the brain will be described. It has been found that the parasympathetic nerve can follow the command even with fluctuations of about 0.2 to 0.3 Hz. On the other hand, it is known that the sympathetic nerve can follow even if there is a fluctuation of about 0.1 Hz in the command, but cannot follow if there is a high-frequency fluctuation of about 0.2 to 0.3 Hz in the command. Therefore, when the sympathetic nerve is enhanced, when the frequency component of the waveform of the heartbeat interval is obtained, the frequency component of about 0.2 to 0.3 Hz is relatively low as shown in FIG. When the frequency increases, the frequency component of about 0.2 to 0.3 Hz increases as compared to FIG. 15A as shown in FIG. 15B.

そこで、交感神経と副交感神経とのどちらが優位かを示す指標として、低周波成分(Low Frequency:LF)と高周波成分(High Frequency:HF)との比LF/HFを用いることができる。すなわち、LF/HFが高い時には交感神経が優位であり、LF/HFが低い時には副交感神経が優位である。よって、人状態としての眠気等が発生し、副交感神経が亢進すると、図15BのようにHF成分が増大しLF/HFが低下する。一方、ストレス等が発生し交感神経が亢進すると、図15AのようにHF成分が減少しLF/HFが増大する。ここで、例えば、LFは、0.15Hz以下の周波数成分とし、HFは、0.2Hz〜0.3Hzの周波数成分とする。これらの境界値は例示であり、上記値に限定されない。   Therefore, a ratio LF / HF between a low frequency component (Low Frequency: LF) and a high frequency component (High Frequency: HF) can be used as an index indicating which of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve is superior. That is, the sympathetic nerve is dominant when LF / HF is high, and the parasympathetic nerve is dominant when LF / HF is low. Therefore, when sleepiness or the like as a human state occurs and parasympathetic nerves increase, the HF component increases and LF / HF decreases as shown in FIG. 15B. On the other hand, when stress or the like occurs and the sympathetic nerve is enhanced, the HF component decreases and LF / HF increases as shown in FIG. 15A. Here, for example, LF is a frequency component of 0.15 Hz or less, and HF is a frequency component of 0.2 Hz to 0.3 Hz. These boundary values are examples and are not limited to the above values.

上記を利用して皮膚温脈波センサー203が検出した脈波から、自律神経に基づく人状態を推定することが可能である。なお、ここでは心拍間隔を検出する手段として耳朶部から脈波を検出したが、手法はこれに限定したものではない。例えば、ステアリング等にセンサーを設けて指尖部等から脈波を検出しても構わない。また、脈波の代わりに心電図を測定して、心電図から心拍間隔を抽出しても構わず、心拍間隔を測定できるのであればその方法は限定しない。   Using the above, it is possible to estimate the human state based on the autonomic nerve from the pulse wave detected by the skin temperature pulse wave sensor 203. Here, the pulse wave is detected from the earlobe as a means for detecting the heartbeat interval, but the method is not limited to this. For example, a sensor may be provided on the steering or the like to detect a pulse wave from the fingertip or the like. Moreover, an electrocardiogram may be measured instead of the pulse wave, and a heartbeat interval may be extracted from the electrocardiogram, and the method is not limited as long as the heartbeat interval can be measured.

次に、人の末梢部皮膚温を用いた温冷感推定の方法に関して説明する。   Next, a method for estimating thermal sensation using the human peripheral skin temperature will be described.

図16は、本実施の形態における、耳朶皮膚温と温冷感との相関の一例を示す相関図である。   FIG. 16 is a correlation diagram showing an example of the correlation between the earlobe skin temperature and the thermal sensation in the present embodiment.

人が寒さを感じている時、脳は生命維持に重要な器官の多い深部の体温が低下するのを防ぐために、末梢部の血管を収縮させることで、体の末梢部まで到達する血流の量を低減させようとする。末梢部まで到達する血液の量が減少すると、末梢部の皮膚温が低下する。   When a person feels cold, the brain contracts the blood vessels in the peripheral part to prevent the body temperature in the deep part where there are many vital organs from decreasing. Try to reduce the amount. When the amount of blood reaching the peripheral part decreases, the skin temperature in the peripheral part decreases.

反対に人が暑さを感じている時、脳は深部体温が一定以上上昇することを防ぐために、末梢部の血管を拡張させ、体の末梢部まで到達する血流の量を増大させようとする。末梢部まで到達する血液の量が増大すると、末梢部の皮膚温が上昇する。   On the other hand, when a person feels hot, the brain tries to increase the amount of blood that reaches the peripheral part of the body by expanding the blood vessels in the peripheral part to prevent the deep body temperature from rising above a certain level. To do. When the amount of blood reaching the peripheral portion increases, the skin temperature in the peripheral portion increases.

その結果、末梢部の皮膚温と温冷感との間には相関が生じ、例えば図16に示すように、末梢部である耳朶部の皮膚温と温冷感との間に線形的な相関関係が生じる。このことから、末梢部の皮膚温を検出することにより、人の温冷感を推定できることになる。なお、ここでは末梢部として耳朶部を用いたが勿論他の部位でも構わず、末梢部であれば例えば手掌部や鼻部等他の部位でも構わない。ただし、自動車200内で人状態推定を行う場合、人202の身体のうち、下に行くほど日射の影響を受けやすくなるので、首より上の部位の皮膚温を用いることが望ましく、鼻部又は耳朶部で測定することにより、日射による外乱を受けにくい人状態推定が可能になる。   As a result, there is a correlation between the skin temperature and the thermal sensation in the peripheral part. For example, as shown in FIG. 16, a linear correlation between the skin temperature and the thermal sensation in the earlobe part which is the peripheral part. A relationship arises. From this, the thermal sensation of a person can be estimated by detecting the skin temperature of the peripheral part. In this case, the earlobe is used as the peripheral part, but other parts may of course be used, and other parts such as the palm and nose may be used as long as the peripheral part. However, when estimating the human state in the automobile 200, it is more likely to be affected by solar radiation in the body of the person 202, so it is desirable to use the skin temperature above the neck. By measuring at the earlobe, it is possible to estimate a human condition that is not easily affected by solar radiation.

また、図16に示すように、温冷感の変動(−3〜+3)による末梢部皮膚温の変動幅は20℃程度(15℃程度〜35℃程度)と大きく、皮膚温に影響する他の要因であるストレス又は眠気等の影響による温度変動幅(通常は1〜2℃程度)と比較して大きいので、推定される温冷感に大きな影響を与えない。また、例えば末梢部の皮膚温単独ではなく、体幹部の皮膚温に近い額部等の皮膚温と末梢部の皮膚温との差分から温冷感を推定しても構わない。そうすることで、温冷感推定時の個人差を低減することが出来る。   Further, as shown in FIG. 16, the fluctuation range of the peripheral skin temperature due to the fluctuation of thermal sensation (−3 to +3) is as large as about 20 ° C. (about 15 ° C. to about 35 ° C.). This is larger than the temperature fluctuation range (usually about 1 to 2 ° C.) due to the influence of stress or drowsiness that is a factor of the above, and thus does not significantly affect the estimated thermal sensation. Further, for example, the thermal sensation may be estimated from the difference between the skin temperature of the forehead or the like close to the skin temperature of the trunk and the skin temperature of the peripheral part, instead of the peripheral skin temperature alone. By doing so, the individual difference at the time of thermal sensation estimation can be reduced.

次に、本実施の形態における、人状態推定装置213の構成に関して説明する。   Next, the configuration of the human state estimation device 213 in the present embodiment will be described.

図17は、本実施の形態における人状態推定装置213の機能を示すブロック図である。   FIG. 17 is a block diagram illustrating functions of the human state estimation device 213 according to the present embodiment.

人状態推定装置213は、皮膚温脈波センサー203と、温冷感推定部208と制御部212を備える。   The human state estimation device 213 includes a skin temperature pulse wave sensor 203, a thermal sensation estimation unit 208, and a control unit 212.

制御部212は、人状態推定部210と、人状態推定実施判断部211を含む。   The control unit 212 includes a human state estimation unit 210 and a human state estimation execution determination unit 211.

人状態推定部210は、皮膚温脈波センサー203が取得した脈波から、人状態であるストレス又は眠気の度合いを推定する処理部である。より具体的には、人状態推定部210は、脈波から得られる人202の心拍間隔を生理量として取得し、取得した心拍間隔の変動に基づいて人202の人状態を推定する。   The human state estimation unit 210 is a processing unit that estimates the degree of stress or sleepiness that is a human state from the pulse wave acquired by the skin temperature pulse wave sensor 203. More specifically, the human state estimation unit 210 acquires the heart rate interval of the person 202 obtained from the pulse wave as a physiological quantity, and estimates the human state of the person 202 based on the obtained fluctuation of the heart rate interval.

人状態推定実施判断部211は、人状態推定部210が人状態の推定を実施するか否かについての判断を行う処理部である。人状態推定実施判断部211は、温冷感推定部208に接続されており、人202の温冷感推定の結果が人状態推定実施判断部211に入力される。人状態推定実施判断部211は、人状態推定部210に接続されている。   The human state estimation execution determination unit 211 is a processing unit that determines whether or not the human state estimation unit 210 performs human state estimation. The human state estimation execution determination unit 211 is connected to the thermal sensation estimation unit 208, and the result of the thermal sensation estimation of the person 202 is input to the human state estimation execution determination unit 211. The human state estimation execution determination unit 211 is connected to the human state estimation unit 210.

以降において、人状態推定装置213の処理の流れに関して説明する。   Hereinafter, the flow of processing of the human state estimation device 213 will be described.

図18は、本実施の形態における人状態推定装置213による人状態推定方法を示すフロー図である。   FIG. 18 is a flowchart showing a human state estimation method by human state estimation apparatus 213 in the present embodiment.

ステップS201において、皮膚温脈波センサー203で得られた皮膚温データが、温冷感推定部208に入力されて人202の温冷感が推定される。   In step S201, the skin temperature data obtained by the skin temperature pulse wave sensor 203 is input to the thermal sensation estimation unit 208, and the thermal sensation of the person 202 is estimated.

ステップS202において、ステップS201で推定された人202の温冷感が人状態推定実施判断部211に入力され、人状態推定実施判断部211による温冷感についての判定がなされる。   In step S202, the thermal sensation of the person 202 estimated in step S201 is input to the human state estimation execution determination unit 211, and the human state estimation execution determination unit 211 determines the thermal sensation.

ステップS201での判定により、温冷感が+2より大きい、又は、−2より小さいと判定された場合には、ステップS201に進み、再度、温冷感推定部208による人202の温冷感の推定がなされる。   When it is determined in step S201 that the thermal sensation is greater than +2 or smaller than −2, the process proceeds to step S201, and the thermal sensation estimation unit 208 again determines the thermal sensation of the person 202. An estimate is made.

ステップS201での判定により、温冷感が−2以上、+2以下の範囲内であると判定された場合には、ステップS203へ進む。   If it is determined in step S201 that the thermal sensation is in the range of −2 or more and +2 or less, the process proceeds to step S203.

ステップS203において、人状態推定部210は、皮膚温脈波センサー203が測定した脈波を元に、人状態としての眠気レベルを推定する。また、推定された眠気レベルを判定し、判定結果に応じて以下のように処理を行う。   In step S203, the human state estimation unit 210 estimates the sleepiness level as a human state based on the pulse wave measured by the skin temperature pulse wave sensor 203. Further, the estimated sleepiness level is determined, and processing is performed as follows according to the determination result.

すなわち、ステップS203において眠気レベルが1であると判定された場合には、ステップS201に進み、その後再び、本フロー図に示される一連の処理を行う。この場合、眠気レベルが、人202による自動車の運転に支障ない程度であるので、人202に対して報知等を行う必要がないと考えられるためである。   That is, when it is determined in step S203 that the drowsiness level is 1, the process proceeds to step S201, and then a series of processes shown in the flowchart is performed again. In this case, it is considered that there is no need to notify the person 202 because the sleepiness level is such that the person 202 does not interfere with the driving of the car.

一方、ステップS203において、眠気レベルが2以上であると判定された場合には、人202への報知を行う。この場合には、眠気レベルが、人202による自動車の運転に支障があると考えられるので、そのことを人202に知らせるために上記報知が行われる。報知は、例えば、スピーカ114で人202に眠くなりつつあることを知らせること、又は、休息をとることを促すこと等により行う。報知の後、ステップS201に進み、再び、本フロー図に示される一連の処理を行う。   On the other hand, if it is determined in step S203 that the drowsiness level is 2 or more, a notification is given to the person 202. In this case, since the sleepiness level is considered to hinder the driving of the automobile by the person 202, the above notification is performed to notify the person 202 of the fact. The notification is performed, for example, by notifying the person 202 that the person 202 is getting sleepy or prompting the person to take a rest. After the notification, the process proceeds to step S201, and a series of processes shown in the flowchart is performed again.

なお、人状態としてストレスの度合いを推定する場合においても、人状態推定部210における判断基準が異なるだけで、眠気の場合と同様な処理であるため、改めての説明は割愛する。   Even when the degree of stress is estimated as the human state, the process is the same as that in the case of drowsiness except that the determination criteria in the human state estimation unit 210 are different, and thus a description thereof will be omitted.

以上のことにより、脈波の変動が人の温冷感によるものなのか、眠気によるものなのかを切り分けることができるので、高精度な眠気度合推定手段を提供することが出来るようになる。もちろん、人状態としてストレスの度合いの場合でも同様であり、同様のことにより高精度なストレス度合い推定手段を提供することが出来るようになる。即ち、高精度な人状態の推定手段を提供することが可能になる。また、眠気の度合いを検出する場合、例えば温冷感が+2より大きい場合、又は、−2より小さい場合、即ち暑さや寒さを感じている場合には、人が眠気を感じることは少ないので、制御部112における無用な眠気度合い推定を省略することができるので、処理負荷を低減し消費エネルギーを低減できるという効果も有する。   As described above, since it is possible to determine whether the fluctuation of the pulse wave is due to human thermal sensation or sleepiness, it is possible to provide highly accurate sleepiness level estimation means. Of course, the same applies to the case of the degree of stress as the human state, and the same thing makes it possible to provide highly accurate stress level estimation means. That is, it is possible to provide a highly accurate human state estimation means. In addition, when detecting the degree of sleepiness, for example, when the thermal sensation is greater than +2 or less than −2, that is, when feeling hot or cold, people rarely feel sleepiness. Since useless degree of sleepiness estimation in the control unit 112 can be omitted, the processing load can be reduced and energy consumption can be reduced.

なお、人状態推定部210において例えば眠気を推定した結果、眠気レベルが2以上である場合にスピーカ114を通じて人202に知らせることを説明したが、人202に知らせる手段はこれ以外でもよく、例えばシートベルトをきつく締めることでユーザに覚醒を促すことや、ディスプレイ等に表示することで人202に通知してもよく、その方法は特に限定しない。   In addition, as a result of estimating sleepiness in the human state estimation unit 210, for example, it has been described that the person 202 is notified through the speaker 114 when the sleepiness level is 2 or more. The user 202 may be alerted by tightening the belt tightly or displayed on a display or the like, and the method is not particularly limited.

さらに、人状態推定実施判断部211において、温冷感推定部208が求めた温冷感の範囲の上限及び下限を、+2及び−2としたが、この値は、これらとは異なる値を用いてもよく、例えば温冷感が+1以下−1以上で人状態を推定しても構わない。また、温熱的中性点を含む範囲でその範囲が狭ければ、さらに高精度に人状態を推定することが出来る。もちろん、整数ではなく例えば+1.5や−1.5等の小数を閾値としても構わない。   Furthermore, in the human state estimation execution determination unit 211, the upper and lower limits of the thermal sensation range obtained by the thermal sensation estimation unit 208 are +2 and -2, but this value is different from these values. For example, the human state may be estimated when the thermal sensation is +1 or less and −1 or more. Moreover, if the range is narrow in the range including the thermal neutral point, the human state can be estimated with higher accuracy. Of course, instead of an integer, a decimal number such as +1.5 or -1.5 may be used as the threshold value.

また、ここまでは、人の温冷感は温冷感推定部208にて自動で推定する場合を例として説明したが、例えば人202の温冷感を人202が直接入力しても構わず、人202の温冷感を判断できる値を人状態推定実施判断部211に提供できるのであれば、その手段は限定しない。   In the above description, the thermal sensation of the person is automatically estimated by the thermal sensation estimation unit 208. However, for example, the person 202 may directly input the thermal sensation of the person 202. The means is not limited as long as a value that can determine the thermal sensation of the person 202 can be provided to the human state estimation execution determination unit 211.

また、ここまでは、脈波から人状態を推定していたが、脈波と共に実施の形態1で触れた呼吸を用いてさらに高速に検出する方法に関して説明する。   Although the human state has been estimated from the pulse wave so far, a method for detecting at a higher speed using the respiration mentioned in the first embodiment together with the pulse wave will be described.

図19Aは、本実施の形態における呼吸成分を用いた処理負荷低減方法に係る呼吸周波数の説明図である。図19Bは、本実施の形態における呼吸成分を用いた処理負荷低減方法に係るウェーブレット変換を示すブロック図である。   FIG. 19A is an explanatory diagram of the respiratory frequency according to the processing load reduction method using the respiratory component in the present embodiment. FIG. 19B is a block diagram illustrating wavelet transform according to the processing load reduction method using the respiratory component in the present embodiment.

図15A及び図15Bの説明において、図14Bに示した心拍間隔の波形から図15A及び図15Bの周波数特性を求めることを示した。通常このような周波数特性を求めるにはフーリエ変換又は離散フーリエ変換等が用いられ、計算機上では高速フーリエ変換で実行されることが多い。しかし、脈波のフーリエ変換を行う場合、そのデータは約1秒にひとつしか得られないため、通常数分程度のデータを要する場合がある。しかし、自律神経の解析のためにLF/HFを分析するには、HF成分がどの程度かを検出することが重要で、必ずしもすべての周波数成分を検出する必要は無い。   In the description of FIGS. 15A and 15B, it is shown that the frequency characteristics of FIGS. 15A and 15B are obtained from the waveform of the heartbeat interval shown in FIG. 14B. Usually, such a frequency characteristic is obtained by using Fourier transform, discrete Fourier transform, or the like, and is often executed by fast Fourier transform on a computer. However, when performing a Fourier transform of a pulse wave, only one piece of data can be obtained in about 1 second, and therefore data of about several minutes is usually required. However, in order to analyze LF / HF for the analysis of autonomic nerves, it is important to detect how much the HF component is, and it is not always necessary to detect all frequency components.

そこで、図19Bのように、生理量として呼吸波形を活用することができる。つまり、心拍間隔に加えて呼吸波形に基づいて、人状態を推定することが可能である。呼吸波形は、実施の形態1で述べたように鼻孔部の温度変動から求めても構わないし、それ以外でも例えば呼吸による腹部の膨張収縮をシートベルトのテンションから検出しても構わないし、ミリ波等で腹部の位置変動を非接触で検出しても構わないし、その手段は問わない。得られた呼吸波形に対して、呼吸周期分析1902を行うことで、例えばそのピーク値の間隔から呼吸周期を分析することにより、人202の呼吸周波数成分の周波数を求める。次に、得られた脈波波形に対して、呼吸波形から得られた呼吸周波数成分の強度を、ウェーブレット変換1901により求める。   Therefore, as shown in FIG. 19B, a respiratory waveform can be used as a physiological quantity. That is, it is possible to estimate the human state based on the respiratory waveform in addition to the heartbeat interval. As described in the first embodiment, the respiration waveform may be obtained from the temperature fluctuation of the nostril, or other than that, for example, the expansion / contraction of the abdomen due to respiration may be detected from the tension of the seat belt. For example, the position change of the abdomen may be detected in a non-contact manner. By performing a respiratory cycle analysis 1902 on the obtained respiratory waveform, for example, by analyzing the respiratory cycle from the interval between the peak values, the frequency of the respiratory frequency component of the person 202 is obtained. Next, with respect to the obtained pulse waveform, the intensity of the respiratory frequency component obtained from the respiratory waveform is obtained by wavelet transformation 1901.

このように呼吸波形に基づいて脈波の呼吸成分強度を抽出することにより、1分未満で脈波に呼吸周波数成分がどの程度含まれているか求めることが出来る。この方法による計算量は、フーリエ変換による計算量よりも少なく済むので、人状態推定装置213の処理負荷を低減し消費エネルギーを低減できるという効果も有する。   By extracting the respiratory component intensity of the pulse wave based on the respiratory waveform in this way, it is possible to determine how much the respiratory frequency component is included in the pulse wave in less than one minute. Since the amount of calculation by this method is smaller than the amount of calculation by Fourier transform, there is also an effect that the processing load of the human state estimation device 213 can be reduced and energy consumption can be reduced.

呼吸センサーも含めた場合の人状態推定方法について説明する。   A human state estimation method including a respiratory sensor will be described.

図20は、本実施の形態における呼吸成分を用いた処理負荷低減方法を適用した人状態推定方法を示すフロー図である。   FIG. 20 is a flowchart showing a human state estimation method to which the processing load reduction method using the respiratory component in the present embodiment is applied.

ステップS203Aにおいて、人状態推定部210による人状態の推定のための入力として、皮膚温脈波センサー203で得た脈波以外に呼吸センサーから得た呼吸波形が入力される。   In step S203A, as an input for estimating the human state by the human state estimating unit 210, in addition to the pulse wave obtained by the skin temperature pulse wave sensor 203, a respiration waveform obtained from the respiration sensor is inputted.

それ以外は、図18における同名の処理ステップと同じであるので詳細な説明を省略する。   The rest is the same as the processing step of the same name in FIG.

なお、図13A及び図13Bにおいて、皮膚温脈波センサー203が人202の左耳に取り付けられているが、自動車200が右ハンドル車である場合、左耳につけている方が日射等の外乱の影響を受けにくく、また光学的に脈波を検出している場合も日射等の外乱の影響を受けにくくなるため好ましい。勿論左ハンドル車であれば、右耳につけている方が好ましい。   13A and 13B, the skin temperature pulse wave sensor 203 is attached to the left ear of the person 202. However, when the automobile 200 is a right-hand drive car, the person wearing it on the left ear is more susceptible to disturbance such as solar radiation. It is preferable that the pulse wave is not easily influenced, and the pulse wave is optically detected because the pulse wave is not easily affected by disturbance such as solar radiation. Of course, if it is a left-hand drive vehicle, it is preferable to attach it to the right ear.

また、本実施の形態においては、耳朶部から脈波を検出する手法を示したが、例えばオフィス等においてパソコン等で作業している状態の人の人状態を脈波から検出する場合、耳朶ではなくパソコンの入力装置であるマウスを通して脈波を検出しても構わない。マウスで指を置く部分はほぼ決まっているため、その部位で光学的に脈波を読み取るようにすることで、能動的にセンサーを身につけなくても、人状態を検出することができる。それ以外でも、ウェアラブルセンサーとして、例えばシャツ等に人の脈波を検出する素子を取り付けておき、無線でスマートホン等に脈波波形を転送して、クラウドを用いた処理をしても構わない。こうすることで、人が移動中であっても人状態を検出することが出来る。また、例えば、多数の人の人状態をビッグデータとして扱って分析することで、ストレスが多く掛かる場所又は時間帯を特定することができるので、事故等の発生し易い場所又は時間帯を抽出することが出来る。   Further, in the present embodiment, a method for detecting a pulse wave from the earlobe has been described. However, for example, when detecting the human state of a person working on a personal computer or the like in an office from the pulse wave, Alternatively, the pulse wave may be detected through a mouse which is an input device of a personal computer. Since the part where the finger is placed with the mouse is almost determined, the human state can be detected without actively wearing the sensor by optically reading the pulse wave at that part. Other than that, as a wearable sensor, for example, an element that detects a person's pulse wave may be attached to a shirt or the like, and the pulse wave waveform may be transferred wirelessly to a smartphone or the like to perform processing using a cloud. . By doing so, the human state can be detected even when the person is moving. In addition, for example, by treating and analyzing the human state of a large number of people as big data, it is possible to identify a place or time zone where a lot of stress is applied, so a place or time zone where an accident or the like is likely to occur is extracted. I can do it.

次に、人状態の個人差を低減する方法を説明する。   Next, a method for reducing individual differences in the human state will be described.

図21は、本実施の形態における人状態判定結果を補正する機能を示すブロック図である。   FIG. 21 is a block diagram illustrating a function of correcting the human state determination result in the present embodiment.

人状態推定部210において脈波を解析して人状態を判断する場合、脈波解析部250が上述のフーリエ変換及びウェーブレット変換を行いLF/HFを求め、その結果から人状態判断部251が人状態としての眠気の度合いが1〜5のどのレベルにあるかを判断する。スピーカ等が上記判断の結果を音声出力する。   When the human state estimation unit 210 analyzes the pulse wave to determine the human state, the pulse wave analysis unit 250 performs the above-described Fourier transform and wavelet transform to obtain LF / HF, and the human state determination unit 251 determines the human state from the result. The level of sleepiness as a state is determined from 1 to 5. A speaker or the like outputs the result of the determination as a sound.

人202は、上記判断の結果を聞くことで知る。そして、人202は、その状態と自身が感じている眠気の度合いが異なっていると感じた場合、補正値入力部253を通して、自身分が感じている眠気の度合いを入力する。人状態補正部252は、人状態判断部251が判断した眠気の度合いと、補正値入力部253が受け付けた人の眠気の度合いとの差分から、個人差を認識し記憶する。以後、人状態判断部251にて判断された結果に対して人状態補正部252にて記憶した値を用いて補正することにより、人202ごとに補正された人状態が推定されることになる。こうすることで、個人差の少ない人状態推定装置213を提供することが出来る。   The person 202 knows by listening to the result of the determination. If the person 202 feels that the state and the degree of sleepiness that the person 202 feels are different, the person 202 inputs the degree of sleepiness that the person 202 feels through the correction value input unit 253. The human state correction unit 252 recognizes and stores individual differences from the difference between the degree of sleepiness determined by the human state determination unit 251 and the degree of sleepiness of the person received by the correction value input unit 253. Thereafter, the corrected human state is estimated for each person 202 by correcting the result determined by the human state determining unit 251 using the value stored in the human state correcting unit 252. . By doing so, it is possible to provide the human state estimation device 213 with little individual difference.

また、ここまででは、皮膚温及び脈波を用いた人状態検出部を示してきたが、これらに限定するものではなく、皮膚温及び脈波以外でも、例えば皮膚血流量を検出してもよく、その他視線、瞬き、脳血流又は脳波等自律神経によって制御されている生理量であればその手段を限定しない。   Further, the human state detection unit using the skin temperature and the pulse wave has been described so far, but the present invention is not limited to these, and the skin blood flow rate may be detected, for example, other than the skin temperature and the pulse wave. The means is not limited as long as it is a physiological quantity controlled by an autonomic nerve such as line of sight, blinking, cerebral blood flow, or electroencephalogram.

以上のように、本実施の形態に係る人状態推定方法によれば、人状態推定の際の誤検出を減らすことで、より高い精度で人状態を推定することができる。具体的には、本発明の一態様に係る人状態推定方法では、取得した温冷感情報が所定範囲である条件が成立する下で、生理量から人状態が推定される。よって、この条件が成立するか否かに関わらず人状態を推定するのに比べて、人状態推定の際の誤検出を減らすことができる。よって、上記人状態推定方法により、人状態の推定の精度を向上することができる。さらに、上記誤検出を減らすことで、再び検出処理を行う必要がなくなるなど、処理量及び処理負荷の低減、消費電力の低減の効果も得られる。   As described above, according to the human state estimation method according to the present embodiment, it is possible to estimate the human state with higher accuracy by reducing false detection during human state estimation. Specifically, in the human state estimation method according to one aspect of the present invention, the human state is estimated from the physiological quantity under the condition that the acquired thermal sensation information is within a predetermined range. Therefore, it is possible to reduce erroneous detection in estimating the human state, compared to estimating the human state regardless of whether this condition is satisfied. Therefore, the human state estimation method can improve the accuracy of human state estimation. Furthermore, by reducing the false detection described above, it is possible to obtain the effects of reducing the processing amount and processing load and reducing power consumption, such as eliminating the need to perform detection processing again.

また、人の心拍間隔に基づいて具体的に人状態を推定することができる。   In addition, the human state can be specifically estimated based on the person's heartbeat interval.

また、人の呼吸波形に基づいて具体的に人状態を推定することができる。また、処理負荷の低減、処理の高速化に貢献することもできる。   In addition, the human state can be specifically estimated based on the breathing waveform of the person. It can also contribute to reduction of processing load and speeding up of processing.

また、人の耳朶部の皮膚温及び脈波に基づいて具体的に人状態を推定することができる。耳朶部は、脈波の計測が容易であるという特徴がある。そこで、耳朶部により脈波を取得し、あわせて皮膚温も取得することにより、人状態の推定に必要な情報を耳朶部からまとめて取得することができる。   In addition, the human state can be specifically estimated based on the skin temperature and pulse wave of the human earlobe. The earlobe has a feature that it is easy to measure a pulse wave. Therefore, by acquiring the pulse wave from the earlobe and acquiring the skin temperature as well, information necessary for estimating the human state can be collectively acquired from the earlobe.

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の人状態推定装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。   In each of the above embodiments, each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. Here, the software that realizes the human state estimation device according to each of the above embodiments is the following program.

すなわち、このプログラムは、コンピュータに、人の状態である人状態を推定する人状態推定方法であって、前記人の推定された温冷感を規定範囲内で指標化した温冷感指標を取得し、取得した前記温冷感指標が、前記規定範囲のうちの所定範囲内であるか否かを判定し、取得した前記温冷感指標が前記所定範囲内であると判定されたときに取得した生理量であって、前記人の自律神経の活動が反映された生理量に基づいて前記人状態を推定する人状態推定方法を実行させる。   That is, this program is a human state estimation method for estimating a human state that is a human state in a computer, and obtains a thermal sensation index obtained by indexing the estimated thermal sensation of the person within a specified range. And determining whether the acquired thermal sensation index is within a predetermined range of the specified range, and acquiring when the acquired thermal sensation index is determined to be within the predetermined range. The human state estimation method for estimating the human state based on the physiological amount that reflects the activity of the person's autonomic nerve is executed.

以上、一つまたは複数の態様に係る人状態推定装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。   As mentioned above, although the human state estimation apparatus etc. which concern on the one or several aspect were demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in this embodiment, and forms constructed by combining components in different embodiments are also within the scope of one or more aspects. May be included.

例えば、以下のような場合も本発明に含まれる。   For example, the present invention includes the following cases.

(1)上記の実施の形態では、センサー、温冷感推定部、制御部を少なくとも備える人状態推定手法について説明した。しかし、センサー、温冷感推定部、制御部、人状態推定手法の構成要素の一部をソフトウェアとして別個の構成とすることも可能である。この場合、当該ソフトウェアを処理する主体は、人状態推定手法の演算部であってもよいし、PC(パーソナルコンピュータ)やスマートホン等に含まれる演算部であってもよいし、当該人状態推定装置とネットワークを介して接続されるクラウドサーバ等であってもよい。   (1) In the above embodiment, the human state estimation method including at least the sensor, the thermal sensation estimation unit, and the control unit has been described. However, some components of the sensor, the thermal sensation estimation unit, the control unit, and the human state estimation method may be configured separately as software. In this case, the subject that processes the software may be a calculation unit of a human state estimation method, a calculation unit included in a PC (personal computer), a smart phone, or the like. It may be a cloud server connected to the apparatus via a network.

また、各装置の配置又は構成は、図3に示すような装置の配置又は構成に限られない。各センサ(カメラ、温度計、グローブ温度計、風速計、湿度計)の一部または全部が一体のモジュールに組み込まれていてもよいし、単体に(別体として)配置されてもよい。また、図10に示すように温冷感推定部108が一体の構成として組み込まれていてもよい。また、温冷感推定制御部106(に含まれる処理)がソフトウェアとして別で提供されるものであってもよい。また、温冷感推定部108と制御部112と(に含まれる処理)が一体のソフトウェアとして提供されてもよい。また、熱画像センサー101と温冷感推定制御部106と制御部112とが一体のモジュールとして提供されてもよい。各装置の配置又は構成はこれに限られず、各構成のいかなる組み合わせを行ってソフトウェアやモジュールとして提供する形態をも、含むものとする。   Further, the arrangement or configuration of each device is not limited to the arrangement or configuration of the device as shown in FIG. A part or all of each sensor (camera, thermometer, globe thermometer, anemometer, hygrometer) may be incorporated in an integrated module, or may be arranged as a single unit (separately). Further, as shown in FIG. 10, the thermal sensation estimator 108 may be incorporated as an integral configuration. Further, the thermal sensation estimation control unit 106 (a process included therein) may be provided separately as software. Further, the thermal sensation estimation unit 108 and the control unit 112 (processing included therein) may be provided as integrated software. The thermal image sensor 101, the thermal sensation estimation control unit 106, and the control unit 112 may be provided as an integrated module. The arrangement or configuration of each device is not limited to this, and includes any form in which each configuration is combined and provided as software or a module.

(2)上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記RAMまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。   (2) Each of the above devices is specifically a computer system including a microprocessor, ROM, RAM, a hard disk unit, a display unit, a keyboard, a mouse, and the like. A computer program is stored in the RAM or hard disk unit. Each device achieves its functions by the microprocessor operating according to the computer program. Here, the computer program is configured by combining a plurality of instruction codes indicating instructions for the computer in order to achieve a predetermined function.

(3)上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、1個のシステムLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)から構成されているとしてもよい。システムLSIは、複数の構成部を1個のチップ上に集積して製造された超多機能LSIであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記RAMには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムLSIは、その機能を達成する。   (3) A part or all of the constituent elements constituting each of the above-described devices may be constituted by one system LSI (Large Scale Integration). The system LSI is an ultra-multifunctional LSI manufactured by integrating a plurality of components on a single chip, and specifically, a computer system including a microprocessor, ROM, RAM, and the like. . A computer program is stored in the RAM. The system LSI achieves its functions by the microprocessor operating according to the computer program.

(4)上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なICカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ICカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ICカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能LSIを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ICカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このICカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。   (4) A part or all of the constituent elements constituting each of the above devices may be configured as an IC card that can be attached to and detached from each device or a single module. The IC card or the module is a computer system including a microprocessor, a ROM, a RAM, and the like. The IC card or the module may include the super multifunctional LSI described above. The IC card or the module achieves its function by the microprocessor operating according to the computer program. This IC card or this module may have tamper resistance.

(5)本開示は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。   (5) The present disclosure may be the method described above. Further, the present invention may be a computer program that realizes these methods by a computer, or may be a digital signal composed of the computer program.

また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号をコンピュータで読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD−ROM、MO、DVD、DVD−ROM、DVD−RAM、BD(Blu−ray(登録商標) Disc)、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。   The present disclosure also relates to a computer-readable recording medium such as a flexible disk, hard disk, CD-ROM, MO, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, BD (Blu-ray). (Registered trademark) Disc), or recorded in a semiconductor memory or the like. The digital signal may be recorded on these recording media.

また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。   In addition, the present disclosure may transmit the computer program or the digital signal via an electric communication line, a wireless or wired communication line, a network represented by the Internet, a data broadcast, or the like.

また、本開示は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。   The present disclosure may be a computer system including a microprocessor and a memory, the memory storing the computer program, and the microprocessor operating according to the computer program.

また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を、前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。   In addition, the program or the digital signal is recorded on the recording medium and transferred, or the program or the digital signal is transferred via the network or the like and executed by another independent computer system. You may do that.

(6)上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。   (6) The above embodiment and the above modifications may be combined.

本開示は、人状態推定装置に利用でき、特に、自動車若しくは電車等の運転席又はオフィス等において人状態を推定する人状態推定装置に利用可能である。   The present disclosure can be used for a human state estimation device, and in particular, can be used for a human state estimation device that estimates a human state in a driver's seat such as an automobile or a train or an office.

100、200 自動車
101 熱画像センサー
102、202 人
103 カメラ
104a グローブ温度計
104b 温度計
105、105a 風速計
105b ルーバー
106 温冷感推定制御部
106a 着衣量推定部
106b PMV演算部
107 湿度計
108、208 温冷感推定部
109 画像処理部
109A 生理量取得部
110、210 人状態推定部
111、211 人状態推定実施判断部
112、212 制御部
113、213 人状態推定装置
114 スピーカ
203 皮膚温脈波センサー
250 脈波解析部
251 人状態判断部
252 人状態補正部
253 補正値入力部
P1、P2 部位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 Car 101 Thermal image sensor 102, 202 Person 103 Camera 104a Globe thermometer 104b Thermometer 105, 105a Anemometer 105b Louver 106 Thermal sensation estimation control part 106a Clothing amount estimation part 106b PMV calculation part 107 Hygrometer 108, 208 Thermal sensation estimation unit 109 Image processing unit 109A Physiological quantity acquisition unit 110, 210 Human state estimation unit 111, 211 Human state estimation execution determination unit 112, 212 Control unit 113, 213 Human state estimation device 114 Speaker 203 Skin temperature pulse wave sensor 250 Pulse wave analysis unit 251 Human state determination unit 252 Human state correction unit 253 Correction value input unit P1, P2 part

例えば、前記人状態推定方法では、前記温冷感指標と前記鼻部皮膚温とを取得し、前記判定の際には、取得した前記温冷感指標のそれぞれが前記所定範囲内であるか否かを判定し、前記人状態の推定の際には、取得した前記鼻部皮膚温の時間経過に伴う上昇幅に基づいて、前記人の眠気の度合いを推定する。 For example, in the person state estimation method, the Tokushi preparative and thermal sensation index the nasal skin temperature Prefecture, upon said determining, in the each predetermined range of the obtained pre-Symbol thermal sensation index determines whether the time of estimation of the person condition, based on the rise with time of Kihana part skin temperature before acquired, to estimate the degree of the person of sleepiness.

例えば、前記生理量は、前記人の鼻部皮膚温であり、前記人状態は、前記人のストレスの度合いを含み、前記人状態推定方法では、前記温冷感指標と前記鼻部皮膚温とを取得し、前記判定の際には、取得した前記温冷感指標が前記所定範囲内であるか否かを判定し、前記人状態の推定の際には、取得した前記鼻部皮膚温の時間経過に伴う下降幅に基づいて、前記人のストレスの度合いを推定する。 For example, the physiological amount is the nasal skin temperature of the person, the human state includes a degree of stress of the person, and the human state estimation method includes the thermal sensation index and the nasal skin temperature. It acquires the in the determination, the previous SL thermal sensation indicators acquired to determine whether or not it is within the predetermined range, the time of estimation of the person condition, the obtained pre-Symbol The degree of stress of the person is estimated based on the descending width of the nasal skin temperature with time.

Claims (14)

人の状態である人状態を推定する人状態推定方法であって、
前記人の推定された温冷感を規定範囲内で指標化した温冷感指標を取得し、
取得した前記温冷感指標が、前記規定範囲のうちの所定範囲内であるか否かを判定し、
取得した前記温冷感指標が前記所定範囲内であると判定されたときに取得した生理量であって、前記人の自律神経の活動が反映された生理量に基づいて前記人状態を推定する
人状態推定方法。
A human state estimation method for estimating a human state which is a human state,
Obtaining a thermal sensation index obtained by indexing the estimated thermal sensation of the person within a specified range;
It is determined whether the acquired thermal sensation index is within a predetermined range of the specified range,
The physiological state acquired when it is determined that the acquired thermal sensation index is within the predetermined range, and the human state is estimated based on the physiological amount reflecting the activity of the human autonomic nerve. Human state estimation method.
前記所定範囲は、前記規定範囲のうち、温冷感に関する温熱的中性点を含む一部の範囲である
請求項1に記載の人状態推定方法。
The human state estimation method according to claim 1, wherein the predetermined range is a partial range including a thermal neutral point related to a thermal sensation in the specified range.
前記所定範囲は、前記規定範囲のうち、温冷感として最も暑いことを示す点、及び、温冷感として最も寒いことを示す点を含まない一部の範囲である
請求項1又は2に記載の人状態推定方法。
The predetermined range is a part of the specified range that does not include a point indicating that it is the hottest as a thermal sensation and a point indicating that it is the coldest as a thermal sensation. Human state estimation method.
前記生理量は、前記人の鼻部皮膚温であり、
前記人状態は、前記人の眠気の度合いを含む
請求項1〜3のいずれか1項に記載の人状態推定方法。
The physiological amount is the nasal skin temperature of the person,
The human state estimation method according to claim 1, wherein the human state includes a degree of sleepiness of the person.
前記人状態推定方法では、
前記温冷感指標と前記鼻部皮膚温とを複数回取得し、
前記判定の際には、取得した複数の前記温冷感指標のそれぞれが前記所定範囲内であるか否かを判定し、
前記人状態の推定の際には、取得した複数の前記鼻部皮膚温の時間経過に伴う上昇幅に基づいて、前記人の眠気の度合いを推定する
請求項4に記載の人状態推定方法。
In the human state estimation method,
Obtaining the thermal sensation index and the nasal skin temperature multiple times,
In the determination, it is determined whether each of the acquired plurality of thermal sensation indices is within the predetermined range,
5. The human state estimation method according to claim 4, wherein, when estimating the human state, the degree of sleepiness of the person is estimated based on an increase width of the plurality of acquired nasal skin temperatures over time.
前記生理量は、前記人の心拍間隔を含み、
前記人状態推定方法では、
取得した前記生理量としての前記心拍間隔の変動に基づいて前記人状態を推定する
請求項1に記載の人状態推定方法。
The physiological amount includes a heartbeat interval of the person,
In the human state estimation method,
The human state estimation method according to claim 1, wherein the human state is estimated based on the fluctuation of the heartbeat interval as the acquired physiological amount.
前記生理量は、前記人の呼吸波形を含み、
前記人状態推定方法では、
取得した前記生理量としての前記呼吸波形にさらに基づいて、前記人状態を推定する
請求項6に記載の人状態推定方法。
The physiological amount includes a respiratory waveform of the person,
In the human state estimation method,
The human state estimation method according to claim 6, wherein the human state is estimated further based on the acquired respiratory waveform as the acquired physiological quantity.
前記人の耳朶部の皮膚温を取得し、
前記温冷感指標を取得する際には、耳朶部の皮膚温と温冷感指標との相関関係を用いて、取得した前記耳朶部の皮膚温から推定される前記温冷感指標を取得し、
前記生理量を取得する際には、前記人の耳朶部から計測される脈波を前記生理量として取得し、
前記人状態を推定する際には、取得した前記脈波の周波数分析に基づいて前記人状態を推定する
請求項1に記載の人状態推定方法。
Obtaining the skin temperature of the earlobe of the person,
When acquiring the thermal sensation index, the correlation between the skin temperature of the earlobe and the thermal sensation index is used to acquire the thermal sensation index estimated from the acquired skin temperature of the earlobe part. ,
When acquiring the physiological amount, the pulse wave measured from the earlobe of the person is acquired as the physiological amount,
The human state estimation method according to claim 1, wherein when estimating the human state, the human state is estimated based on a frequency analysis of the acquired pulse wave.
前記人状態推定方法では、PMV(Predicted Mean Vote)により推定される前記温冷感指標を取得する
請求項1〜8のいずれか1項に記載の人状態推定方法。
The human state estimation method according to any one of claims 1 to 8, wherein the human state estimation method acquires the thermal sensation index estimated by PMV (Predicted Mean Vote).
前記規定範囲は、PMVの7段階評価尺度で表現され、
前記所定範囲は、前記規定範囲におけるPMV値が−2以上、+2以下の範囲である
請求項9に記載の人状態推定方法。
The specified range is expressed by a PMV seven-level rating scale,
The human state estimation method according to claim 9, wherein the predetermined range is a range in which the PMV value in the prescribed range is −2 or more and +2 or less.
前記生理量は、前記人の鼻部皮膚温であり、
前記人状態は、前記人のストレスの度合いを含み、
前記人状態推定方法では、
前記判定の際には、取得した複数の前記温冷感指標のそれぞれが前記所定範囲内であるか否かを判定し、
前記人状態の推定の際には、取得した複数の前記鼻部皮膚温の時間経過に伴う下降幅に基づいて、前記人のストレスの度合いを推定する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の人状態推定方法。
The physiological amount is the nasal skin temperature of the person,
The human condition includes the degree of stress of the person,
In the human state estimation method,
In the determination, it is determined whether each of the acquired plurality of thermal sensation indices is within the predetermined range,
The degree of stress of the person is estimated based on the descending widths of the plurality of acquired nasal skin temperatures with time when the human state is estimated. The human state estimation method described.
前記生理量は、前記人の皮膚血流、血圧、又は、脈波伝搬時間であり、
前記人状態は、前記人の眠気の度合いを含む
請求項1〜3のいずれか1項に記載の人状態推定方法。
The physiological quantity is the person's skin blood flow, blood pressure, or pulse wave propagation time,
The human state estimation method according to claim 1, wherein the human state includes a degree of sleepiness of the person.
人の状態である人状態を推定する人状態推定システムであって、
前記人の推定された温冷感を規定範囲内で指標化した温冷感指標を取得する温冷感推定部と、
取得した前記温冷感指標が、前記規定範囲のうちの所定範囲内であるか否かを判定する判定部と、
取得した前記温冷感指標が前記所定範囲内であると判定されたときに取得した生理量であって、前記人の自律神経の活動が反映された生理量に基づいて前記人状態を推定する人状態推定部とを備える
人状態推定システム。
A human state estimation system for estimating a human state that is a human state,
A thermal sensation estimation unit for obtaining a thermal sensation index obtained by indexing the estimated thermal sensation of the person within a specified range;
A determination unit that determines whether the acquired thermal sensation index is within a predetermined range of the specified range;
The physiological state acquired when it is determined that the acquired thermal sensation index is within the predetermined range, and the human state is estimated based on the physiological amount reflecting the activity of the human autonomic nerve. A human state estimation system comprising a human state estimation unit.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の人状態推定方法をコンピュータに実行させるプログラム。   The program which makes a computer perform the human state estimation method of any one of Claims 1-12.
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