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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Herzschlagerfassungsvorrichtung,
die einen Herzschlag einer auf einem Sitz sitzenden Person basierend
auf Ausgabesignalen von an dem Sitz bereitgestellten piezoelektrischen
Sensoren erfasst.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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Es
gibt eine Herzschlagerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Herzschlags
einer Person, die auf einem Sitz eines Fahrzeugs wie etwa eines Automobils
sitzt. Herzschlagerfassungsvorrichtungen sind kategorisiert in eine
Vorrichtung eines einschränkenden Typs, bei der ein Sensor
zum Erfassen des Herzschlages der Person an einem Arm der Person
oder dergleichen angebracht wird, und eine Vorrichtung eines uneinschränkenden
Typs, bei der ein Sensor zum Erfassen des Herzschlags der Person nicht
an der Person angebracht wird. Die Herzschlagerfassungsvorrichtung
des einschränkenden Typs erfasst den Herzschlag sicher,
wenn der Sensor an einer vorbestimmten Position der Person angebracht wird.
Da ein Teil der Person eingeschränkt bzw. behindert wird,
wird die Peson jedoch davon abgehalten, sich frei zu bewegen, und
kann ein Nachteil dahingehend auftreten, dass eine Testperson spürt, dass
sein/ihr Herzschlag erfasst wird. Andererseits ist die Herzschlagerfassungsvorrichtung
des uneinschränkenden Typs im Hinblick darauf vorzuziehen, dass
der Peson ermöglicht wird, sich frei zu bewegen, und die
Testperson nicht spürt, dass sein/ihr Herzschlag erfasst
wird.
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Bei
einer Herzschlagerfassungsvorrichtung des nicht uneinschränkenden
Typs gemäß Patentveröffentlichung 1 ist
ein piezoelektrischer Sensor an einem Sitz eines Fahrzeugs bereitgestellt.
Der piezoelektrische Sensor erfasst einen Puls (d. h. einen Herzschlag)
eines Blutflusses einer auf dem Sitz sitzenden Person. Genauer gesagt
wird eine Frequenzanalyse auf einem Ausgabesignal des piezoelektrischen
Sensors ausgeführt und wird ein Leistungsspektrum berechnet.
Der Herzschlag der auf dem Sitz sitzenden Person wird erfasst, indem
aus dem Leistungsspektrum eine Signalkomponente extrahiert wird,
die einer Herzschlagfrequenz entspricht.
- Patentveröffentlichung
1: JP2004-345617A
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES
PROBLEM
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Bei
der Herzschlagerfassungsvorrichtung des uneinschränkenden
Typs kann ein derartiger Nachteil auftreten, dass der piezoelektrische
Sensor ein Signal basierend auf einem anderen Faktor bzw. Einfluss
als dem Herzschlag ausgibt, da die Herzschlagerfassungsvorrichtung
des uneinschränkenden Typs die Person nicht einschränkt.
Zum Beispiel können in einem Frequenzbereich des Herzschlags Signalkomponenten
umfasst sein, die sich etwa aus einer Bewegung der Person auf dem
Sitz (einer Körperbewegung) und einer Anordnung eines Objekts bzw.
Gegenstands auf dem Sitz ergeben. Daher bestimmt die Herzschlagerfassungsvorrichtung
gemäß Patentveröffentlichung 1 alle diejenigen
Signalkomponenten unter den Ausgabesignalen des piezoelektrischen
Sensors, die der Herzschlagfrequenz entsprechen, als die Herzschläge.
Wie vorstehend beschrieben können in den Signalkomponenten
des Herzschlags jedoch Signale umfasst sein, die sich etwa aus der
Bewegung der Person und der Anordnung des Objekts bzw. Gegenstands
ergeben. Insbesondere können Signale, die sich aus der
Anordnung des Objekts bzw. Gegenstands und einer Vibration eines
Fahrzeugs in einem Leerlaufzustand ergeben, als die Herzschlagsignale
bestimmt werden. Mit anderen Worten weist die Herzschlagerfassungsvorrichtung
gemäß Patentveröffentlichung 1 einen Nachteil
dahingehend auf, dass das Herzschlagsignal der Person nicht präzise
erhalten wird, da die Herzschlagerfassungsvorrichtung das Herzschlagsignal
bestimmt, ohne zu bestimmen, ob der Insasse auf dem Sitz sitzt oder
nicht.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Herzschlagerfassungsvorrichtung bereitzustellen,
die basierend auf einem Ausgabesignal eines piezoelektrischen Sensors
erfasst, ob ein Insasse auf einem Sitz sitzt oder nicht. Eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Herzschlagerfassungsvorrichtung
bereitzustellen, die aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen
Sensors präzise eine Signalkomponente erhält,
die eine Schwingungsverlaufsform eines Herzschlags der Person umfasst.
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MITTEL ZUR LÖSUNG
DES PROBLEMS
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Gemäß einem
Aspekt einer Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
zum Erreichen der vorstehend beschriebenen Aufgaben umfasst die
Herzschlagerfassungsvorrichtung eine Signalverarbeitungseinrichtung,
die eine Frequenzanalyse auf einem Ausgabesignal eines an einem
Sitz bereitgestellten piezoelektrischen Sensors ausführt, und
eine Bestimmungseinrichtung, die basierend auf einem Ergebnis der
Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung bestimmt, dass
die Signalkomponente eine Schwingungsverlaufsform einer sitzenden
Person umfasst, die angibt, dass eine Person auf dem Sitz sitzt,
wenn eine Amplitude einer Signalkomponente, die in dem Ausgabesignal
umfasst ist und innerhalb eines ersten vorbestimmten Frequenzbereichs
liegt, innerhalb eines vorbestimmten Amplitudenbereichs liegt.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt werden auf dem Ausgabesignal des
piezoelektrischen Sensors die Frequenzanalyse und eine Amplitudenanalyse
ausgeführt. Mit anderen Worten wird, indem die Frequenzanalyse
auf dem Ausgabesignal des piezoelektrischen Sensors ausgeführt
wird, die Signalkomponente erhalten, die der Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person entspricht. Die Schwingungsverlaufsform der
sitzenden Person entspricht der Frequenz, die sich zum Beispiel
aus einem Puls eines Blutflusses (d. h. dem Herzschlag) oder einer
Atmung der auf dem Sitz sitzenden Person ergibt. Ferner wird, indem
berücksichtigt wird, dass sich Amplituden von Signalkomponenten
voneinander unterscheiden, wenn der piezoelektrische Sensor den
Herzschlag der auf dem Sitz sitzenden Person, eine Bewegung der
Person auf dem Sitz und eine Anordnung eines Objekts bzw. Gegenstands
auf dem Sitz erfasst, die Amplitudenanalyse auf der Signalkomponente
ausgeführt, die innerhalb des ersten vorbestimmten Frequenzbereichs
liegt. Somit werden Signale beseitigt bzw. entfernt, die durch die
Anordnung des Objekts bzw. Gegenstands auf dem Sitz, durch die Bewegung
der Person auf dem Sitz und durch eine Vibration eines leerlaufenden
Fahrzeugs erzeugt werden. Dadurch wird die Herzschlagerfassungsvorrichtung
bereitgestellt, die aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen
Sensors sicher die Signalkomponente erhält, die die Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfasst, die angibt, dass die Person auf dem
Sitz sitzt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung bestimmt die Bestimmungseinrichtung, dass ein potentielles
Herzschlagsignal, das aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen
Sensors extrahiert wird, das Herzschlagsignal der Person ist, wenn
die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Signalkomponente die
Schwingungsverlaufsform der sitzenden Person umfasst.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt wird die Person als auf dem Sitz
sitzend bestimmt. Daher ist das aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen
Sensors extrahierte potentielle Herzschlagsignal sicher das Herzschlagsignal
der Person. Dadurch wird aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen
Sensors die Signalkomponente genau erhalten, die die Schwingungsverlaufsform
des Herzschlags der Person umfasst.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist der piezoelektrische Sensor eine Vielzahl von an dem
Sitz bereitgestellten piezoelektrischen Sensoren.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt ist die Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren an dem Sitz bereitgestellt. Dadurch ist es, in welcher Lage
auch immer die Person auf dem Sitz sitzt, wahrscheinlicher, dass
die Schwingungsverlaufsform des Herzschlags der Person durch einen
der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren erfasst wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung führt die Signalverarbeitungseinrichtung die Frequenzanalyse
auf den jeweiligen Ausgabesignalen der Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren separat aus, und ist die Bestimmungseinrichtung konfiguriert
zu bestimmen, dass zumindest eines von zwei oder mehr der potentiellen
Herzschlagsignale das Herzschlagsignal der Person ist, wenn jedes
von zwei oder mehr der potentiellen Herzschlagsignale, die aus jeder
von zwei oder mehr der Signalkomponenten extrahiert werden, die
in jedem der Ausgabesignale von zwei oder mehr der piezoelektrischen Sensoren
unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren umfasst sind und
innerhalb des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs liegen, während eines
vorbestimmten Zeitrahmens liegt, und wenn jede der Signalkomponenten,
die in jedem der Ausgabesignale von zwei oder mehr der piezoelektrischen
Sensoren umfasst sind und innerhalb des ersten vorbestimmten Frequenzbereichs
liegen, basierend auf dem Ergebnis der Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung
auf jedem der Ausgabesignale als die Schwingungsverlaufsform der
sitzenden Peson umfassend bestimmt wird.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt bestimmt die Bestimmungseinrichtung,
dass zumindest eines der potentiellen Herzschlagsignale kein Rauschen
bzw. keine Störung ist, sondern das Herzschlagsignal ist,
das sich aus dem Puls des Blutflusses (d. h. dem Herzschlag) der
auf dem Sitz sitzenden Person ergibt, wenn die Person als auf dem Sitz
sitzend bestimmt wird, und wenn die durch die Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren erhaltenen potentiellen Herzschlagsignale innerhalb des
vorbestimmten Zeitrahmens liegen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung führt die Signalverarbeitungseinrichtung die Frequenzanalyse
auf den jeweiligen Ausgabesignalen einer Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren separat aus, und ist die Bestimmungseinrichtung konfiguriert
zu bestimmen, dass jedes von zwei oder mehr der potentiellen Herzschlagsignale
das Herzschlagsignal der Person ist, wenn jedes von zwei oder mehr
der potentiellen Herzschlagsignale, die aus jedem von zwei oder
mehr der Signalkomponenten extrahiert werden, die in jedem der Ausgabesignale
von zwei oder mehr der piezoelektrischen Sensoren unter der Vielzahl
von piezoelektrischen Sensoren umfasst sind und innerhalb des zweiten
vorbestimmten Frequenzbereichs liegen, während eines vorbestimmten
Zeitrahmens liegt, und wenn jede der Signalkomponenten, die in jedem
der Ausgabesignale von zwei oder mehr der piezoelektrischen Sensoren
umfasst sind und innerhalb des ersten vorbestimmten Frequenzbereichs
liegen, basierend auf dem Ergebnis der Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung
auf jedem der Ausgabesignale als die Schwingungsverlaufsform der
sitzenden Person umfassend bestimmt wird.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt bestimmt die Bestimmungseinrichtung,
dass jedes der potentiellen Herzschlagsignale nicht das Rauschen
bzw. die Störung ist, sondern das Herzschlagsignal ist,
das sich aus dem Puls des Blutflusses (d. h. dem Herzschlag) der
auf dem Sitz sitzenden Person ergibt, wenn die Person als auf dem
Sitz sitzend bestimmt wird, und wenn die durch die Vielzahl von
piezoelektrischen Sensoren erhaltenen potentiellen Herzschlagsignale
innerhalb des vorbestimmten Zeitrahmens liegen. Somit wird durch
Vergleich der durch die piezoelektrischen Sensoren erhaltenen potentiellen
Herzschlagsignale genau bestimmt, ob die potentiellen Herzschlagsignale
die Herzschlagsignale der Person sind oder nicht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung führt die Signalverarbeitungseinrichtung die Frequenzanalyse
auf den jeweiligen Ausgabesignalen einer Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren separat aus, und ist die Bestimmungseinrichtung konfiguriert
zu bestimmen, dass das erste potentielle Herzschlagsignal das Herzschlagsignal
des menschlichen Körpers ist, wenn ein zweites potentielles Herzschlagsignal,
das aus einer zweiten Signalkomponente extrahiert wird, die in dem
Ausgabesignal eines zweiten piezoelektrischen Sensors unter der Vielzahl
von piezoelektrischen Sensoren umfasst ist und innerhalb eines zweiten
vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, während des vorbestimmten Zeitrahmens
vor und/oder nach einer Höchstwertzeit eines ersten potentiellen
Herzschlagsignals liegt, das aus einer ersten Signalkomponente extrahiert
wird, die in dem Ausgabesignal des ersten piezoelektrischen Sensors
unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren umfasst ist und
innerhalb des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, und
wenn die Signalkomponenten, die in den Ausgabesignalen des ersten
und des zweiten piezoelektrischen Sensors umfasst sind und innerhalb
des ersten Frequenzbereichs liegen, basierend auf einem Ergebnis der
Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung, die auf jedem
der Ausgabesignale der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren ausgeführt wird,
die Schwingungsverlaufsform der sitzenden Person umfassen.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt bestimmt die Bestimmungseinrichtung,
dass das erste potentielle Herzschlagsignal nicht das Rauschen bzw.
die Störung ist, sondern das Herzschlagsignal ist, das
sich aus dem Puls des Blutflusses (d. h. dem Herzschlag) der auf
dem Sitz sitzenden Person ergibt, wenn die Person als auf dem Sitz
sitzend bestimmt wird, und wenn das durch den zweiten piezoelektrischen
Sensor erhaltene zweite potentielle Herzschlagsignal innerhalb des
vorbestimmten Zeitrahmens nach der Höchstwertzeit des ersten
potentiellen Herzschlagsignals liegt, das durch den ersten piezoelektrischen
Sensor unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren erhalten
wird. Somit wird durch Vergleich der durch die Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren erhaltenen potentiellen Herzschlagsignale genau bestimmt,
ob die potentiellen Herzschlagsignale die Herzschlagsignale der
Person sind oder nicht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung führt die Signalverarbeitungseinrichtung die Frequenzanalyse
auf den jeweiligen Ausgabesignalen einer Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren separat aus, und ist die Bestimmungseinrichtung konfiguriert
zu bestimmen, dass das zweite potentiell Herzschlagsignal das Herzschlagsignal
des menschlichen Körpers ist, wenn ein zweites potentielles Herzschlagsignal,
das aus einer zweiten Signalkomponente extrahiert wird, die in dem
Ausgabesignal eines zweiten piezoelektrischen Sensors unter der Vielzahl
von piezoelektrischen Sensoren umfasst ist und innerhalb eines zweiten
vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, während des vorbestimmten Zeitrahmens
vor und/oder nach einer Höchstwertzeit eines ersten potentiellen
Herzschlagsignals liegt, das aus einer ersten Signalkomponente extrahiert
wird, die in dem Ausgabesignal des ersten piezoelektrischen Sensors
unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren umfasst ist und
innerhalb des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, und
wenn die Signalkomponenten, die in den Ausgabesignalen des ersten
und des zweiten piezoelektrischen Sensors umfasst sind und innerhalb
des ersten Frequenzbereichs liegen, basierend auf einem Ergebnis der
Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung, die auf jedem
der Ausgabesignale der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren ausgeführt wird,
die Schwingungsverlaufsform der sitzenden Person umfassen.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt bestimmt die Bestimmungseinrichtung,
dass das zweite potentielle Herzschlagsignal nicht das Rauschen
bzw. die Störung ist, sondern das Herzschlagsignal ist,
das sich aus dem Puls des Blutflusses (d. h. dem Herzschlag) der
auf dem Sitz sitzenden Person ergibt, wenn die Person als auf dem
Sitz sitzend bestimmt wird, und wenn das durch den zweiten piezoelektrischen
Sensor erhaltene zweite potentielle Herzschlagsignal innerhalb des
vorbestimmten Zeitrahmens nach der Höchstwertzeit des ersten
potentiellen Herzschlagsignals liegt, das durch den ersten piezoelektrischen
Sensor unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren erhalten
wird. Somit wird durch Vergleich der durch die Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren erhaltenen potentiellen Herzschlagsignale genau bestimmt,
ob die potentiellen Herzschlagsignale die Herzschlagsignale der
Person sind oder nicht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Herzschlagerfassungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung führt die Signalverarbeitungseinrichtung die Frequenzanalyse
auf den jeweiligen Ausgabesignalen einer Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren separat aus, ist die Bestimmungseinrichtung konfiguriert
zu bestimmen, dass jede von zwei oder mehr Signalkomponenten das
Herzschlagsignal der Person ist, wenn jede von zwei oder mehr der
Signalkomponenten, die in jedem der Ausgabesignale von zwei oder
mehr der piezoelektrischen Sensoren unter der Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren umfasst sind und innerhalb eines zweiten vorbestimmten
Frequenzbereichs liegen, während eines vorbestimmten Zeitrahmens
liegt, und wenn jede der Signalkomponenten, die in jedem der Ausgabesignale
von zwei oder mehr der piezoelektrischen Sensoren umfasst sind und
innerhalb des ersten vorbestimmten Frequenzbereichs liegen, basierend
auf den Ergebnissen der Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung
auf jedem der Ausgabesignale als die Schwingungsverlaufsform der
sitzenden Person umfassend bestimmt wird, und die Bestimmungseinrichtung
so konfiguriert ist, dass die Bestimmungseinrichtung, wenn das durch
einen anderen piezoelektrischen Sensor erfasste Herzschlagsignal
während eines vorbestimmten Zeitrahmens vor und/oder nach einer
Höchstwertzeit des durch den piezoelektrischen Basissensor
erfassten Herzschlagsignals liegt, einen Punkt an den piezoelektrischen
Basissensor und den anderen piezoelektrischen Sensor bereitstellt,
so dass der Punkt in den piezoelektrischen Sensoren summiert wird,
und die Bestimmungseinrichtung das Herzschlagsignal basierend auf
dem Ausgabesignal des piezoelektrischen Sensors ausgibt, indem die
höchste Punktzahl summiert ist.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Aspekt wird die höchste Punktzahl
in dem piezoelektrischen Sensor summiert, der die Herzschlagsignale der
Person sehr oft erfasst. Indem eine Punktebewertung von jedem der
piezoelektrischen Sensoren ausgeführt wird, wird bestimmt,
welcher piezoelektrische Sensor unter der Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren die Herzschlagsignale der Person häufig erfasst.
Dadurch ist es, wenn ein piezoelektrischer Sensor unter der Vielzahl
von piezoelektrischen Sensoren verwendet werden muss, indem der
piezoelektrische Sensor verwendet wird, in dem die höchste Punktzahl
summiert ist, wahrscheinlicher, dass die Herzschlagsignale der Person
erfasst werden.
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BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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Nachstehend
wird hierin unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung eine
Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Aufgabe der Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Herzschlag einer auf
einem Sitz 2 sitzenden Person zu erfassen. Ein Sensor eines
uneinschränkenden Typs ist an die Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 angepasst,
um zu ermöglichen, dass sich eine Testperson frei bewegt,
und damit die Testperson nicht spürt, dass sein/ihr Herzschlag
erfasst wird. Genauer gesagt sind piezoelektrische Sensoren 1 (1A
bis 1D) eines uneinschränkenden Typs, die gemäß 1 veranschaulicht
sind, an einem Sitzabschnitt des Sitzes 2 bereitgestellt.
Eine Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren 1A bis 1D ist an dem
Sitz 2 bereitgestellt, und daher wird der Herzschlag der
Person erfasst, wo auch immer die Person auf dem Sitz 2 sitzt.
Die piezoelektrischen Sensoren 1A bis 1D können an einem
Rückenlehnenabschnitt des Sitzes 2 oder dergleichen
bereitgestellt sein, solange der Herzschlag der Person erfasst wird.
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1 ist
ein Blockschaltbild, das eine Funktion der Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 umfasst eine
Signalverarbeitungseinrichtung 15 und eine Bestimmungseinrichtung 16.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 15 führt eine
Frequenzanalyse auf Ausgabesignalen der an dem Sitz 2 bereitgestellten
piezoelektrischen Sensoren 1 aus. Wenn eine Amplitude einer
Signalkomponente, die in den Ausgabesignalen umfasst ist und innerhalb
eines vorbestimmten Frequenzbereichs (der als ein erster vorbestimmter Frequenzbereich
gemäß der Erfindung dient) liegt, innerhalb eines
vorbestimmten Amplitudenbereichs liegt, bestimmt die Bestimmungseinrichtung 16 basierend
auf einem Ergebnis der Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung 15,
dass die Signalkomponente eine Schwingungsverlaufs- bzw. Wellenform
einer sitzenden Person umfasst, die angibt, dass die Person auf
dem Sitz 2 sitzt (die auf dem Sitz 2 sitzende
Person sich in einem im Wesentlichen stillen Zustand befindet).
Ferner kann die Signalverarbeitungseinrichtung 15 so modifiziert
werden, dass sie eine Verstärkungsverarbeitung auf den
Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1 ausführt. Außerdem
können die Signalverarbeitungseinrichtung 15 und
die Bestimmungseinrichtung 16 die Ausgabesignale der Vielzahl von
piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B, 1C und 1D separat verarbeiten.
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2A ist
eine Darstellung, die das Ausgabesignal des einzelnen piezoelektrischen
Sensors 1 veranschaulicht, das in die Signalverarbeitungseinrichtung 15 eingegeben
wird. 3A ist eine Darstellung, die
das Ausgabesignal eines anderen piezoelektrischen Sensors 1 veranschaulicht,
das in die Signalverarbeitungseinrichtung 15 eingegeben
wird. Die Darstellungen gemäß 2A und 3A werden
in dem gleichen Zeitrahmen erhalten, aber Schwingungsverlaufsformen
von Signalen unterscheiden sich voneinander. Die Ausgabesignale
werden erhalten, wenn die Person auf dem Sitz 2 sitzt.
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Die
piezoelektrischen Sensoren 1 sind an dem Sitz 2 bereitgestellt.
Daher werden von den piezoelektrischen Sensoren 1, wenn
der Sitz 2 vibriert und die Vibration an die piezoelektrischen
Sensoren 1 übertragen wird, Ausgabesignale ausgegeben,
die einer Frequenz und einer Amplitude der Vibration entsprechen.
Der Sitz 2 vibriert, wenn der Puls eines Blutflusses (d.
h. der Herzschlag) der auf dem Sitz 2 sitzenden Person
vorliegt, wenn die Peson auf dem Sitz 2 sitzt, wenn die
Peson von dem Sitz 2 aufsteht, wenn sich die Person bewegt,
während sie sitzt, wenn ein Objekt bzw. Gegenstand auf
dem Sitz 2 platziert wird, und dergleichen. In einem Fall,
in dem der Sitz 2 an einem Fahrzeug wie etwa einem Automobil
eingepasst ist, kann eine Vibration des Fahrzeugs selbst (zum Beispiel
eine Vibration des Fahrzeugs in einem Leerlaufzustand) die Vibration
des Sitzes 2 verursachen.
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Die
Signalverarbeitungseinrichtung 15 der Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 führt
die Frequenzanalyse auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen
Sensoren 1 aus, um Signalkomponenten, die innerhalb des
vorbestimmten Frequenzbereichs liegen, der einem Frequenzbereich
der Schwingungsverlaufsform der sitzenden Person entspricht, von
den Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1 abzugrenzen.
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Signalkomponenten,
die sich daraus ergeben, dass sich die Person auf den Sitz 2 setzt,
die Person von dem Sitz 2 aufsteht, sich die Person bewegt,
während sie sitzt, das Objekt bzw. der Gegenstand auf dem
Sitz 2 angeordnet wird, und das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand
vibriert, können innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs
umfasst sein. Wenn die Signalkomponenten unterschiedliche Herkünfte
bzw. Quellen haben, unterscheiden sich jedoch die Stärken
der Signalkomponenten, das heißt Amplituden der Signalkomponenten.
Zum Beispiel sind eine Amplitude der Signalkomponente, die sich
aus einer Vibration ergibt, die erzeugt wird, wenn sich die Person
auf den Sitz 2 setzt, eine Amplitude der Signalkomponente,
die sich aus einer Vibration ergibt, die erzeugt wird, wenn die
Person von dem Sitz 2 aufsteht, und eine Amplitude der
Signalkomponente, die sich aus einer Vibration ergibt, die erzeugt wird,
wenn sich die Person bewegt, während sie sitzt, extrem
hoch. Andererseits ist eine Amplitude der Signalkomponente, die
der Schwingungsverlaufsform der sitzenden Person entspricht, die
angibt, dass die Person auf dem Sitz 2 sitzt, relativ niedrig.
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Wenn
die Amplitude der Signalkomponente, die in den Ausgabesignalen der
piezoelektrischen Sensoren 1 umfasst ist und innerhalb
des vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, innerhalb des vorbestimmten
Amplitudenbereichs liegt, bestimmt die Bestimmungseinrichtung 16 basierend
auf dem Ergebnis der Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung 15,
dass die Signalkomponente die Schwingungsverlaufsform der sitzenden
Person umfasst, die angibt, dass die Person auf dem Sitz 2 sitzt. Somit
führt die Bestimmungseinrichtung 16 sowohl die
Frequenzanalyse als auch die Amplitudenanalyse basierend auf den
Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1 aus.
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Wie
es gemäß 1 veranschaulicht
ist, führt die Signalverarbeitungseinrichtung 15 eine
Signalverarbeitung auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen
Sensoren 1 mit Hilfe eines ersten Filterabschnitts 11 neben
einer Signalverarbeitung auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen
Sensoren 1 mit Hilfe eines zweiten Filterabschnitts 12 und
eines dritten Filterabschnitts 13 aus. Basierend auf einem Ergebnis
der Signalverarbeitung mit Hilfe des ersten Filterabschnitts 11 und
auf Ergebnissen der Signalverarbeitung mit Hilfe des zweiten und
des dritten Filterabschnitts 12 und 13 bestimmt
die Bestimmungseinrichtung 16, ob die Person auf dem Sitz 2 sitzt oder
nicht.
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Der
erste Filterabschnitt 11 führt die Frequenzanalyse
zum Filtern und Beseitigen bzw. Entfernen einer Signalkomponente
aus den Ausgabesignalen aus, die innerhalb eines Frequenzbereichs
eines Leerlaufs des Fahrzeugs liegt, an dem der Sitz 2 eingepasst
ist (zum Beispiel gleich oder größer 10 Hz). Wenn
weder die Person noch das Objekt auf dem Sitz 2 vorhanden
ist, sind Amplituden der Signalkomponente nach der durch den ersten
Filterabschnitt 11 ausgeführten Signalverarbeitung
extrem niedrig. Wenn die Person, das Objekt oder dergleichen auf
dem Sitz 2 vorhanden ist, sind andererseits die Amplituden
der Signalkomponente nach der durch den ersten Filterabschnitt 11 ausgeführten
Signalverarbeitung einigermaßen hoch. Daher bestimmt basierend
auf dem Ergebnis der Signalverarbeitung des ersten Filterabschnitts 11 durch
Analyse der Amplituden der Signalkomponenten nach der Signalverarbeitung
des Filterabschnitts 11 die Bestimmungseinrichtung 16,
ob der Sitz 2 leer ist oder ob der Sitz 2 durch
die Person, das Objekt oder dergleichen besetzt ist.
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Wie
vorstehend beschrieben werden die Frequenzanalyse und die Amplitudenanalyse
auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1 mit
Hilfe des ersten Filterabschnitts 11 der Signalverarbeitungseinrichtung 15 und
der Bestimmungseinrichtung 16 ausgeführt.
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Der
zweite Filterabschnitt 12 führt die Frequenzanalyse
aus, um eine Signalkomponente, die innerhalb eines vorbestimmten
Frequenzbereichs liegt, der einem Frequenzbereich des Herzschlags entspricht,
aus den Ausgabesignalen zu filtern und zu extrahieren. Der dritte
Filterabschnitt 13 führt die Frequenzanalyse aus,
um eine Signalkomponente, die innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs liegt,
der niedriger ist als der Frequenzbereich des Herzschlags, zu filtern
und zu extrahieren. Daher ist die aus dem dritten Filterabschnitt 13 ausgegebene Signalkomponente
die Signalkomponente, deren Frequenzbereich niedriger ist als der
Frequenzbereich des Herzschlags. In einem solchen Frequenzbereich
ist eine Frequenz der Schwingungsverlaufsform der sitzenden Person
umfasst, die angibt, dass die Person auf dem Sitz 2 sitzt,
wie etwa eine Atmung der Person. Die nach einer Verarbeitung des
zweiten und des dritten Filterabschnitts 12 und 13 ausgegebene
Signalkomponente ist die Signalkomponente, die die Frequenz umfasst,
die innerhalb des ersten vorbestimmten Frequenzbereichs gemäß der
vorliegenden Erfindung liegt.
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Wie
vorstehend beschrieben werden die Frequenzanalyse und die Amplitudenanalyse
auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1 mit
Hilfe des zweiten und des dritten Filterabschnitts 12 und 13 der
Signalverarbeitungseinrichtung 15 und der Bestimmungseinrichtung 16 ausgeführt.
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Eine
ausführliche Beschreibung der Verarbeitung, die durch die
Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wird
hierin nachstehend bereitgestellt. Die Bestimmungseinrichtung 16 bestimmt,
dass nichts auf dem Sitz 2 vorhanden ist, wenn die Amplitude
der Signalkomponente nach der Signalverarbeitung des ersten Filterabschnitts 11 kleiner
ist als ein erster Schwellenwert. Mit anderen Worten bestimmt die
Bestimmungseinrichtung 16, dass die piezoelektrischen Sensoren 1 keine
anderen Vibrationen als die Vibration der Frequenz erfassen, die
durch den ersten Filterabschnitt 11 beseitigt bzw. entfernt
wird und sich aus dem Leerlauf ergibt. Das heißt, dass
die Bestimmungseinrichtung 16 erfasst, dass sich der Sitz 2 in
einem leeren Zustand befindet. Andererseits bestimmt die Bestimmungseinrichtung 16,
dass die Person, das Objekt oder dergleichen auf dem Sitz 2 vorhanden
ist, wenn die Amplituden der Signalkomponente nach der Signalverarbeitung
des ersten Filterabschnitts 11 gleich oder größer
dem ersten Schwellenwert sind. Wie es hierin nachstehend beschrieben wird,
führen der zweite und der dritten Filterabschnitt 12 und 13 die
Signalverarbeitung aus, um zu analysieren, was auf dem Sitz 2 vorhanden
ist, zum Beispiel die Person oder das Objekt.
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4A und 4B sind
Darstellungen, die Schwingungsverlaufsformen der Signalkomponenten
nach der Signalverarbeitung (der Frequenzanalyse) darstellen, die auf
dem von dem piezoelektrischen Sensor 1 ausgegebenen Ausgabesignal
gemäß 2A mit
Hilfe des zweiten und des dritten Filterabschnitts 12 und 13 ausgeführt
wird. 4A und 4B unterscheiden
sich voneinander nur in einem Maßstab von Längsachsen.
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Wenn
die Amplitude der Signalkomponente nach der Signalverarbeitung des
zweiten und des dritten Filterabschnitts 12 und 13 innerhalb
eines vorbestimmten Amplitudenbereichs liegt, dessen obere Grenze
durch einen zweiten Schwellenwert Th2 definiert ist, bestimmt die
Bestimmungseinrichtung 16 (führt sie die Amplitudenanalyse
so aus), dass das Objekt auf dem Sitz 2 vorhanden ist.
Ferner, wenn die Amplitude der Signalkomponente nach der Signalverarbeitung
des zweiten und des dritten Filterabschnitts 12 und 13 innerhalb
eines vorbestimmten Amplitudenbereichs liegt, dessen untere Grenze durch
einen dritten Schwellenwert Th3 definiert ist, bestimmt die Bestimmungseinrichtung 16 (führt
sie die Amplitudenanalyse so aus), dass sich die Person auf dem
Sitz 2 bewegt. Außerdem, wenn die Amplitude der
Signalkomponente nach der Signalverarbeitung des zweiten und des
dritten Filterabschnitts 12 und 13 innerhalb eines
vorbestimmten Amplitudenbereichs liegt, dessen untere Grenze durch
den zweiten Schwellenwert Th2 definiert ist und dessen obere Grenze
durch den dritten Schwellenwert Th3 definiert ist, bestimmt die
Bestimmungseinrichtung 16 (führt sie Amplitudenanalyse
so aus), dass die Person auf dem Sitz 2 sitzt.
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Die
herkömmliche Herzschlagerfassungsvorrichtung bestimmt nicht,
ob die Person auf dem Sitz 2 sitzt, basierend auf dem Ausgabesignal
des piezoelektrischen Sensors 1. Wie vorstehend beschrieben
bestimmt die Herzschlagerfassungsvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung jedoch, ob die Person auf dem Sitz 2 sitzt,
basierend auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1.
Daher wird eine Signalkomponente, die die Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfasst, aus den Ausgabesignalen der piezoelektrischen
Sensoren 1 genau erhalten.
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2B und 3B sind
Darstellungen, die Ergebnisse einer Sitzbedingungsbestimmung darstellen,
die durch die Bestimmungseinrichtung 16 auf den Signalkomponenten
nach der Signalverarbeitung (der Frequenzanalyse) des ersten, des
zweiten und des dritten Filterabschnitts 11, 12 und 13 (den gemäß 4A und 4B veranschaulichten Schwingungsverlaufsformen)
ausgeführt wird. Die Bestimmungseinrichtung 16 bestimmt
basierend auf den Ergebnissen der Frequenzanalyse und der Amplitudenanalyse
auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1,
ob das Objekt auf dem Sitz 2 erfasst wird, ob das Sitzen
der Person auf dem Sitz 2 erfasst wird, ob die Bewegung
der Person auf dem Sitz 2 erfasst wird, oder ob der Sitz 2 leer
ist. Während das Sitzen immer aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen
Sensors 1 gemäß 2A erfasst wird,
wird das Sitzen aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen Sensors 1 gemäß 3A diskontinuierlich
bzw. unstetig erfasst. Daher wird das Sitzen der Person aus dem
Ausgabesignal des piezoelektrischen Sensors 1 gemäß 3A nicht
geeignet erfasst. Dementsprechend wird der Herzschlag nicht genau
erfasst, selbst wenn versucht wird, die Herzschlagsignale von dem
piezoelektrischen Sensor 1 zu erfassen.
-
[Zweites Ausführungsbeispiel]
-
Eine
Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel eine Verarbeitung ausführt,
bei der Ausgabesignale einer Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren
1A, 1B, 1C und 1D verglichen werden. 5 ist ein
Blockschaltbild, das eine Funktion der Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 umfasst
eine Signalverarbeitungseinrichtung 25 und eine Bestimmungseinrichtung 26.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 25 führt eine
Frequenzanalyse auf Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1 (1A,
1B, 1C, 1D) aus, die an einem Sitz 2 bereitgestellt sind.
Die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt basierend auf einem
Ergebnis der Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung 25,
ob eine Person auf dem Sitz 2 sitzt, und ob potentielle Herzschlagsignale,
die aus den Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1 extrahiert
werden, ein Herzschlag der Person sind. Ebenso wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel umfasst die Signalverarbeitungseinrichtung 25 einen
ersten, einen zweiten und einen dritten Filterabschnitt, 21, 22 und 23.
Funktionen des ersten, des zweiten und des dritten Filterabschnitts 21, 22 und 23 sind
die gleichen wie Funktionen des ersten, des zweiten und des dritten
Filterabschnitts 11, 12 und 13 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. Die Signalverarbeitungseinrichtung 25 führt
die Frequenzanalyse auf jedem der Ausgabesignale der piezoelektrischen
Sensoren 1 aus. Die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt
basierend auf Ergebnissen der Frequenzanalyse und der Amplitudenanalyse
auf den Ausgabesignalen der piezoelektrischen Sensoren 1,
ob ein Objekt bzw. Gegenstand auf dem Sitz 2 erfasst wird, ob
ein Sitzen der Person auf dem Sitz 2 erfasst wird, ob eine
Bewegung der Person auf dem Sitz 2 erfasst wird, oder ob
der Sitz 2 leer ist.
-
Ein
vierter Filterabschnitt 4 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel führt eine Glättung und
eine Nulldurchgangsextraktion auf Signalkomponenten aus, die innerhalb
eines Frequenzbereichs liegen, der einer Schwingungsverlaufsform
des Herzschlags entspricht und durch die Frequenzanalyse des zweiten
Filterabschnitts 22 erhalten werden. Signalkomponenten,
die durch eine Signalverarbeitung des zweiten Filterabschnitts 22 und
des vierten Filterabschnitts 24 extrahiert werden, sind
die Signalkomponenten, die eine Frequenz innerhalb eines zweiten vorbestimmten
Frequenzbereichs gemäß der vorliegenden Erfindung
umfassen.
-
6A ist
eine Darstellung, die das Ausgabesignal des einzelnen piezoelektrischen
Sensors 1 veranschaulicht, das in die Signalverarbeitungseinrichtung 25 eingegeben
wird. 6B ist eine Darstellung, die
ein Ergebnis einer Sitzbedingungsbestimmung veranschaulicht, die
in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
auf dem Ausgabesignal nach der Signalverarbeitung (der Frequenzanalyse)
mit Hilfe des zweiten und des dritten Filterabschnitts 22 und 23 ausgeführt
wird. Diese Darstellungen sind die gleichen wie die Darstellungen
gemäß 2A und 2B.
-
6C ist
eine Darstellung, die potentielle Herzschlagsignale veranschaulicht,
die durch die Signalverarbeitung (die Frequenzanalyse) mit Hilfe
des zweiten und des vierten Filterabschnitts 22 und 24 erhalten
werden. Genauer gesagt führt der vierte Filterabschnitt 24 die
Glättung auf den Signalkomponenten nach der Frequenzanalyse
des zweiten Filterabschnitts 22 aus, und extrahiert er
dann den Nulldurchgang (d. h. extrahiert er die potentiellen Herzschlagsignale).
Mit anderen Worten ist 6C eine Darstellung, die die
potentiellen Herzschlagsignale veranschaulicht, die in dem Ausgabesignal
des piezoelektrischen Sensors 1 umfasst sind.
-
Die
Ausgabesignale der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B,
1C und 1D, die an dem Sitz 2 bereitgestellt sind, werden
in die Signalverarbeitungseinrichtung 25 eingegeben. Es
wird die gleiche Anzahl von Daten potentieller Herzschlagsignale,
wie sie gemäß 6C veranschaulicht
sind, wie die Anzahl der piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B, 1C und
1D erhalten. Genauer gesagt führt die Signalverarbeitungseinrichtung 25 der
Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel die Frequenzanalyse bezüglich
jedes der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B, 1C und
1D aus, und werden die Daten der potentiellen Herzschlagsignale
nach der Signalverarbeitung in die Bestimmungseinrichtung 26 eingegeben.
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Die
vorstehend beschriebenen potentiellen Herzschlagsignale werden ungeachtet
der Ergebnisse der Bestimmung eines Sitzens der Person auf dem Sitz 2 extrahiert.
Daher können sich die Signale aus einer auf dem Sitz 2 durch
die Person erzeugten Bewegung oder aus einer auf dem Sitz 2 erzeugten Vibration
des Objekts ergeben. In der gleichen Art und Weise, die vorstehend
beschrieben ist, bestimmt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
wenn das Ausgabesignal des piezoelektrischen Sensors 1, durch
den das potentielle Herzschlagsignal erfasst wird, als eine Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfassend bestimmt wird, die Bestimmungseinrichtung 26 basierend
auf Ergebnissen der Frequenzanalyse und der Amplitudenanalyse des zweiten
Filterabschnitts 22, des dritten Filterabschnitts 23 und
der Bestimmungseinrichtung 26, dass das von dem piezoelektrischen
Sensor 1 extrahierte potentielle Herzschlagsignal das Herzschlagsignal
ist. Daher wird das Herzschlagsignal genauer erfasst.
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Ferner
kann eine Art und Weise, die hierin nachstehend beschrieben ist,
dazu verwendet werden, zu bestimmen, dass das potentielle Herzschlagsignal
das Herzschlagsignal ist.
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7 ist
eine Darstellung von Daten auf/in den potentiellen Herzschlagsignalen,
die in den Ausgabesignalen der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren
1A, 1B, 1C und 1D umfasst sind, die an dem Sitz 2 bereitgestellt
sind, wobei diese für jeden der piezoelektrischen Sensoren 1 (1A,
1B, 1C und 1D) veranschaulicht sind. Gemäß 7 sind
nur Daten auf/in den piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B und 1C veranschaulicht.
Die Daten auf/in den potentiellen Herzschlagsignalen werden von
der Signalverarbeitungseinrichtung 25 in die Bestimmungseinrichtung 26 eingegeben.
Um die Herzschlagsignale aus den Ausgabesignalen der piezoelektrischen
Sensoren 1 genauer zu extrahieren, kann die Methode des Vergleichens
der Ausgabesignale der piezoelektrischen Sensoren 1 verwendet
werden. Mit anderen Worten werden die potentiellen Herzschlagsignale
in einem Fall als die Herzschlagsignale erfasst, in dem die potentiellen
Herzschlagsignale, die sich aus dem gleichen Herzschlag (d. h. dem
gleichen Puls eines Blutflusses) ergeben, durch die Vielzahl von
piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B, 1C und 1D erfasst werden.
-
Gemäß der
Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 des zweiten Ausführungsbeispiels
bestimmt daher die Bestimmungseinrichtung 26 basierend
auf den Ergebnissen der Frequenzanalyse der Signalverarbeitungseinrichtung 25 auf
jedem der Ausgabesignale, dass zumindest eines von zwei potentiellen Herzschlagsignalen
der Herzschlag ist, wenn zwei oder mehr der potentiellen Herzschlagsignale,
die aus den Signalkomponenten extrahiert werden, die in den Ausgabesignalen
von zwei oder mehr der piezoelektrischen Sensoren 1 unter
der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B, 1C und 1D umfasst sind
und innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs liegen (der als
ein zweiter vorbestimmter Frequenzbereich gemäß der
vorliegenden Erfindung dient), während eines vorbestimmten
Zeitrahmens liegen, und wenn die Signalkomponenten, die in zwei oder
mehr der Ausgabesignale der piezoelektrischen Sensoren 1 umfasst
sind und innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs liegen (der
als ein erster vorbestimmter Frequenzbereich gemäß der
vorliegenden Erfindung dient), die Schwingungsverlaufsform der sitzenden
Person umfassen.
-
Genauer
gesagt, wie es gemäß 7 veranschaulicht
ist, erfasst der piezoelektrische Sensor 1A ein potentielles Herzschlagsignal
PA1 und ein potentielles Herzschlagsignal PA2. Der piezoelektrische Sensor
1B erfasst ein potentielles Herzschlagsignal PB1 und ein potentielles
Herzschlagsignal PB2. Der piezoelektrische Sensor 1C erfasst ein
potentielles Herzschlagsignal PC1. Die Bestimmungseinrichtung 26 verwendet
den piezoelektrischen Sensor 1A, der das potentielle Herzschlagsignal
PA1 ausgibt, das im Hinblick auf die Zeit am frühesten
erfasst wird, als eine Basis bzw. einen Bezugspunkt. In einem Fall,
in dem ein weiteres potentielles Herzschlagsignal durch einen anderen
piezoelektrischen Sensor 1 während eines vorbestimmten
Zeitrahmens tA1 nach einer Höchstwert- bzw. Scheitelpunktzeit
des potentiellen Herzschlagsignals PA1 erfasst wird, bestimmt die
Bestimmungseinrichtung 26, dass die potentiellen Herzschlagsignale
die Herzschlagsignale sind. Die potentiellen Herzschlagsignale werden
durch die piezoelektrischen Sensoren 1 erfasst, die die
Signalkomponenten ausgeben, welche basierend auf den Ergebnissen
der Frequenzanalyse und der Amplitudenanalyse mit Hilfe des zweiten
und des dritten Filterabschnitts 22 und 23 sowie
der Bestimmungseinrichtung 26 als die Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfassend bestimmt werden.
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Wenn
jede von Höchstwert- bzw. Scheitelpunktzeiten von zwei
oder mehr Schwingungsverlaufsformen von jeder der Signalkomponenten,
die in jedem von Ausgabesignalen von zwei der mehr der piezoelektrischen
Sensoren 1 unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren
1A, 1B, 1C und 1D umfasst sind und innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs
(des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs) liegen (d. h. die potentiellen
Herzschlagsignale), während des gleichen Zeitrahmens tA1
liegt, und wenn jede der Signalkomponenten, die in jedem der Ausgabesignale
von zwei oder mehr piezoelektrischen Sensoren 1 umfasst
sind und innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereichs (des ersten
vorbestimmten Frequenzbereichs) liegen, als die Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfassend bestimmt wird, bestimmt die Bestimmungseinrichtung 26,
dass jede der zwei oder mehr Signalkomponenten das Herzschlagsignal
der Person umfasst (d. h. bestimmt die Bestimmungseinrichtung 26, dass
die potentiellen Herzschlagsignale die Herzschlagsignale sind).
Hinsichtlich des potentiellen Herzschlagsignals PA1 gemäß 7 liegen
das potentielle Herzschlagsignal PC1 und das potentielle Herzschlagsignal
PB1 während des Zeitrahmens tA1. Daher bestimmt die Bestimmungseinrichtung 26,
dass die potentiellen Herzschlagsignale PA1, PB1 und PC1 die Herzschlagsignale
sind. Weiterhin kann die Anzahl modifiziert werden, wie viele potentielle
Herzschlagsignale während des Zeitrahmens tA1 vorhanden
sein müssen, damit die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt,
dass die potentiellen Herzschlagsignale die Herzschlagsignale sind.
-
Anschließend
führt die Bestimmungseinrichtung 26 die gleiche
Analyse auf dem potentiellen Herzschlagsignal PA2 aus, das anschließend
durch den piezoelektrischen Basissensor 1A erfasst wird, und bestimmt
sie, ob das potentielle Herzschlagsignal PA2 als das Herzschlagsignal
angenommen wird. Bei dem gemäß 7 veranschaulichten
Beispiel werden beide potentielle Herzschlagsignale PA2 und PB2
als die Herzschlagsignale bestimmt.
-
Wie
vorstehend beschrieben wird in einer Bedingung, in der das Sitzen
der Person auf dem Sitz 2 bestimmt wird, objektiv bestimmt,
ob die potentiellen Herzschlagsignale die Herzschlagsignale sind oder
nicht, indem Zeiten verglichen werden, zu denen die potentiellen
Herzschlagsignale, die durch die Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren 1A, 1B, 1C und 1D erfasst werden, erschienen sind. Der
Zeitrahmen tA1 ist ein Zeitintervall, in dem die potentiellen Herzschlagsignale
als basierend auf dem gleichen Blutfluss ausgegeben betrachtet werden
können. Mit anderen Worten ist der Zeitrahmen tA1 innerhalb
einer Zeitdifferenz definiert, in der der Puls des Blutflusses an
mehrere piezoelektrische Sensoren 1 übertragen
wird.
-
Die
Bestimmungseinrichtung 26 führt eine Punktebewertung
von jedem der piezoelektrischen Sensoren 1 aus, um zu bestimmen,
welcher piezoelektrische Sensor 1 unter der Vielzahl von
piezoelektrischen Sensoren 1A, 1B, 1C und 1D, die an dem Sitz 2 bereitgestellt
sind, die Herzschlagsignale der Person in einer hoher Frequenz bzw.
Häufigkeit erfasst. Genauer gesagt stellt die Bestimmungseinrichtung 26 an
den piezoelektrischen Sensor 1, der die Herzschlagsignale
erfasst, die in der vorstehend beschriebenen Art und Weise bestimmt
werden, einen Punkt bereit. Das durch einen anderen piezoelektrischen
Sensor 1C erfasste Herzschlagsignal PC1 liegt während eines
vorbestimmten Zeitrahmens tA2 nach der Höchstwert- bzw.
Scheitelpunktzeit des durch den piezoelektrischen Basissensor 1A
erfassten Herzschlagsignals PA1. Daher erzielt jeder des piezoelektrischen
Sensors 1A und des piezoelektrischen Sensors 1C den Punkt. In einem
gemäß 7 veranschaulichten Bereich
bzw. Intervall erzielt der piezoelektrische Sensor 1A einen Punkt,
erzielt der piezoelektrische Sensor 1B null Punkte, und erzielt der
piezoelektrische Sensor 1C einen Punkt. Die erzielten Punkte werden
in jedem der piezoelektrischen Sensoren summiert. Der Zeitrahmen
kann wie folgt eingestellt sein. Der Zeitrahmen: tA2 ≤ tA1.
Wenn das Herzschlagsignal, das auf dem Ausgabesignal von einem piezoelektrischen
Sensor 1 unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren
1A, 1B, 1C und 1D basiert, ausgegeben werden muss, ist die Bestimmungseinrichtung 26 konfiguriert,
um das Herzschlagsignal von dem piezoelektrischen Sensor 1 auszugeben,
in dem die höchste Punktzahl summiert ist.
-
[Weitere Ausführungsbeispiele]
-
[1]
-
Bei
der Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel bestimmt die Bestimmungseinrichtung 26,
ob die Höchstwertzeit eines weiteren potentiellen Herzschlagsignals während
des vorbestimmten Zeitrahmens nach der Höchstwertzeit des
potentiellen Basisherzschlagsignals liegt. Die Herzschlagerfassungsvorrichtung 20 kann
jedoch so modifiziert werden, dass die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt,
ob die Höchstwertzeit des potentiellen Herzschlagssignals,
das aus dem Ausgabesignal eines anderen piezoelektrischen Sensors
extrahiert wird, während eines vorbestimmten Zeitrahmens
vor und nach der Höchstwertzeit des potentiellen Herzschlagssignals
liegt, das aus dem Ausgabesignal des piezoelektrischen Basissensors extrahiert
wird. Zum Beispiel ist 8 eine Darstellung von Daten
auf/in den potentiellen Herzschlagsignalen, die in den Ausgabesignalen
der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren umfasst sind, die an dem
Sitz bereitgestellt sind, wobei diese für jeden der piezoelektrischen
Sensoren veranschaulicht sind. Die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt,
ob die Höchstwertzeit eines anderen potentiellen Herzschlagsignals
während des vorbestimmten Zeitrahmens 2 × tA1
(der Summe des Zeitrahmens tA1 vor der Höchstwertzeit und
des Zeitrahmens tA1 nach der Höchstwertzeit; das gleiche
gilt hierin nachstehend) vor und nach der Höchstwertzeit
des potentiellen Herzschlagsignals des piezoelektrischen Basissensors
1A liegt.
-
Ferner
wird eine Punktebewertung von jedem der piezoelektrischen Sensoren 1 in
der gleichen Art und Weise ausgeführt.
-
Genauer
gesagt liegt, wenn der piezoelektrische Sensor 1A als die Basis
bzw. der Bezugspunkt verwendet wird, das Herzschlagsignal PC1, das durch
einen anderen piezoelektrischen Sensor 1C erfasst wird, während
des vorbestimmten Zeitrahmens 2 × tA2 (der Summe des Zeitrahmens
vor der Höchstwertzeit tA2 und des Zeitrahmens nach der Höchstwertzeit
tA2; das gleiche gilt hierin nachstehend) vor und nach der Höchstwertzeit
des Herzschlagsignals PA1. Daher erzielt jeder der piezoelektrischen
Sensoren 1A und 1C den Punkt.
-
Ferner,
wenn der piezoelektrische Sensor 1B als die Basis bzw. der Bezugspunkt
verwendet wird, liegt das Herzschlagsignal PC1, das durch einen
anderen piezoelektrischen Sensor 1C erfasst wird, während
des vorbestimmten Zeitrahmens tB2 vor und nach der Höchstwertzeit
des Herzschlagsignals PB1. Daher erzielen die piezoelektrischen
Sensoren 1B und 1C den Punkt.
-
Außerdem,
wenn der piezoelektrische Sensor 1C als die Basis bzw. der Bezugspunkt
verwendet wird, liegt das Herzschlagsignal PC1, das durch andere
piezoelektrische Sensoren 1A und 1B erfasst wird, während
des vorbestimmten Zeitrahmens tC2 vor und nach der Höchstwertzeit
des Herzschlagssignals PC1. Daher erzielen die piezoelektrischen Sensoren
1A, 1B und 1C den Punkt.
-
[2]
-
Die
Bestimmungseinrichtung 26 kann so modifiziert werden, dass
die Bestimmungseinrichtung 26 die vorstehend beschriebene
Bestimmung nicht nur auf bzw. bezüglich der Höchstwertzeit
der potentiellen Herzschlagsignale ausführt, die von dem
piezoelektrischen Basissensor ausgegeben werden, sondern auch auf
bzw. bezüglich den potentiellen Herzschlagsignalen, die
von anderen piezoelektrischen Sensoren ausgegeben werden. Mit anderen Worten,
wie es gemäß 8 veranschaulicht
ist, bestimmt die Bestimmungseinrichtung 26, ob die Höchstwertzeit
des von einem anderen piezoelektrischen Sensor ausgegebenen potentiellen
Herzschlagsignals während eines vorbestimmten Zeitrahmens
2 × tB1 vor und nach der Höchstwertzeit des potentiellen
Herzschlagsignals PB1 des piezoelektrischen Sensors 1B liegt. Wenn
die Höchstwertzeit von potentiellen Herzschlagsignalen,
die von anderen piezoelektrischen Sensoren ausgegeben werden, während
des Zeitrahmens 2 × tB1 liegt, werden die während
des Zeitrahmens 2 × tB1 liegenden potentiellen Herzschlagsignale
PA1 und PC1 als die Herzschlagsignale bestimmt. In der gleichen
Art und Weise bestimmt die Bestimmungseinrichtung 26, ob
die Höchstwertzeit des potentiellen Herzschlagsignals, das
von einem anderen piezoelektrischen Sensor ausgegeben wird, während
eines vorbestimmten Zeitrahmens 2 × tC1 vor und nach der
Höchstwertzeit des potentiellen Herzschlagsignals PC1 des
piezoelektrischen Sensors 1C liegt. Wenn die Höchstwertzeit
von potentiellen Herzschlagsignalen, die von anderen piezoelektrischen
Sensoren ausgegeben werden, während des Zeitrahmens 2 × tC1
liegt, werden die während des Zeitrahmens 2 × tC1
liegenden potentiellen Herzschlagsignale PA1 und PB1 als die Herzschlagsignale
bestimmt.
-
[3]
-
Die
Bestimmungseinrichtung 26 kann modifiziert werden, um nur
das potentielle Herzschlagsignal, das von dem piezoelektrischen
Basissensor ausgegeben wird, als das Herzschlagsignal zu bestimmen,
anstatt alle Herzschlagsignale, die während der vorstehend
beschriebenen vorbestimmten Zeit liegen, als die Herzschlagsignale
zu bestimmen.
-
Mit
anderen Worten kann die Bestimmungseinrichtung 26 modifiziert
werden, um basierend auf einem Ergebnis der Frequenzanalyse der
Signalverarbeitungseinrichtung, die auf jedem der Ausgabesignale
der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren ausgeführt
wird, zu bestimmen, dass das erste potentielle Herzschlagsignal
des Herzschlagsignal der Person ist, wenn ein zweites potentielles
Herzschlagsignal, das aus einer zweiten Signalkomponente extrahiert
wird, die in dem Ausgabesignal eines zweiten piezoelektrischen Sensors
unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren umfasst ist und
innerhalb des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, während
des vorbestimmten Zeitrahmens vor und nach der Höchstwertzeit
eines ersten potentiellen Herzschlagsignals liegt, das aus einer
ersten Signalkomponente extrahiert wird, die in dem Ausgabesignal
des ersten piezoelektrischen Sensors unter der Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren umfasst ist und innerhalb des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs
liegt, und wenn die Signalkomponenten, die in den Ausgabesignalen
des ersten und des zweiten piezoelektrischen Sensors umfasst sind
und innerhalb des ersten Frequenzbereichs liegen, die Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfassen.
-
Genauer
gesagt, wie es gemäß 8 veranschaulicht
ist, liegen, wenn das potentielle Herzschlagsignal PA1 als die Basis
bzw. der Bezugspunkt verwendet wird, Höchstwertzeiten von
anderen potentiellen Herzschlagsignalen (den zweiten potentiellen
Herzschlagsignalen) PB1 und PC1 während des vorbestimmten
Zeitrahmens tA1 vor und nach der Höchstwertzeit des potentiellen
Herzschlagsignals (des ersten potentiellen Herzschlagsignals) PA1.
Die potentiellen Herzschlagsignale werden durch die piezoelektrischen
Sensoren 1 erfasst, die die Signalkomponenten ausgeben,
welche basierend auf den Ergebnissen von Frequenzanalyse und Amplitudenanalyse
des zweiten Filterabschnitts 22, des dritten Filterabschnitts 23 und
der Bestimmungseinrichtung 26 als die Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfassend bestimmt werden.
-
Die
Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt, dass das potentielle
Basisherzschlagsignal PA1 das Herzschlagsignal ist, und bestimmt
nicht, dass die anderen potentiellen Herzschlagsignale PB1 und PC1
die Herzschlagsignale sind.
-
Das
gleiche gilt, wenn das potentielle Herzschlagsignal PB1 oder PC1
als die Basis bzw. der Bezugswert verwendet wird. Ferner kann die
Anzahl modifiziert werden, wie viele potentielle Herzschlagsignale
während des vorbestimmten Zeitrahmens vorhanden sein müssen,
damit die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt, dass die
potentiellen Herzschlagsignale der Herzschlagsignale sind.
-
Ferner
kann die Bestimmungseinrichtung 26 modifiziert werden,
um ein anderes potentielles Herzschlagsignal als das Herzschlagsignal
zu bestimmen, anstatt alle potentiellen Herzschlagsignale, die während
des vorbestimmten Zeitrahmens liegen, als die Herzschlagsignale
zu bestimmen.
-
Mit
anderen Worten kann die Bestimmungseinrichtung 26 modifiziert
werden, um basierend auf einem Ergebnis der Frequenzanalyse der
Signalverarbeitungseinrichtung, die auf jedem der Ausgabesignale
der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren ausgeführt
wird, zu bestimmen, dass das zweite potentielle Herzschlagsignal
das Herzschlagsignal der Person ist, wenn ein zweites potentielles
Herzschlagsignal, das aus einer zweiten Signalkomponente extrahiert
wird, die in dem Ausgabesignal eines zweiten piezoelektrischen Sensors
unter der Vielzahl von piezoelektrischen Sensoren umfasst ist und
innerhalb des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs liegt, während
des vorbestimmten Zeitrahmens vor und nach der Höchstwertzeit
eines ersten potentiellen Herzschlagssignals liegt, das aus einer
ersten Signalkomponente extrahiert wird, die in dem Ausgabesignal
des ersten piezoelektrischen Sensors unter der Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren umfasst ist und innerhalb des zweiten vorbestimmten Frequenzbereichs
liegt, und wenn die Signalkomponenten, die in den Ausgabesignalen
des ersten und des zweiten piezoelektrischen Sensors umfasst sind
und innerhalb des ersten Frequenzbereichs liegen, die Schwingungsverlaufsform
der sitzenden Person umfassen.
-
Genauer
gesagt, wie es gemäß 8 veranschaulicht
ist, liegen, wenn das potentielle Herzschlagsignal PA1 als eine
Basis bzw. ein Bezugspunkt verwendet wird, andere potentielle Herzschlagsignale
(die zweiten potentiellen Herzschlagsignale) PB1 und PC1 während
des vorbestimmten Zeitrahmens tA1 vor und nach der Höchstwertzeit
des potentiellen Herzschlagsignals (d. h. des ersten potentiellen
Herzschlagsignals) PA1. Die potentiellen Herzschlagsignale werden
durch die piezoelektrischen Sensoren 1 erfasst, die die
Signalkomponenten ausgeben, die basierend auf den Ergebnissen der
Frequenzanalyse und der Amplitudenanalyse des zweiten Filterabschnitts 22,
des dritten Filterabschnitts 23 und der Bestimmungseinrichtung 26 als
die Schwingungsverlaufsform der sitzenden Person umfassend bestimmt
werden. Die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt, dass die
potentiellen Herzschlagsignale PB1 und PC1, welche andere sind als
das potentielle Basisherzschlagsignal, die Herzschlagsignale sind, und
bestimmt nicht, dass das potentielle Basisherzschlagsignal PA1 das
Herzschlagsignal ist. Das gleiche gilt, wenn das potentielle Herzschlagsignal
PB1 oder PC1 als die Basis bzw. der Bezugspunkt verwendet wird.
Ferner kann die Anzahl modifiziert werden, wie viele potentielle
Herzschlagsignale während des vorbestimmten Zeitrahmens
vorhanden sein müssen, damit die Bestimmungseinrichtung 26 bestimmt,
dass die potentiellen Herzschlagsignale die Herzschlagsignale sind.
-
[4]
-
Die
Anzahl von piezoelektrischen Sensoren 1, die relativ zu dem Sitz 2 bereitgestellt
sind, und Positionen der piezoelektrischen Sensoren 1,
die relativ zu dem Sitz 2 bereitgestellt sind, können
modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Vielzahl von piezoelektrischen
Sensoren 1 an einem Teil des Sitzabschnitts des Sitzes 2 angeordnet
sein, wo Schenkelabschnitte der Person anliegen.
-
[5]
-
Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können
der erste und der zweite Frequenzbereich der gleiche Frequenzbereich
sein, oder können ein Teil des ersten Frequenzbereichs und
ein Teil des zweiten Frequenzbereichs einander überlappen.
-
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
-
Die
Herzschlagerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann verwendet werden, um den Herzschlag zu messen, ohne
die Person einzuschränken bzw. zu behindern.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 ist
ein Blockschaltbild, das eine Funktion einer Herzschlagerfassungsvorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht;
-
2A ist
eine Darstellung, die ein Ausgabesignal eines piezoelektrischen
Sensors veranschaulicht;
-
2B ist
eine Darstellung, die ein durch Ausführung einer Sitzbedingungsbestimmung
erhaltenes Ergebnis veranschaulicht;
-
3A ist
eine Darstellung, die ein Ausgabesignal eines piezoelektrischen
Sensors veranschaulicht;
-
3B ist
eine Darstellung, die ein durch Ausführung einer Sitzbedingungsbestimmung
erhaltenes Ergebnis veranschaulicht;
-
4A ist
eine Darstellung, die Schwingungsverlaufsformen von Signalkomponenten
darstellt, nachdem eine Signalverarbeitung (eine Frequenzanalyse)
auf einem Ausgabesignal des piezoelektrischen Sensors durch einen
zweiten Filterabschnitt und einen dritten Filterabschnitt ausgeführt ist;
-
5 ist
ein Blockschaltbild, das eine Funktion einer Herzschlagerfassungsvorrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht;
-
6A ist
eine Darstellung, die ein Ausgabesignal eines piezoelektrischen
Sensors veranschaulicht;
-
6B ist
eine Darstellung, die ein durch Ausführung einer Sitzbedingungsbestimmung
erhaltenes Ergebnis veranschaulicht;
-
6C ist
eine Darstellung, die ein durch Ausführung einer Signalverarbeitung
durch einen zweiten Filterabschnitt und einen vierten Filterabschnitt
erhaltenes potentielles Herzschlagsignal veranschaulicht;
-
7 ist
eine Darstellung von Daten auf potentiellen Herzschlagsignalen,
die in Ausgabesignalen der Vielzahl von piezoelektrischen Sensors
umfasst sind, die an dem Sitz bereitgestellt sind, wobei diese für
jeden der piezoelektrischen Sensoren veranschaulicht sind; und
-
8 ist
eine Darstellung von Daten auf potentiellen Herzschlagsignalen,
die in Ausgabesignalen der Vielzahl von piezoelektrischen Sensors
umfasst sind, die an dem Sitz bereitgestellt sind, wobei diese für
jeden der piezoelektrischen Sensoren veranschaulicht sind.
-
Zusammenfassung
-
Ein
Herzschlagsensor (10) umfasst eine Signalverarbeitungseinrichtung
(15) zum Durchführen einer Frequenzanalyse des
Ausgabesignals eines in einem Sitz (2) installierten piezoelektrischen
Sensors (1) und eine Bewertungseinrichtung (16),
die auf der Grundlage der Ergebnisse der Frequenzanalyse bewertet,
dass, falls die Amplitude der Signalkomponente in einem ersten voreingestellten
Frequenzbereich, die in dem Ausgabesignal umfasst ist, sich in einem
voreingestellten Amplitudenbereich befindet, die Signalkomponente
eine Schwingungsverlaufsform eines sitzenden menschlichen Körpers
umfasst, die angibt, dass eine Person auf dem Sitz (2)
sitzt.
-
- 1
- piezoelektrischer
Sensor
- 2
- Sitz
- 10
- Herzschlagerfassungsvorrichtung
- 15
- Signalverarbeitungseinrichtung
- 16
- Bestimmungseinrichtung
- 20
- Herzschlagerfassungsvorrichtung
- 25
- Signalverarbeitungseinrichtung
- 26
- Bestimmungseinrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-345617
A [0003]