JPH0669444B2 - Vehicle occupant condition detection device - Google Patents

Vehicle occupant condition detection device

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JPH0669444B2
JPH0669444B2 JP62274412A JP27441287A JPH0669444B2 JP H0669444 B2 JPH0669444 B2 JP H0669444B2 JP 62274412 A JP62274412 A JP 62274412A JP 27441287 A JP27441287 A JP 27441287A JP H0669444 B2 JPH0669444 B2 JP H0669444B2
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JP
Japan
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state
driver
circuit
signal
value
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JP62274412A
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Japanese (ja)
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JPH01115344A (en
Inventor
洋 田畑
正晃 勝亦
務 鈴木
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は、車両乗員、特に車両の運転者の身体状態を検
出するのに好適な車両乗員の状態検出装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle occupant state detection apparatus suitable for detecting the physical state of a vehicle occupant, particularly a vehicle driver.

≪従来の技術≫ 従来、車両の安全運転のために、運転者の身体の状態を
把握する手段として、居眠り運転状態等による異常なス
テアリングの操作パターンを記憶させておき、実際の操
舵角変化を上記パターンと対比させて、一致もしくは類
似したときに居眠り等の異常状態と判別して警報を発す
るようにした運転者の異常状態検出装置が提案されてい
る。
«Conventional technology» Conventionally, as a means for grasping the physical condition of the driver for safe driving of a vehicle, an abnormal steering operation pattern due to a drowsiness driving state or the like is stored and an actual steering angle change is stored. In comparison with the above pattern, there is proposed a driver's abnormal state detection device which issues an alarm by discriminating an abnormal state such as drowsiness when they match or are similar.

更に、運転者のステアリングホイールに握り圧検出素子
を設けておき、握り圧低下が所定時間経過したときに、
運転者に警報を発するようにした装置も提案されてい
る。
Further, a grip pressure detecting element is provided on the steering wheel of the driver, and when the grip pressure decreases for a predetermined time,
A device that gives an alarm to the driver has also been proposed.

また、運転者の親指等に心拍状態を検出する指尖圧検出
計を装着して、心拍状態から運転者の身体の状態を把握
し警告を発するようにすることができる装置も提案され
ている(特開昭60−76428号公報)。
There is also proposed a device in which a fingertip pressure detector for detecting a heartbeat state is attached to the driver's thumb or the like so that the driver can grasp the state of the driver's body from the heartbeat state and issue a warning. (JP-A-60-76428).

≪発明が解決しようとする問題点≫ ところで、上記従来技術のように直接的に身体の状態を
測定する場合においては、検出素子を直接身体に取付け
なえばならないという不便と、検出素子を身体に取付け
るという精神的な圧迫感ないし違和感のため、正確な呼
吸数、または心拍数が測定できないという不都合があっ
た。
<< Problems to be Solved by the Invention >> By the way, in the case of directly measuring the state of the body as in the above-mentioned prior art, the inconvenience that the detection element has to be directly attached to the body and the detection element on the body Due to the emotional pressure or discomfort of mounting, there was the inconvenience that an accurate respiratory rate or heart rate could not be measured.

更に、ステアリング操作状態を検出して運転者の状態を
把握する方式においては、居眠りによるステアンリング
操作のパターンは複雑、かつ多種多様であり、必ずしも
記憶手段に予め設定したパターンと一致するとは限ら
ず、検出精度が余り良くないという問題点があった。
Further, in the method of detecting the steering operation state and grasping the state of the driver, the pattern of the steer ring operation by dozing is complicated and various, and does not always match the pattern preset in the storage means. However, there is a problem that the detection accuracy is not so good.

また、ステアリングホイールの握り圧の検出に運転者の
状態の把握の仕方においては、特に直線路線の高速運転
や渋滞運転時は、自ずとステアリングの握り圧が変って
くるため正確な運転者の状態を把握できず、更に人によ
ってステアリングホイールの握り方が千差万別であるた
め、適切な運転者の状態を把握できなという欠点があっ
た。
In addition, when detecting the gripping pressure of the steering wheel, when grasping the driver's state, especially during high-speed driving on a straight line or in congested driving, the gripping pressure of the steering naturally changes, so the driver's accurate state should be maintained. There is a drawback in that it is impossible to grasp the driver's condition because the steering wheel cannot be grasped differently depending on the person.

更に、指尖圧検出計を装着する装置においては、運転者
に違和感を与えるという不都合に、このため運転者がこ
の検出計を取り外してしまえば、全く検出できないとい
う問題点を有していた。
Further, in the device equipped with the fingertip pressure detector, there is a problem that the driver feels uncomfortable, and therefore, if the driver removes the detector, it cannot be detected at all.

≪発明の目的≫ 本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであっ
て、その目的とするところは、身体にセンサを直接接触
させることなく、間接的に身体の状態を検知することが
できる車両乗員の状態検出装置を提供することにある。
«Object of the Invention» The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to indirectly detect the state of the body without directly contacting the sensor with the body. (EN) Provided is a vehicle occupant state detection device.

≪問題点を解決するための手段≫ 本発明は、上記問題点を解決するために、車両乗員の胸
部もしくは腹部に照射されたマイクロ波の反射波を受信
するマイクロ波送受信センサと、 該マイクロ波送受信センサが受信した検波信号から胸部
もしくは腹部の変位状態を表わす信号を演算する変位量
演算手段と、 該変位量演算手段で演算された信号の周期,振幅または
所定期間における前記演算された記号の最大値または最
小値の少なくとも1つの値を検出する変位状態検出手段
と、 該変位状態検出手段で検出された値に基づく値と予め定
められた値を比較する呼吸状態比較手段と、 からなることを特徴とするものである。
<< Means for Solving the Problems >> In order to solve the above problems, the present invention provides a microwave transmission / reception sensor for receiving a reflected wave of a microwave applied to the chest or abdomen of a vehicle occupant, and the microwave transmission / reception sensor. Displacement amount calculation means for calculating a signal representing the displacement state of the chest or abdomen from the detection signal received by the transmission / reception sensor, and the period, amplitude or the calculated symbol in the predetermined period of the signal calculated by the displacement amount calculation means. Displacement state detecting means for detecting at least one of the maximum value and the minimum value, and respiratory state comparing means for comparing a value based on the value detected by the displacement state detecting means with a predetermined value. It is characterized by.

≪作用≫ 本発明は、上記の構成により、車両乗員、特に運転者の
胸部に向けて発射したマイクロ波の反射波を受信して胸
部の変位状態を表わす信号を検知し、この信号の周期ま
たはピーク値から検知される呼吸状態に基づき身体状態
を検出する。
<< Operation >> With the above-described configuration, the present invention receives the reflected wave of the microwave emitted toward the chest of the vehicle occupant, particularly the driver, detects the signal indicating the displacement state of the chest, and detects the period of this signal or The physical condition is detected based on the respiratory condition detected from the peak value.

≪実施例≫ 以下、本発明に係る一実施例として、車両運転者の身体
の異常状態を検出する実施例を図面に基づいて説明す
る。
<< Example >> An example of detecting an abnormal state of the body of a vehicle driver will be described below as an example according to the present invention with reference to the drawings.

なお、図面に基づく説明の前に、本発明の理解を容易に
するために、運転者の身体の状態と呼吸状態、更にステ
アリグの操舵角の関係を説明する。
Before the description based on the drawings, in order to facilitate understanding of the present invention, the relationship between the body condition and the breathing condition of the driver, and the steering angle of the steer rig will be described.

まず、運転者が市街地等を走行中に車線変更,右左折す
るようなときは、運転者は緊張状態にあるので居眠りす
ることはないであろうとする前提から、操舵角が大きい
ときは居眠り状態でないとし、運転者が居眠り状態にな
るときは、操舵角が所定値より小さいときであり、また
呼吸の周期は脳細胞が安静にするため、酸素の必要量が
減り正常時よりも遅くなり、いわゆる呼吸のゆらぎが遅
くなる傾向を示し、更に呼吸の振幅に基づいた後述する
処理した変位量信号の吸気の最大値(正ピーク値)と吸
気の最大値(負ピーク値)は、正常時に対し正ピーク値
は小さくなるが負ピーク値は大きくなる傾向にある。
First, when the driver changes lanes or makes a right or left turn while driving in an urban area, etc., the driver is in a nervous state and will not fall asleep. If not, when the driver falls asleep, the steering angle is smaller than a predetermined value, and since the brain cells rest during the breathing cycle, the amount of oxygen required is reduced and becomes slower than in the normal state. So-called breathing fluctuations tend to be slower, and the maximum inspiratory value (positive peak value) and the maximum inspiratory value (negative peak value) of the processed displacement signal described below based on the amplitude of respiration are The positive peak value decreases, but the negative peak value tends to increase.

また、運転者が疲労状態になると、自律性が増すため呼
吸の周期に規則性が出てくる傾向を示し、呼吸の振幅は
浅くなる傾向にあるため、正,負ピーク紙は正常時に対
して小さくなる。
Also, when the driver is in a fatigued state, the autonomy increases and the breathing cycle tends to become regular, and the amplitude of breathing tends to become shallow. Get smaller.

更に、運転者が極度の緊張状態あるいは心臓系の異常状
態のときは、呼吸の振幅が小さくなったり(呼吸が浅く
なる)、また呼吸の周期が速くなったり、遅くなったり
して呼吸の周期が乱れ、その傾向は一定でなく乱れる状
態を示すようになる。
Furthermore, when the driver is in an extremely tense state or abnormal cardiac system, the amplitude of breathing becomes smaller (the breathing becomes shallower), and the breathing cycle becomes faster or slower. Is turbulent, and its tendency is not constant but turbulent.

したがって、上記の傾向を的確に検知できれば、運転者
の身体状態を正確に把握でき、異常状態がわかれば運転
者ないし同乗者に適切な措置を講じることができる。
Therefore, if the above tendency can be accurately detected, the physical condition of the driver can be accurately grasped, and if the abnormal condition is known, appropriate measures can be taken for the driver or the passenger.

さて、第1図は本発明の第1の実施例の構成を示すブロ
ック図であって、1は車両運転シートであり、このシー
ト1に運転者2が座っている。
Now, FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention, in which 1 is a vehicle driving seat, on which a driver 2 is seated.

3は、マイクロ波送受信センサとしてのマイクロ波ドッ
プラレーダセンサ(以下「センサ」という)であって、
運転者2の胸部に10GHz帯域のマイクロ波を照射すると
ともに、その反射波を受信できるようになっている。
3 is a microwave Doppler radar sensor (hereinafter referred to as "sensor") as a microwave transmission / reception sensor,
The microwave of the 10 GHz band is emitted to the chest of the driver 2 and the reflected wave can be received.

4は、センサ3が受信した信号を演算する検波信号演算
手段であって、呼吸及び血管の動きによって胸部表皮面
の変位に応じた変位量を演算するものである。すなわ
ち、センサ3から発射されたマイクロ波が呼吸または心
臓の動きに伴う血管の収縮、膨張により、センサと身体
までの距離が変化する量を演算するものである。
Reference numeral 4 denotes a detection signal calculation means for calculating the signal received by the sensor 3, and calculates a displacement amount according to the displacement of the epidermis surface of the chest due to the movement of the breath and blood vessels. That is, the amount of change in the distance between the sensor and the body due to the contraction and expansion of the blood vessel caused by the microwaves emitted from the sensor 3 due to respiration or movement of the heart is calculated.

図中5はゼロ・クロスディテクタであって、反射波が基
準線と交差する点を検出し、この交差点位置間と基準周
波数発振器7からの基準周波数との対比、すなわち交差
点位置間に基準周波数が何回発振されたかによりゼロ・
クロス周期カウンタ6で呼吸の周期が検出される。
Reference numeral 5 in the figure is a zero cross detector, which detects a point where the reflected wave intersects the reference line, and compares the intersection position with the reference frequency from the reference frequency oscillator 7, that is, the reference frequency is present between the intersection positions. Zero depending on how many times it oscillates
The breathing cycle is detected by the cross cycle counter 6.

8及び9は呼吸の振幅を検出するための手段であって、
正ピークホールド回路及び負ピークホールド回路からな
り、それぞれの最大値の信号を所定時間保持するように
なっているとともに、これら信号はアナログ−デジタル
(A/D)変換器のを介してマイクロコンピュータ(CP
U)11に送られる。
8 and 9 are means for detecting the amplitude of respiration,
It is composed of a positive peak hold circuit and a negative peak hold circuit, and holds respective maximum value signals for a predetermined time, and these signals are transferred to a microcomputer () via an analog-digital (A / D) converter. CP
U) sent to 11.

図中15は、ステアリングホイールであって、この操舵角
センサ12で検出され、この検出信号は、走行中の操舵角
と予め定めた所定値とを比較する操舵比較回路13に送ら
れた後、所定値以下の操舵角のときに出力信号が上記CP
U11に入力される。
Reference numeral 15 in the figure denotes a steering wheel, which is detected by the steering angle sensor 12, and the detection signal is sent to a steering comparison circuit 13 for comparing a steering angle during traveling and a predetermined value, When the steering angle is less than the specified value, the output signal is CP
Input to U11.

CPU11は、内臓するシステムROMにより駆動されるととも
に、運転者の正常時、すなわちエンジン始動直後等のリ
ラックスした状態のとき(ここでは操舵角が所定値以下
のときとしている。)の呼吸の正,負ピーク値及び周期
をRAMに予め記憶されていて、更に運転中の操舵角が所
定値以下のときのゼロ・クロス周期カウンタ6から入力
された呼吸周期とA/D変換器10から入力された正,負
ピーク値と比較演算するようになっている。
The CPU 11 is driven by a built-in system ROM, and when the driver is normal, that is, in a relaxed state immediately after the engine is started (here, the steering angle is below a predetermined value), positive breathing, The negative peak value and the cycle are stored in advance in the RAM, and the respiratory cycle input from the zero-cross cycle counter 6 and the input from the A / D converter 10 when the steering angle during driving is less than a predetermined value. It is designed to compare and calculate with positive and negative peak values.

なお、図中14は比較演算の結果に基づいてCPU11が運転
者の異常状態を検知したときにその旨を警告するための
警報回路である。
Reference numeral 14 in the drawing is an alarm circuit for issuing a warning when the CPU 11 detects an abnormal condition of the driver based on the result of the comparison calculation.

第2図には、検波信号演算手段4の詳細ブロック図が示
してある。すなわち、この検波信号演算手段4は、2位
相変位検出方式を採用したものであって、20a及び20b
は、π/2位相差を有する10GHz帯の2種類のマイクロ
波を発生させるマイクロ波発振器21aとホーンアンテナ2
1bとの導波路上に所定間隔保って設けられた検波器であ
る。これら検波器20a,20bで検波した信号はそれぞれハ
イパスフィルタ22,23により、身体の背景の静止物体の
反射波による直流成分を除去した後、第1及び第2の絶
対値回路24,25に入力させるとともに、3相発振器回路2
6のsinωtの基準発振周波数により作動する第1の乗算
回路27及び3相発振回路26のcosωtの基準発振周波数
より作動する第2の乗算回路28に入力される。
FIG. 2 shows a detailed block diagram of the detection signal calculation means 4. That is, the detection signal calculation means 4 adopts the two-phase displacement detection method, and includes 20a and 20b.
Is a microwave oscillator 21a that generates two types of microwaves in the 10 GHz band having a π / 2 phase difference and a horn antenna 2
1b is a detector provided on the waveguide with a predetermined distance. The signals detected by the wave detectors 20a and 20b are input to the first and second absolute value circuits 24 and 25 after removing the direct current component due to the reflected wave of the stationary object in the background of the body by the high-pass filters 22 and 23, respectively. 3 phase oscillator circuit 2
It is input to the first multiplication circuit 27 which operates at the reference oscillation frequency of 6 sin ωt and the second multiplication circuit 28 which operates at the reference oscillation frequency of cos ωt of the three-phase oscillation circuit 26.

また、ハイパスフィルタ22,23の出力信号は、第3の乗
算回路29により乗算された後、3相発振回路26からのsi
nωtと−sinωtの基準発振周波数を切替える発振信号
切替器30を介した後、上記第1の絶対値回路24の出力信
号と第3の乗算回路31で乗算される。
The output signals of the high-pass filters 22 and 23 are multiplied by the third multiplication circuit 29 and then si from the three-phase oscillation circuit 26.
After passing through the oscillation signal switch 30 that switches the reference oscillation frequency of nωt and −sinωt, the output signal of the first absolute value circuit 24 is multiplied by the third multiplication circuit 31.

更に、第2の絶対値回路25の出力信号は、3層発振回路
26のcosωtの基準発振周波数により作動する第4の乗
算回路32を介した後、上記第3の乗算回路31の出力信号
を第1の加算回路33で加算処理する。
Furthermore, the output signal of the second absolute value circuit 25 is a three-layer oscillator circuit.
After passing through the fourth multiplication circuit 32 which operates at the reference oscillation frequency of 26 cosωt, the output signal of the third multiplication circuit 31 is added by the first addition circuit 33.

一方、第1の乗算回路27と第2の乗算回路28との出力信
号は第2の加算回路34で加算された後、サンプル・ホー
ルド回路35に送られる。
On the other hand, the output signals of the first multiplication circuit 27 and the second multiplication circuit 28 are added by the second addition circuit 34 and then sent to the sample and hold circuit 35.

ここでは、上記絶対値回路24,25と乗算回路27,28,29,3
1,32と3相発振回路26,発振信号切替回路30とにより、
センサ3から胸部までの正弦波等による関数により決定
される距離を求めるための近似式計算を2系統に分けて
行なっている。また加算回路33,34により2つの位相の
違う信号を合成している。
Here, the absolute value circuits 24, 25 and the multiplication circuits 27, 28, 29, 3
1,32, three-phase oscillation circuit 26, oscillation signal switching circuit 30,
The approximate expression calculation for obtaining the distance from the sensor 3 to the chest determined by a function such as a sine wave is divided into two systems. Further, the adder circuits 33 and 34 combine two signals having different phases.

上記第1の加算回路33の出力信号は波形整形回路36,フ
ェーズド・ロックド・ループ回路37及び遅延回路38によ
り、上記の第2の加算回路34の出力信号と同期になるよ
うに処理されて、サンプル・ホールド回路35に送られ
る。
The output signal of the first adding circuit 33 is processed by the waveform shaping circuit 36, the phased locked loop circuit 37 and the delay circuit 38 so as to be synchronized with the output signal of the second adding circuit 34, It is sent to the sample and hold circuit 35.

サンプル・ホールド回路35では同期検波された波形を取
り出し、これを後述の呼吸周期検出及び呼吸深度検出の
ため手段に送るようになっている。
The sample and hold circuit 35 takes out the synchronously detected waveform and sends it to a means for detecting a respiratory cycle and a respiratory depth which will be described later.

第3図は、上記検波演算手段4における検波状態を示す
もので、同図(a)は、検波器20aが受信した信号を処
理して得られた波形を示し、同図(b)は、π/2位相
差のある信号を検波器20bで受信して処理した信号を示
している。
FIG. 3 shows a detection state in the detection calculation means 4, FIG. 3A shows a waveform obtained by processing a signal received by the detector 20a, and FIG. A signal obtained by receiving and processing a signal having a π / 2 phase difference by the detector 20b is shown.

上記の(a),(b)の波形を合成することにより、同
図(c)の左側部分の波形が得られる。すなわち、2位
相変位方式によると、1相のみのマイクロ波を照射した
ときに検波器特有の感度特性により生ずる基準位置近く
の低感度領域を生ずることなく、変位量を検出すること
ができ、例えば同図(c)の波形の上に現れたヒゲ状で
示される心臓の鼓動に伴う血管の動きの変位量も制度よ
く検出することができる。なお、同図(c)の右側の部
分は、呼吸を意識的に止めたときの波形を示すものであ
って、このときにおいても、血管の動き、すなわち心拍
状態を明瞭に検出することができる。
By combining the above waveforms (a) and (b), the waveform on the left side of FIG. That is, according to the two-phase displacement method, the displacement amount can be detected without generating a low-sensitivity region near the reference position which is caused by the sensitivity characteristic of the detector when the microwave of only one phase is irradiated. The displacement amount of the movement of the blood vessel associated with the beating of the heart, which is shown as a whisker and appears on the waveform of FIG. 7C, can also be detected accurately. The right part of FIG. 7C shows the waveform when breathing is intentionally stopped, and even at this time, the movement of blood vessels, that is, the heartbeat state can be clearly detected. .

上記構成からなる本実施例において、センサ3から運転
者2の胸部に向けて10GHz帯のマイクロ波を照射する
と、マイクロ波は運転者の被服を透過し、胸部表面に達
して反射し、再びセンサ3により受信される。
In the present embodiment having the above-described configuration, when the sensor 3 irradiates the driver 2 with a microwave of 10 GHz band, the microwave penetrates the driver's clothing, reaches the chest surface, is reflected, and the sensor again. 3 is received.

受信波は検波演算回路4により処理され、胸部の変位量
に応じた波形信号が得られる。
The received wave is processed by the detection calculation circuit 4, and a waveform signal corresponding to the amount of displacement of the chest is obtained.

検波演算回路4からの波形信号は、ゼロ・クロス・ディ
テクタ5において、正常時の正,負ピーク間のほぼ中間
に設定される基準位置との交点が求められ、その交点位
置間からゼロ・クロス周期カウンタ6により、呼吸周期
が検出される。また、検波信号演算回路4からの検波信
号は、正ピークホールド回路8及び負ポークホールド回
路9において検出され、A/D変換器10を介してCPU11
に入力され正ピーク値と負ピーク値が検出される。
In the zero cross detector 5, the waveform signal from the detection calculation circuit 4 is determined to have an intersection with a reference position which is set approximately in the middle between the positive and negative peaks in the normal state, and the zero cross is performed between the intersection positions. The breathing cycle is detected by the cycle counter 6. The detection signal from the detection signal calculation circuit 4 is detected by the positive peak hold circuit 8 and the negative poke hold circuit 9, and the CPU 11 via the A / D converter 10 is detected.
The positive peak value and the negative peak value are detected.

CPU11には、予め運転者の正常時、例えばエンジン始動
直後のリラックスした状態の呼吸周期及び正ピーク値,
負ピーク値のデータが記憶されているので、これと上記
ゼロ・クロス・周期カウンタ5及びA/D変換器10から
入力された呼吸周期と正,負ピーク値を比較判断し、例
えば呼吸周期が正常時よりも大きくなったり、あるいは
正常時と比べて正ピーク値は小さくなり、負ピーク値は
大きくなる傾向を示したら、運転者が居眠り状態にある
と判定し、警報回路14から運転者ないし同乗者に警報を
発するようにする。
The CPU 11 previously stores a breathing cycle and a positive peak value in a relaxed state immediately after the engine starts, for example, when the driver is normal,
Since the data of the negative peak value is stored, the respiratory cycle input from the zero cross cycle counter 5 and the A / D converter 10 and the positive and negative peak values are compared and judged. When the value becomes larger than that in the normal state, or the positive peak value becomes smaller and the negative peak value tends to become larger than that in the normal state, it is determined that the driver is in a dozing state, and the alarm circuit 14 notifies the driver or Make sure to alert passengers.

一、呼吸周期が速くなったり、あるいは正,負ピーク値
が小さくなったときは、運転者が疲労状態にあると判断
し、警報回路14から警告を発するようにする。
First, when the breathing cycle becomes faster or the positive and negative peak values become smaller, it is determined that the driver is in a fatigued state, and the warning circuit 14 issues a warning.

また正負ピーク値が小さくなったり(呼吸が浅くなった
り)呼吸の周期が速くなったり遅くなったりして呼吸の
周期が乱れ、その傾向が一定でなく乱れる状態になった
ときは、運転者が極度の緊張状態あるいは心臓系の異常
状態にあると判断し、警報回路から警報を発するように
する。なお、このような状態が数秒で正常レベルに戻る
傾向を示せば問題ないので警報は発しないようにする。
If the positive / negative peak value becomes smaller (the breathing becomes shallower) or the breathing cycle becomes faster or slower and the breathing cycle is disturbed, and the tendency is not constant, the driver It is judged that there is an extremely tense state or an abnormal state of the heart system, and the alarm circuit issues an alarm. It should be noted that if there is a tendency for such a state to return to a normal level within a few seconds, there is no problem, so no alarm is issued.

したがって、本実施例によれば運転者の身体の呼吸状態
を装置を直接接触させず間接的に呼吸の周期や正負ピー
ク値により検出し、その状態が正常時と比較判断されて
異常状態か否かを判断し、異常状態のときはその旨が警
告される。
Therefore, according to the present embodiment, the breathing state of the driver's body is indirectly detected by the breathing cycle or the positive and negative peak values without directly contacting the device, and the state is compared with the normal state to determine whether the state is abnormal. If it is abnormal, a warning to that effect is given.

第4図は本発明の第2の実施例のものであって、前述の
第1の実施例と相違する点は、検波演算回路4の出力を
ローパスフィルタ16を介した後、上述した第1の実施例
に示した処理が行なわれることにより、呼吸のみによる
変位の周期や正負ピーク値が検出されるとともに、ハイ
パスフィルタ17を介して前記した検波演算回路14の出力
信号は、ゼロ・クロス・ディテクタ5′で基準位置との
交点を検出し、この交点を基準周波数発振器7′から入
力される基準周波数との比較によりゼロ・クロス周期カ
ウンタ6′により心拍変位量の周期を検出する。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, which differs from the first embodiment described above in that the output of the detection arithmetic circuit 4 is passed through the low-pass filter 16 and then the first By performing the process shown in the embodiment, the period of displacement and positive / negative peak values due to only breathing are detected, and the output signal of the detection arithmetic circuit 14 described above via the high-pass filter 17 is zero cross The detector 5'detects an intersection with the reference position, and this intersection is compared with the reference frequency input from the reference frequency oscillator 7'to detect the cycle of the heartbeat displacement amount by the zero-cross cycle counter 6 '.

この心拍変位量の周期の検出は、検波演算回路4の出力
波形のうち、大きな波がハイパスフィルタにより除去さ
れ、急激な波、すなわち高周波の波のみが検出される。
すなわち呼吸による胸部の大きな変化は除去され、血管
の動きである心臓の動きによる心拍を検出することがで
きる。つまり、第3図(c)のヒゲ状の信号のみを取り
出すことができる。
In the detection of the cycle of the heartbeat displacement amount, a large wave is removed by the high-pass filter from the output waveform of the detection calculation circuit 4, and only a rapid wave, that is, a high frequency wave is detected.
That is, a large change in the chest due to respiration is removed, and the heartbeat due to the movement of the heart, which is the movement of blood vessels, can be detected. That is, only the whisker-like signal in FIG. 3C can be extracted.

すなわち、極度の緊張状態や心臓系の異常時は、呼吸の
周期が速くなるので心拍周期も速くなり心拍数も多くな
る。そして、正常時の所定時間内の心拍数と比較するこ
とで異常状態か否かを判断し警報を行なうことができ
る。
That is, in an extremely tense state or when the heart system is abnormal, the breathing cycle becomes faster, so the heartbeat cycle becomes faster and the heart rate also increases. Then, by comparing with the heart rate within a predetermined time during normal operation, it is possible to determine whether or not an abnormal condition has occurred and issue an alarm.

従って、第2の実施例では第1の実施例の構成に更に心
拍状態を検出する構成を有しているため、予めCPUに運
転者の正常時の呼吸の周期,正負ピーク値及び心拍数や
周期を記憶しておくことにより、運転者の呼吸状態や心
拍状態を比較判断して異常か否かを判断できるので、よ
り安全性の優れた運転者の身体状態を検出することがで
きる。特に、極度の緊張状態や心臓系の異常の場合は、
呼吸の周期,振幅による診断と心拍数や心拍変位の周期
による判断とにより二重の安全策を講ずることができ
る。
Therefore, in the second embodiment, since the heartbeat state is further detected in addition to the configuration of the first embodiment, the CPU previously stores the breathing cycle, the positive / negative peak value, and the heart rate of the driver during normal operation. By storing the cycle, it is possible to compare and judge the breathing state and the heartbeat state of the driver to determine whether or not there is an abnormality. Therefore, it is possible to detect the physical state of the driver with higher safety. Especially in the case of extreme tension or abnormal heart system,
Double safety measures can be taken by diagnosis based on the cycle and amplitude of breathing and judgment based on the cycle of heart rate and heart rate displacement.

なお、上述の第1,第2実施例では正常時に対する正負ピ
ーク値の大小に基づいて身体状態を検出しているが、正
常時の振幅を記憶しておき正負ピーク値の差の偏位を見
て疲労状態かどうかを検出するようにしてもよい。ま
た、正常時の正負ピーク間の基準位置を記憶しておき正
負ピーク値の半分の位置の変化を見て居眠り状態か否か
を検出するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the physical condition is detected based on the magnitude of the positive and negative peak values with respect to the normal time, but the amplitude at the normal time is stored and the deviation of the difference between the positive and negative peak values is stored. You may make it detect whether it is a fatigue state by seeing. Further, the reference position between the positive and negative peaks in the normal state may be stored and the change in the position of half of the positive and negative peak value may be detected to detect whether or not the person is in the dozing state.

≪発明の効果≫ 本発明は、以上のように構成したので、車両乗員、特に
運転者の身体に直接センサを取付けることがないので、
被検出者に無用な違和感ないし圧迫感を与えることがな
く、正確な呼吸状態を検出することにより身体状態が検
出できる。
<< Effects of the Invention >> Since the present invention is configured as described above, the sensor is not directly attached to the body of the vehicle occupant, especially the driver.
The physical condition can be detected by detecting an accurate breathing state without giving an uncomfortable feeling or a feeling of pressure to the person to be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1及び第2図は本発明の第1の実施例を示すものであ
って、第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図
はマイクロ波送受信センサ信号演算手段の構成を示すブ
ロック図、第3図はマイクロ波送受信センサの信号演算
手段の検波波形図及び第4図は本発明の第2の実施例を
示すブロック図である。 2……運転者(身体) 3……マイクロ波ドップラレーダセンサ(マイクロ波送
受信センサ) 4……検波信号演算手段 5……ゼロ・クロス・ディテクタ 6……ゼロ・クロス周期カウンタ 7……基準周波数発振器 8……正ピークホールド回路 9……負ピークホールド回路 10……アナログ−デジタル変換器(A/D変換器) 11……マイクロコンピュータ(CPU) 14……警報回路
1 and 2 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a block diagram showing the constitution of the present invention, and FIG. 2 shows the constitution of microwave transmission / reception sensor signal arithmetic means. FIG. 4 is a block diagram, FIG. 3 is a detection waveform diagram of the signal calculation means of the microwave transmission / reception sensor, and FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. 2 …… Driver (body) 3 …… Microwave Doppler radar sensor (microwave transmission / reception sensor) 4 …… Detection signal calculation means 5 …… Zero cross detector 6 …… Zero cross cycle counter 7 …… Reference frequency Oscillator 8 …… Positive peak hold circuit 9 …… Negative peak hold circuit 10 …… Analog-digital converter (A / D converter) 11 …… Microcomputer (CPU) 14 …… Alarm circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車両乗員の胸部もしくは腹部に照射された
マイクロ波の反射波を受信するマイクロ波送受信センサ
と、 該マイクロ波送受信センサが受信した検波信号から胸部
もしくは腹部の変位状態を表わす信号を演算する変位量
演算手段と、 該変位量演算手段で演算された信号の周期,振幅または
所定期間における前記演算された信号の最大値または最
小値の少なくとも1つの値を検出する変位状態検出手段
と、 該変位状態検出手段で検出された値に基づく値と予め定
められた値を比較する呼吸状態比較手段と、 からなることを特徴とする車両乗員の状態検出装置。
1. A microwave transmission / reception sensor for receiving a reflected wave of a microwave applied to the chest or abdomen of a vehicle occupant, and a signal representing a displacement state of the chest or abdomen from a detection signal received by the microwave transmission / reception sensor. Displacement amount calculating means for calculating, and displacement state detecting means for detecting at least one of the maximum value and the minimum value of the calculated signal in the period, amplitude or predetermined period of the signal calculated by the displacement amount calculating means. A vehicle occupant state detection device comprising: a breathing state comparison unit that compares a value based on a value detected by the displacement state detection unit with a predetermined value.
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