CN105658144A - 清醒装置、座椅及清醒度判断方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于清醒判断的处理负荷低且清醒度判断准确性高的清醒装置、具备该清醒装置的座椅以及清醒度判断方法。清醒装置具备心率传感器、运算部、波形生成部和判断部。心率传感器获取人的心电位信号，运算部对从心率传感器获得的心电位信号进行运算，波形生成部生成关于与心电位信号相关的心电波形的RRI波形，判断部根据心电位信号判断人的清醒状态。运算部，在RRI波形中，将与之前的RRI值相比RRI值变低的时间点作为锚点，仅以锚点的数量复制RRI波形，以RRI波形的锚点时间点为同相位的方式移动已复制的RRI波形的时间轴，并计算出被定义为各时间轴上所述RRI的平均值的PRSA信号。判断部，根据RRI的值和PRSA信号的值，判断人的清醒状态。

Description

清醒装置、座椅及清醒度判断方法

技术领域

本发明涉及清醒装置、具备清醒装置的座椅以及清醒度判断方法，尤其涉及具有清醒度判断功能的清醒装置、具备清醒装置的座椅以及清醒度判断方法。

背景技术

近年来，出于车辆稳定驾驶的考虑，检测驾驶员的身体状况的变化变得很有必要，为此，提出了各种通过检测并运算表示驾驶员状态的各种参数来判断身体状况的变化、尤其是判断清醒度的方案。

例如，专利文献1公开了根据心率波动低频成分功率判断驾驶员清醒度的技术，该心率波动低频成分功率是对功率谱进行反复积分获取的，该功率谱是在从心率信号获取的心率周期时序中进行高速傅里叶变换处理而得到的。

另外，专利文献2公开了以下技术，将RRI的积分值的一定倍数作为阈值来计算，该RRI的积分值是清醒时超过一定心率数或一定时间的RRI(R-RInterval)的平均值的部分的积分，然后用同样的方法求得的RRI中，对超过上述平均值的部分求积分，此积分值超过阈值时，判断为清醒度降低。

专利文献1：专利第4697185号公报

专利文献2：专利第3271448号公报

发明内容

根据专利文献1的技术，必须反复进行高速傅里叶变换处理和功率谱的积分，并计算出作为判断困倦发生有无的指标的心率波动低频成分功率，该解析处理要花费时间。因此，由于清醒度的判断会迟延，会出现向就座者报知迟延的情况。

另外，若数据的连续性被破坏，结果就不准确，随着缺损值或噪音混入，会出现无法检测或准确度急剧下降等鲁棒性低的问题。

另外，根据专利文献2的技术，由于只将RRI的积分值作为清醒度的判断指标来使用，所以会被其积分范围内的RRI的大小所影响，因而检测准确度低。例如，在困倦发生的初期阶段，会出现交感神经瞬间激活以抵抗困倦发生的情况。这时，随着交感神经的激活，RRI的值会瞬间降低，根据将包含这样瞬间RRI的降低而积分的值作为判断基准的专利文献2的技术，很难准确地判断清醒度。

因此，期待一种用于清醒判断的处理负荷低且清醒度判断准确性高的清醒装置、具备该清醒装置的座椅以及清醒度判断方法。

本发明是鉴于以上课题提出的，本发明的目的在于提供一种用于清醒判断的处理负荷低且清醒度判断准确性高的清醒装置、具备该清醒装置的座椅以及清醒度判断方法。

进一步地，其他的目的在于，根据准确的清醒度判断，更好地保持人的清醒状态。

所述课题通过如下方式解决：根据本申请发明的第1观点涉及的清醒装置，具备心率传感器、运算部、波形生成部和判断部，所述心率传感器获取人的心电位信号；所述运算部对从该心率传感器获得的所述心电位信号进行运算；所述波形生成部，生成关于与所述心电位信号相关的心电波形的RRI波形，所述RRI波形为R波的间隔RRI(R-RInterval)在一定时间中的推移；所述判断部根据所述心电位信号判断所述人的清醒状态，所述运算部，在由所述波形生成部生成的所述RRI波形中，将与之前的RRI的值相比所述RRI的值变低的时间点作为锚点，仅以所述锚点的数量复制所述RRI波形，以所述RRI波形的所述锚点时间点为同相位的方式移动已复制的所述RRI波形的时间轴，并计算出被定义为各时间轴上所述RRI的平均值的PRSA(Phase-RectifiedSignalAveraging)信号，所述判断部，根据所述RRI的值和所述PRSA信号的值，判断所述人的清醒状态和低清醒状态。

这样，判断部根据RRI的值和PRSA信号的值判断人的清醒状态和低清醒状态，由此，与通过解析心率频率判断清醒度相比更能降低处理负荷，与只根据RRI的值判断人的清醒状态相比能更准确地判断。

进一步地，优选的是，所述波形生成部，根据所述PRSA信号生成PRSA信号波形，且在生成的所述PRSA信号波形中，将所述锚点时间点的所述PRSA信号定义为X(0)、所述锚点随后的心率的所述PRSA信号定义为X(1)、所述锚点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－1)、得出所述X(－1)的时间点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－2)，根据下述公式1定义ACn时，所述运算部，计算出一定时间中的所述RRI的平均值和所述ACn的平均值，所述判断部，根据所述运算部计算出的数值进行判断，相对于所述RRI的平均值，随后的所述RRI的平均值变低，且相对于所述ACn的平均值的常数α倍，随后的所述ACn的平均值变低时，判断所述人处于低清醒状态。

(公式1)

ACn＝X(0)+X(1)-X(-I)-X(-2)

这样，运算部计算出一定时间中的RRI的平均值和ACn的平均值，判断部以运算部计算出的值为基础，相对于RRI的平均值随后的RRI的平均值变低，且相对于ACn的平均值的常数α倍随后的ACn的平均值变低时，判断人处于低清醒状态，由此与只根据RRI的值判断人的清醒状态相比能更准确地判断。

另外，所述α优选为1.0～2.0。

这样，通过将α设为1.0～2.0，能更准确地判断人的清醒状态。

另外，所述运算部每20～300秒计算出所述RRI的平均值和所述ACn的平均值，所述判断部根据由所述运算部计算出的所述RRI的平均值和所述ACn的平均值判断清醒状态也可以。

这样，运算部每20～300秒计算出RRI的平均值和ACn的平均值，判断部根据RRI的平均值和ACn的平均值判断清醒状态，由此能更准确地判断人的清醒状态。

进一步地，所述α优选为1.4。

这样，若所述α为1.4，则能更准确地判断人的清醒状态。

另外，所述运算部也可以每60秒计算出所述RRI的平均值和所述ACn的平均值。

这样，运算部每60秒计算出RRI的平均值和ACn的平均值，由此能更准确地判断人的清醒状态。

另外，优选的是，具备报知装置及驱动部，所述报知装置向所述人或周围人报知；所述驱动部在所述判断部判断所述人处于低清醒状态时，驱动所述报知装置从而向所述人或所述周围人报知。

这样，判断部判断人处于低清醒状态时，驱动部驱动报知装置从而向人或周围人报知，由此能促使人清醒，人或周围人能采取对策保持人的清醒。

所述课题通过如下方式解决：根据本申请发明的第2观点涉及的座椅，具备就座者就座的座椅衬垫、作为所述就座者的靠背的座椅靠背、以及所述清醒装置，所述心率传感器配设于所述座椅靠背中。

这样，与只根据RRI的值判断就座者的清醒状态相比，在座椅上配置上述清醒装置能更准确地判断就座者的清醒状态。

所述课题通过如下方式解决：根据本申请发明的第3观点涉及的清醒度判断方法，获取心电位信号，生成关于与所述心电位信号相关的心电波形的RRI波形，所述RRI波形为R波的间隔RRI在一定时间中的推移，在生成的所述RRI波形中，将与之前的RRI的值相比所述RRI的值变低的时间点作为锚点，仅以所述锚点的数量复制所述RRI波形，以已复制的所述RRI波形的所述锚点时间点为同相位的方式移动时间轴，并计算出被定义为各时间轴上所述RRI的平均值的PRSA信号，根据所述RRI的值和所述PRSA信号的值，判断清醒状态和低清醒状态。

这样，根据RRI的值和PRSA信号的值，判断人的清醒状态和低清醒状态，由此，与解析心率频率判断清醒度的方法相比更能降低处理负荷，与只根据RRI的值判断人的清醒状态相比能更准确地判断。

另外，也可以是下述判断方法，根据所述PRSA信号生成PRSA信号波形，生成的所述PRSA信号波形中，将所述锚点时间点的所述PRSA信号定义为X(0)、所述锚点随后的心率的所述PRSA信号定义为X(1)、所述锚点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－1)、得到所述X(－1)的时间点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－2)，根据下述公式1定义ACn时，计算出一定时间中的所述RRI的平均值和所述ACn的平均值，根据计算出的值进行判断，相对于所述RRI的平均值随后的所述RRI的平均值变低，且相对于所述ACn的平均值的常数α倍随后的所述ACn的平均值变低时，判断处于低清醒状态。

(公式1)

ACn＝X(0)+X(1)-X(-I)-X(-2)

这样，计算一定时间中的RRI的平均值和ACn的平均值，并以计算出的值为基础进行判断，相对于RRI的平均值随后的RRI平均值变低，且相对于ACn的平均值的常数α倍随后的ACn的平均值变低时，判断人处于低清醒状态，由此与只根据RRI的值判断人的清醒状态相比能更准确地判断。

根据本发明，能提供与解析心率频率判断清醒度相比能降低处理负荷且能准确地判断人的清醒状态的清醒装置、具备该清醒装置的座椅以及清醒度判断方法。

另外，根据本发明，能更好地保持人的清醒状态。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的清醒装置整体构成的图。

图2是表示清醒度判断处理一个例子的流程图。

图3是表示心电波形的模式图。

图4是表示RRI历时变化的图，是表示将在前后时间的RRI对比中与之前的RRI相比RRI变低的点作为锚点的状态的图。

图5是表示仅以锚点的数量复制图4所示的波形，且关于已复制的波形使之与作为锚点的点的时间轴结合的状态的图。

图6是表示于坐标点(index)将图5的多个波形进行平均得出的PRSA信号的图。

图7中的(a)是表示RRI及RRI每60秒的平均值RRIm的图，(b)是表示AC、AC每60秒的平均值ACm和60秒内AC的平均值ACm(t)的α倍数值的图。

图8是表示连续曲线行驶时被测者的RRIm和ACm的变化的图。

图9是表示高速道路行驶时被测者的RRIm和ACm的变化的图。

图10是表示清醒度保持处理的一个例子的流程图。

具体实施方式

以下，就本发明涉及的清醒装置、具备清醒装置的座椅、清醒度判断方法的实施方式，参照附图进行具体说明。

首先，关于本实施方式涉及的清醒装置10，参照图1进行说明。在此，图1是表示本发明的实施方式涉及的清醒装置10的整体构成的图。

本实施方式涉及的清醒装置10是根据与心率相关的电位差信号判断就座者清醒度的装置，如图1所示，主要由车用座椅S和控制装置70构成，该车用座椅S在座椅靠背2的内部具备2个片状心率传感器20及振动马达M；该控制装置70通过信号处理回路30与心率传感器20相连接并控制振动马达M。

车用座椅S，具备就座者就座的座椅衬垫1和作为就座者的靠背的座椅靠背2，在座椅靠背2内部的就座者一侧附近设置有心率传感器20和振动马达M。

心率传感器20为静电容量型传感器，根据与就座者的静电容量结合来检测其身体电位，由导电性的金属导体、导电性纤维或导电性布胶带构成。

信号处理回路30，与心率传感器20及控制装置70相连接，具有将从心率传感器20检测出的身体电位放大，输出电位差信号，去除心电频率以外的电位差信号的噪音，并转换为数字信号的功能。

控制装置70具备存储部72、波形生成部73a、运算部73b、判断部73c和驱动部73d。所述存储部72由未图示的RAM构成；所述波形生成部73a通过未图示的CPU执行存储于未图示的ROM中的程序，并生成电压波形数据；所述运算部73b进行用于清醒判断的数据运算；判断部73c进行清醒判断；驱动部73d驱动振动马达M。

存储部72暂时存储包含运算控制中的信号及输入输出信号的参数，在本实施方式中，存储被转换为数字信号的电位差信号等其他信号。

波形生成部73a根据从心率传感器20获得的电位差信号生成电压波形数据。

运算部73b根据由波形生成部73a生成的电压波形数据进行后述运算。

判断部73c将运算部73b运算出的数据作为指标进行清醒度判断。

驱动部73d根据就座者清醒度降低的判断，驱动振动马达M，并向就座者施加振动刺激。

清醒度判断处理。

其次，就如上构成的清醒装置10的清醒度判断处理，参照图2～图7，具体陈述运算方法的同时加以说明。此外，关于通过清醒装置10进行的清醒保持处理在后面陈述。

在此，图2是表示清醒度判断处理一个例子的流程图，图3是表示心电波形的模式图。

进一步地，图4是表示RRI历时变化的图，是表示将在前后时间的RRI对比中与之前的RRI相比RRI变低的点作为锚点的状态的图，图5是表示仅以锚点的数量复制图4所示的波形，且关于已复制的波形使之与作为锚点的点的时间轴对准的状态的图。图6是表示于坐标点(index)将图5的多个波形进行平均得出的PRSA信号的图。

进一步地，图7(a)是表示RRI及RRI每60秒的平均值RRIm的图，图7(b)是表示AC、AC每60秒的平均值ACm和60秒内AC的平均值ACm(t)的α倍数值的图。

本实施方式涉及的清醒度判断处理是将后述的AC(AccelerationCapacity)作为清醒判断的指标之一执行的处理，该AC(AccelerationCapacity)是在清醒降低状态的初期阶段生成，伴随有意识地消除困倦时交感神经的激活而下降。

对本实施方式涉及的清醒度判断处理的流程进行说明，同时对各处理内容的详细情况进行说明。首先，心率传感器20随着起动车辆引擎或按下未图示的起动开关，从就座者检测与身体电位相对应的电位信号。

心率传感器20检测出的电位信号，通过信号处理回路30，作为电位差数据被存储于控制装置70的存储部72。也就是说，控制装置70获取与就座者心率相关的电位差数据(步骤S11)。

其次，波形生成部73a根据获取的心率传感器20中的电位差数据，生成以电位差和时间为轴的如图3所示的心电波形数据(步骤S12)。

其次，运算部73b计算出在生成的心电波形数据中电位差瞬间变大的波形R波和相邻R波之间的时间间隔RRI，如图7(a)所示，以60秒为1个区间，计算出每个区间的RRI的平均值RRIm。

其次，判断部73c，将计算出的1个区间的RRIm(t)和下一个区间的RRIm(t+1)进行比较，判断RRIm(t+1)是否为低于之前的RRIm(t)的值(步骤S13)。

判断RRIm(t+1)为低于RRIm(t)的值时(步骤S13：Yes)，运算部73b计算出PRSA(Phase-RectifiedSignalAveraging)信号(步骤S14)。若RRIm(t+1)为高于RRIm(t)的值(步骤S13：No)，则判断部73c判断就座者处于清醒状态(步骤S18)。

在此，PRSA信号是指，将RRI的一定变动时间点作为基准，以时间序列的子序列将选择的一定期间的RRI平均化的信号。

关于PRSA信号的计算方法，参照图4～图6进行具体说明。图4～6是将RRI作为纵轴，且将表示历时顺序的坐标点(index)作为横轴的图。

如图4所示，从测量了10个RRI的曲线图(也就是说，基于心率的11次的数据的RRI曲线图)，将各RRI的值中与得到此值之前的RRI的值相比变低的点作为锚点γ1、γ2、γ3。

此外，为降低数据检测错误带来的影响，从锚点的设定对象中排除从之前的RRI减少超过5％的点。

其次，如图5所示，仅以锚点γ1、γ2、γ3的数量，也就是说，本说明中仅3个，复制连结RRI的曲线图，并以锚点γ1、γ2、γ3的横轴的坐标点(index)为同相位的方式，将连结RRI的曲线图在横轴方向上平行移动并使其对齐。并且，计算出横轴坐标点一致的各RRI的平均值，将各坐标点的RRI的平均值连接起来而计算出的值是在图5表示、并在图6扩大表示的PRSA信号。这样，根据设定锚点γ1、γ2、γ3并相对各坐标点计算出平均值得出的PRSA信号，能得到在瞬间心率减少的前后，具有共同特性的变动模式。

另外，在以下说明中，将以成为同相位的方式对齐的锚点γ1、γ2、γ3只称作锚点γ。此外，在上述说明中，为了容易理解，对从3个连结RRI的曲线图计算出PRSA信号的情况进行了说明，但是图5所示的PRSA信号例示了复制连结更多的RRI的曲线图并进行合成的情况。

其次，运算部73b根据计算出的PRSA信号计算出AC(步骤S15)。

在此，AC用于通过对被PRSA信号平均化的RRI的減少部分进行解析，将交感神经的活动定量化。将锚点γ时间点的PRSA信号定义为X(0)、锚点γ随后的PRSA信号定义为X(1)、锚点γ的前一时间点的PRSA信号定义为X(－1)、得到X(－1)的时间点的前一时间点的PRSA信号定义为X(－2)时，AC为通过下述公式1定义的值。

(公式1)

$AC=\frac{X\left(0\right)+X\left(1\right)-X(-1)-X(-2)}{4}$

在此，AC的计算中使用了PRSA信号中上述的4个点，作为表示相邻RRI的減少趋势来说是足够的，但并不限定于此，也可使用更多点计算。

其次，以60秒为1个区间，计算出每个区间的AC的平均值，并与相邻区间的AC的平均值进行比较。具体而言，如图7(b)所示，将相邻区间的AC的平均值作为ACm(t)、ACm(t+1)时，将之前的ACm(t)的α倍和随后的ACm(t+1)进行比较(步骤S16)。在此，系数α为1.0～2.0，更优选为1.4。

这样进行比较，若ACm(t+1)为低于ACm(t)的α倍的值(步骤S16：Yes)，则判断就座者处于低清醒状态(步骤S17)。另一方面，若ACm(t+1)高于ACm(t)的α倍的值(步骤S16：No)，则判断就座者处于清醒状态(步骤S18)。

最后，控制装置70，判断是否有就座者按下未图示的停止开关等这一处理结束的指示(步骤S19)，若无指示，则返回获取电位差数据的步骤S11(步骤S19：No)，若有处理结束的指示，则结束处理(步骤S19：Yes)。

关于上述清醒度判断处理，特别是当步骤S13中记载的RRIm(t+1)小于RRIm(t)的条件和步骤S16中记载的ACm(t+1)小于ACm(t)的α倍的条件不被同时满足时，作为综合评价，不能判断为低清醒状态。

此外，关于步骤S13中RRI的平均值RRIm的计算区间及步骤S16中AC的平均值ACm的计算区间，以60秒为1个区间，但并不限定于此，也可以20～300秒为1个区间。此区间设定得越长，清醒判断越迟延，但是由于用于将各参数平均化的提取数据变多，因此清醒判断的可靠性会增高。

具体清醒判断示例。

其次，参照图8、图9所示的实测数据，对驾驶搭载了清醒装置10的车辆时如何进行上述清醒度判断处理进行具体说明。

在此，图8是表示连续曲线行驶时被测者的RRIm和ACm的变化的图，图9是表示高速道路行驶时被测者的RRIm和ACm的变化的图。

在这些图中，曲线图所示的各时间点的RRIm为在此时间点后1分钟得到的RRI的平均值，同样地，曲线图所示的各时间点的ACm为在此时间点后1分钟得到的AC的平均值。尤其是，在本实测的清醒判断中，将用于比较前后区间ACm的常数α设定为1.4，表示在各曲线图上进行清醒评价。

关于连续曲线行驶时的数据。

首先，把焦点放在连续转换行驶时的RRIm。在图8中，在表示2、7分钟时间点处的RRIm的点上圈上虚线圆表示。如这里所示，与1分钟时间点处的曲线图所示的RRIm相比较，关于其随后的区间所示的2分钟时间点处的曲线图所示的RRIm的值降低，另外，与6分钟时间点处的曲线图所示的RRIm相比较，其随后的7分钟时间点处的曲线图所示的RRIm的值降低。也就是说，在这些虚线圆所圈的时间点处，满足判断为低清醒状态的RRIm的条件。

进一步地，把焦点放在连续曲线行驶时的ACm。在表示8分钟时间点处的ACm的点上圈上虚线圆表示。如这里所示，与将7分钟时间点处记录的ACm的α倍数值相比较，表示其随后的区间的8分钟时间点处的ACm的值降低。也就是说，在此虚线圆所圈的时间点处，满足判断为低清醒状态的ACm的条件。

然而，如上所述，若非在同一区间RRIm的条件和ACm的条件均满足判断为低清醒，则作为综合评价，不能判断为低清醒状态。其结果，根据图8所示的数据，判断连续曲线行驶时的被测者在整个区间都不是低清醒状态，换言之，判断为保持清醒状态。

关于高速道路行驶时的数据。

其次，把焦点放在高速行驶时的RRIm。在图9中，在表示测量开始后的2、3、6、8分钟时间点处的RRIm的点上圈上虚线圆表示。如这里所示，与各自之前的RRIm相比较，其随后的区间表示的2、3、6、8分钟时间点处的RRIm的值降低，在这些虚线圆所圈的时间点处，满足判断为低清醒状态的RRIm的条件。

进一步地，把焦点放在高速道路行驶时的ACm的话，在表示测量开始后的1、2、4、8分钟时间点处的ACm点上圈上虚线圆表示，与各自之前的时间点记载的ACm的α倍数值相比较，表示其随后的区间的1、2、4、8分钟时间点处的ACm的值降低。在这些虚线圆所圈的时间点处，满足判断为低清醒状态的ACm的条件。

在此，在2、8分钟时间点处，满足用于判断为低清醒的RRIm的条件和ACm的条件。因此，作为综合评价，判断高速行驶时的被测者在2、8分钟时间点处为低清醒状态。

清醒保持处理。

其次，对清醒保持处理进行说明，该清醒保持处理是通过上述清醒度判断处理得到为低清醒状态的判断结果而根据该判断结果驱动振动马达M而进行。

首先，心率传感器20随着起动车辆引擎或按下未图示的起动开关，从就座者检测与身体电位相对应的电位信号。

由心率传感器20检测出的电位信号，通过信号处理回路30，作为电位差数据被存储于控制装置70的存储部72。也就是说，控制装置70获取就座者心率相关的电位差数据(步骤S21)。

其次，波形生成部73a根据获取的心率传感器20中的电位差数据，生成以电位差和时间为轴的如图3所示的心电波形数据(步骤S22)。

其次，运算部73b计算出在生成的心电波形数据中电位差瞬间变大的波形R波和相邻R波之间的时间间隔RRI，如图7(a)所示，以60秒为1个区间，计算出每个区间的RRI的平均值RRIm。

其次，判断部73c将计算出的RRIm(t)与随后的60秒的平均RRIm(t+1)相比较，判断RRIm(t+1)是否为低于之前的RRIm(t)的值(步骤S23)。

判断部73c判断RRIm(t+1)为高于RRIm(t)的值时(步骤S23：No)，返回获取电位差数据的步骤S21，判断部73c判断RRIm(t+1)为低于RRIm(t)的值时(步骤S23：Yes)，运算部73b计算出PRSA信号(步骤S24)。

进一步地，运算部73b根据计算出的PRSA信号计算出AC(步骤S25)。

其次，以60秒为1个区间计算出每个区间的AC的平均值，并比较相邻区间的AC的平均值。具体而言，如图7所示，将相邻区间的AC的平均值作为ACm(t)、ACm(t+1)时，将之前的ACm(t)的α倍的数值和随后的ACm(t+1)相比较(步骤S26)。在此，系数α为1.0～2.0，更优选为1.4。

这样进行比较，若ACm(t+1)为高于ACm(t)的α倍数值(步骤S26：No)，则返回获取电位差数据的步骤S21，另一方面，若ACm(t+1)为低于ACm(t)的α倍的数值(步骤S26：Yes)，则驱动部73d驱动振动马达M(步骤S27)。

驱动部73d在一定时间持续驱动振动马达M(步骤S28)，之后使振动马达M停止(步骤S29)。

最后，控制装置70判断有无就座者按下未图示的停止开关等处理结束的指示(步骤S30)，若无指示，则返回获取电位差数据的步骤S21(步骤S30：No)，若有处理结束的指示，则结束处理(步骤S30：Yes)。

根据上述清醒保持处理，能在表示就座者清醒降低的RRIm和ACm的条件齐备时驱动振动马达M，从而向就座者施加刺激，能有效保持就座者的清醒。

此外，关于步骤S23中RRI的平均值RRIm的计算区间及步骤S26中AC的平均值ACm的计算区间，以60秒为1个区间，但并不限定于此，也可以20～300秒为1个区间。此区间设定得越长，清醒判断越迟延，但是由于用于将各参数平均化的提取数据变多，因此清醒判断的可靠性会增高。

进一步地，在上述实施方式中，作为清醒判断的比较对象，在相邻区间比较ACm，ACm为被PRSA信号中X(1)、X(－1)、X(0)、X(－2)这样的指标数量的常数4所除得到值的平均值，但是比较前后区间的AC时，常数4共同存在于前后区间，所以AC定义公式中的分母中的常数4并非是必须的。因此，可以不比较前后区间的AC的平均值，而比较下述公式2定义的ACn的平均值。

(公式2)

ACn＝X(0)+X(1)-X(-1)-X(-2)

本实施方式中，主要对本发明涉及的清醒装置、座椅、以及清醒度判断方法进行了说明。

但是，上述实施方式仅仅为使本发明容易理解的一个例子，并不限定本发明。在不偏离本发明宗旨的范围内可以进行变更、改进，同时本发明包含其等价物是毋庸置疑的。

例如，在上述实施方式中，清醒装置作为判断就座者低清醒状态时由振动马达M向就座者施加刺激的装置进行了说明，但并不限定刺激的报知方法，也可以由其他方式报知低清醒状态。例如，清醒装置，判断为低清醒状态时，可以通过扬声器发出警报声音，也可以通过发光器发出光。进一步地，为了告知同乘者，也可以显示于车内设置的显示器上。

上述实施方式中，作为具体实施例说明了可搭载于汽车的车用座椅，但并不限定于此，也可以作为飞机、船等的乘坐物用座椅使用。进一步地，还可以使用于电影院、剧场用座椅、以及休闲座椅等其他座椅。

符号说明

S车用座椅

1座椅衬垫

2座椅靠背

10清醒装置

20心率传感器

30信号处理回路

70控制装置

72存储部

73a波形生成部

73b运算部

73c判断部

73d驱动部

M振动马达

Claims (10)

1.一种清醒装置，其特征在于：

具备：

心率传感器，获取人的心电位信号；

运算部，对从该心率传感器获得的所述心电位信号进行运算；

波形生成部，生成关于与所述心电位信号相关的心电波形的RRI波形，所述RRI波形为R波的间隔RRI(R-RInterval)在一定时间中的推移；

判断部，根据所述心电位信号判断所述人的清醒状态；

所述运算部，在由所述波形生成部生成的所述RRI波形中，将与之前的RRI的值相比所述RRI的值变低的时间点作为锚点，仅以所述锚点的数量复制所述RRI波形，以所述RRI波形的所述锚点时间点为同相位的方式移动已复制的所述RRI波形的时间轴，并计算出被定义为各时间轴上所述RRI的平均值的PRSA(Phase-RectifiedSignalAveraging)信号；

所述判断部，根据所述RRI的值和所述PRSA信号的值，判断所述人的清醒状态和低清醒状态。

2.根据权利要求1记载的清醒装置，其特征在于：

所述波形生成部，根据所述PRSA信号生成PRSA信号波形；

且在生成的所述PRSA信号波形中，将所述锚点时间点的所述PRSA信号定义为X(0)、所述锚点随后的心率的所述PRSA信号定义为X(1)、所述锚点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－1)、得出所述X(－1)的时间点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－2)，根据下述公式1定义ACn时，所述运算部，计算出一定时间中的所述RRI的平均值和所述ACn的平均值，所述判断部，根据所述运算部计算出的数值进行判断，相对于所述RRI的平均值，随后的所述RRI的平均值变低，且相对于所述ACn的平均值的常数α倍，随后的所述ACn的平均值变低时，判断所述人处于低清醒状态。

(公式1)

ACn＝X(0)+X(1)-X(-1)-X(-2)

3.根据权利要求2记载的清醒装置，其特征在于：

所述α为1.0～2.0。

4.根据权利要求2或3记载的清醒装置，其特征在于：

所述运算部，每20～300秒计算出所述RRI的平均值和所述ACn的平均值；

所述判断部，根据由所述运算部计算出的所述RRI的平均值和所述ACn的平均值，判断所述人的清醒状态。

5.根据权利要求2记载的清醒装置，其特征在于：

所述α为1.4。

6.根据权利要求4记载的清醒装置，其特征在于：

所述运算部，每60秒计算出所述RRI的平均值和所述ACn的平均值。

7.根据权利要求1至6中任意一项记载的清醒装置，其特征在于：

具备报知装置及驱动部，所述报知装置向所述人或周围人报知；所述驱动部在所述判断部判断所述人处于低清醒状态时，驱动所述报知装置从而向所述人或所述周围人报知。

8.一种座椅，其特征在于：

具备就座者就座的座椅衬垫、作为所述就座者靠背的座椅靠背、权利要求1记载的清醒装置；

所述心率传感器配设于所述座椅靠背中。

9.一种清醒度判断方法，其特征在于：

获取心电位信号；

生成关于与所述心电位信号相关的心电波形的RRI波形，所述RRI波形为R波的间隔RRI在一定时间中的推移；

在生成的所述RRI波形中，将与之前的RRI的值相比所述RRI的值变低的时间点作为锚点，仅以所述锚点的数量复制所述RRI波形，以所述RRI波形的所述锚点时间点为同相位的方式移动已复制的所述RRI波形的时间轴，并计算出被定义为各时间轴上所述RRI的平均值的PRSA信号；

根据所述RRI的值和所述PRSA信号的值，判断清醒状态和低清醒状态。

10.根据权利要求9记载的清醒度判断方法，其特征在于：

根据所述PRSA信号生成PRSA信号波形；

生成的所述PRSA信号波形中，将所述锚点时间点的所述PRSA信号定义为X(0)、所述锚点随后的心率的所述PRSA信号定义为X(1)、所述锚点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－1)、得到所述X(－1)的时间点的前一时间点的心率的所述PRSA信号定义为X(－2)，根据下述公式1定义ACn时，

计算出一定时间中的所述RRI的平均值和所述ACn的平均值；

根据计算出的值进行判断，相对于所述RRI的平均值，随后的所述RRI的平均值变低，且相对于所述ACn的平均值的常数α倍，随后的所述ACn的平均值变低时，判断处于低清醒状态。

(公式1)

ACn＝X(0)+X(1)-X(-1)-X(-2)