DE112021000522T5

DE112021000522T5 - Vitalzeichenerfassungsvorrichtung, fahrzeug mit derselben in einem sitz und vitalzeichenerfassungsverfahren

Info

Publication number: DE112021000522T5
Application number: DE112021000522.7T
Authority: DE
Inventors: Daichi UEKI
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2022-12-01
Also published as: JP7255748B2; US20230039415A1; JPWO2021181998A1; CN115279265A; WO2021181998A1

Abstract

Es sind eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren vorgesehen, mit denen nur die Vitalzeichen eines Subjekts immer genau extrahiert werden können, selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts ändern, wobei eine Zunahme des Entwurfsfreiheitsgrads und eine Kostenreduzierung erreicht werden können. Eine Steuereinheit 15 steuert eine Abtasteinheit 12 derart, dass Richtungscharakteristika einer Funkwelle A und einer Funkwelle B, die von einer einzelnen Bestrahlungseinheit 11 zu einem Subjekt 3 emittiert werden sollen, in eine erste Richtungscharakteristik beziehungsweise eine zweite Richtungscharakteristik geändert werden, wobei die Funkwelle A und die Funkwelle B von der Bestrahlungseinheit 11 auf eine Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, beziehungsweise eine Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet werden. Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, wird entfernt und die Vitalzeichen des Subjekts 3 werden genau extrahiert, indem bewirkt wird, dass eine Vitalzeichenextraktionseinheit 16 einen Unterschied zwischen Informationen über einen Abstand zu dem Subjekt 3, die auf der Basis der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die durch eine Empfangseinheit 13 empfangen wird, berechnet werden, und Informationen über einen Abstand zu dem Subjekt 3, die auf der Basis der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von der Empfangseinheit 13 empfangen wird, berechnet werden, verwendet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zum Erfassen der Vitalzeichen eines Subjekts, ein Fahrzeug, das die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung in einem Sitz aufweist, und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren.
Hintergrundtechnik
Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung dieses Typs und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren dieses Typs. Bei dieser Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und diesem Vitalzeichenerfassungsverfahren spezifiziert eine Spezifizierungseinheit ein Messteil, bei dem ein Frequenzanalyseergebnis bezüglich einer reflektierten Welle einer elektromagnetischen Welle, die auf ein Subjekt angewendet wird, Frequenzcharakteristika in einem physikalischen Zustand, in dem die Vitalzeichen des Subjekts stark erscheinen, zeigt, als ein spezifisches Teil, das für die Erfassung von Vitalzeichen geeignet ist. Eine Steuereinheit steuert das Abtasten einer Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungsregion derart, dass das spezifische Teil, das durch die Spezifizierungseinheit spezifiziert wird, mit einer elektromagnetischen Welle bestrahlt wird. Eine Erfassungseinheit erfasst die Vitalzeichen des Subjekts auf der Grundlage des Analyseergebnisses einer reflektierten Welle, die von dem spezifischen Teil, das durch die Spezifizierungseinheit spezifiziert wird, empfangen wird.
Beispiele einer Vitalzeichen-Erfassungsvorrichtung dieses Typs weisen zum Beispiel einen biologischen Sensor, der im Patentdokument 2 offenbart ist, auf. Dieser biologische Sensor ist ein biologischer Sensor vom Nicht-Kontakt-Typ zum Erfassen menschlicher biologischer Informationen durch eine elektromagnetische Welle, wobei zwei Sätze der biologischen Sensoren in einem Sitz, auf dem eine Person sitzt, vorgesehen sind. Die biologischen Sensoren in jedem Satz sind ein erster Sensor und ein zweiter Sensor, die elektromagnetische Wellen bei verschiedenen Frequenzen zu einer Person emittieren und die nebeneinander angeordnet sind. Einer des ersten Sensors und des zweiten Sensors wird zur Erfassung von biologischen Informationen, die einen Rauschbestandteil enthalten, verwendet, und der andere der Sensoren wird zur Erfassung eines Rauschbestandteils verwendet. Durch Verwenden des Unterschieds zwischen denselben, entsprechend des Rauschbestandteils, werden die biologischen Informationen eines Subjekts extrahiert.
Zitatliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2019-115464
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2019-180451

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch spezifizieren die obige Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und das obige Vitalzeichenerfassungsverfahren in der verwandten Technik, die im Patentdokument 1 offenbart ist, ein Messteil, bei dem die Vitalzeichen eines Subjekts stark erscheinen und erfassen leicht die Vitalzeichen des Subjekts von dem Messteil. Somit umfassen die erfassten Vitalzeichen des Subjekts Rauschen, wie zum Beispiel eine Körperbewegung des Subjekts, die an dem Messteil, an dem die Vitalzeichen stark erscheinen, überlagert ist, wobei die Vitalzeichen des Subjekts nicht genau erfasst werden können.
Bei dem biologischen Sensor in der verwandten Technik, die im Patentdokument 2 offenbart ist, werden die Vitalzeichen eines Subjekts genau extrahiert, indem ein Rauschbestandteil, der durch einen des ersten Sensors und des zweiten Sensors, die biologische Sensoren sind, erfasst wird, von biologischen Informationen, die den Rauschbestandteil enthalten und durch den anderen der Sensoren erfasst werden, subtrahiert wird. Wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts ändern, ändert sich jedoch der Teil des Subjekts, auf den der erste Sensor und der zweite Sensor jeweilige elektromagnetische Wellen anwenden. Es kann ein Fall auftreten, in dem elektromagnetische Wellen nicht auf ein Teil angewendet werden, bei dem biologische Informationen leicht erscheinen. In einem solchen Fall können die Vitalzeichen des Subjekts nicht genau extrahiert werden, selbst wenn der Unterschied zwischen Informationen verwendet wird, die durch die jeweiligen Sensoren erfasst werden. Der erste Sensor und der zweite Sensor müssen nebeneinander angeordnet sein. Folglich belegen die biologischen Sensoren einen großen Raum, beispielsweise in einem Sitz eines Fahrzeugs, in dem die biologischen Sensoren vorgesehen sind. Plätze eines Einbaus der biologischen Sensoren sind daher beispielsweise in einem Sitz eines Fahrzeugs begrenzt, und der Entwurfsfreiheitsgrad ist reduziert. Ferner erhöht die Verwendung einer Mehrzahl von Sensoren, die die ersten Sensoren und die zweiten Sensoren enthalten, die Kosten einer Vorrichtung.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Probleme zu lösen.
Eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung weist folgende Merkmale auf: eine Bestrahlungseinheit, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Welle zu einem Subjekt zu emittieren, eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um eine Bestrahlungsregion einer elektromagnetischen Welle, die auf das Objekt anwendet werden soll, durch Ändern einer Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit zu emittierenden elektromagnetischen Welle abzutasten, eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Welle, die das Subjekt getroffen hat und von demselben reflektiert wurde, zu empfangen, eine Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um aus einem Ergebnis des Empfangs der elektromagnetischen Wellen in der Empfangseinheit eine erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, angewendet wird, und eine zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird, zu bestimmen, eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um eine Steuerverarbeitung des Abtastens mit einer elektromagnetischen Welle auf der Abtasteinheit durchzuführen, wenn die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik bestimmt, und eine Verarbeitung zum Ändern einer Richtungscharakteristik einer auf das Subjekt anzuwendenden elektromagnetischen Welle auf die erste Richtungscharakteristik oder die zweite Richtungscharakteristik, die durch die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit bestimmt wird, zu steuern, und eine Vitalzeichenextraktionseinheit, die konfiguriert ist, um Vitalzeichen des Objekts basierend auf einem Unterschied zwischen Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu dem Subjekt, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet sind, und Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu dem Subjekt, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet sind, zu extrahieren.
Ein Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Merkmale auf:

einen Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt des Bewirkens, dass eine Abtasteinheit eine Bestrahlungsregion einer elektromagnetischen Welle für ein Subjekt abtastet, indem eine Richtungscharakteristik einer von einer Bestrahlungseinheit an das Subjekt anzulegenden elektromagnetischen Welle geändert wird,
einen Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt des Bewirkens, dass eine Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit basierend auf einem Ergebnis eines Empfangs von elektromagnetischen Wellen, die in dem Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt einem Abtasten unterworfen wurden und die das Subjekt getroffen haben und von demselben reflektiert wurden und durch eine Empfangseinheit empfangen wurden, eine erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, angewendet wird, und eine zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird, bestimmt,
einen Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungsschritt des Bewirkens, dass die Bestrahlungseinheit eine elektromagnetische Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die in dem Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bestimmt wird, zu dem Subjekt emittiert, um die elektromagnetische Welle mit der ersten Richtungscharakteristik auf die Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, anzuwenden, und eine elektromagnetische Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die in dem Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bestimmt wird, zu dem Subjekt zu emittieren, um die elektromagnetische Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik auf die Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, anzuwenden,
einen Vitalzeichenextraktionsschritt des Extrahierens von Vitalzeichen des Subjekts basierend auf einem Unterschied zwischen Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden,
einen Vergleichsschritt des Vergleichens einer Größe von Vitalzeichen des Subjekts, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert, und
einen Vitalzeichenreextraktionsschritt des wiederholten Durchführens des Elektromagnetische-Welle-Abtastschritts, des Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritts, des Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungsschritts und des Vitalzeichenextraktionsschritts, wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, als ein Ergebnis des Vergleichsschritts den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreiten.

Mit dieser Konfiguration werden die Richtungscharakteristika der von der einzelnen Bestrahlungseinheit zu dem Subjekt zu emittierenden elektromagnetischen Wellen zu der ersten Richtungscharakteristik und der zweiten Richtungscharakteristik geändert und die elektromagnetische Welle mit der ersten Richtungscharakteristik und die elektromagnetische Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik werden von der Bestrahlungseinheit auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, und die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, jeweils angewendet, durch die Steuerverarbeitung, die die Steuereinheit auf die Abtasteinheit durchführt. Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts enthalten ist, wird entfernt, und die Vitalzeichen des Subjekts werden genau extrahiert, indem bewirkt wird, dass die Vitalzeichenextraktionseinheit einen Unterschied zwischen Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden.
Selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts ändern, werden die Richtungscharakteristika der von der Bestrahlungseinheit zu dem Subjekt zu emittierenden elektromagnetischen Wellen auf die erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, angewendet wird, und die zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird, durch eine Steuerverarbeitung, die die Steuereinheit auf die Abtasteinheit durchführt, geändert. Selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts ändern, werden somit elektromagnetische Wellen von der Bestrahlungseinheit zu dem Subjekt emittiert und auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, und die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet. Folglich wird Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts enthalten ist, beseitigt und nur die Vitalzeichen des Subjekts werden genau durch die Vitalzeichenextraktionseinheit extrahiert.
Da die Vitalzeichen des Subjekts genau unter Verwendung der einzelnen Bestrahlungseinheit wie oben extrahiert werden, kann der Platz, der durch die Vitalzeichenerfassungseinheit am Einbauort besetzt wird, reduziert sein, der Auswahlbereich eines Einbauorts der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung kann vergrößert sein, und der Entwurfsfreiheitsgrad nimmt zu. Folglich können die Kosten der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung reduziert sein.
Eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Merkmale auf:

eine Bestrahlungseinheit, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Welle zu einem Subjekt zu emittieren,
eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um eine Bestrahlungsregion einer an das Subjekt anzulegenden elektromagnetischen Welle durch Ändern einer Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit zu emittierenden elektromagnetischen Welle abzutasten,
eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von elektromagnetischen Welten mit unterschiedlichen Richtungscharakteristika, die das Subjekt getroffen haben und von demselben reflektiert wurden, zu empfangen, und
eine Vitalzeichenextraktionseinheit, die konfiguriert ist, um Vitalzeichen des Subjekts unter Verwendung eines Unterschieds zwischen Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die von der Empfangseinheit empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität der Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden, zu extrahieren.

Ein Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Merkmale auf:

einen Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt des Bewirkens, dass eine Abtasteinheit eine Bestrahlungsregion einer elektromagnetischen Welle für ein Subjekt durch Ändern einer Richtungscharakteristik einer von einer Bestrahlungseinheit auf das Subjekt anzuwendenden elektromagnetischen Welle abtastet,
einen Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritt des Bewirkens, dass eine Empfangseinheit eine Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen mit verschiedenen Richtungscharakteristika, die in dem Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt einer Abtastung unterworfen wurden und die das Subjekt getroffen haben und von demselben reflektiert wurden, empfängt,
einen Vitalzeichenextraktionsschritt des Extrahierens von Vitalzeichen des Subjekts unter Verwendung eines Unterschieds zwischen Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit empfangen wurden, aufweist, berechnet werden, und Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die die höchste Signalintensität der Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden,
einen Vergleichsschritt des Vergleichens einer Größe von Vitalzeichen des Subjekts, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert, und
einen Vitalzeichenreextraktionsschritt des wiederholten Durchführens des Elektromagnetische-Welle-Abtastschritts, des Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritts, und des Vitalzeichenextraktionsschritts, wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, den vorbestimmten Schwellenwert als ein Ergebnis des Vergleichsschritts nicht übersteigt.

Bei dieser Konfiguration wird bewirkt, dass von der einzelnen Bestrahlungseinheit zu dem Subjekt zu emittierende elektromagnetische Wellen eine Mehrzahl von Richtungscharakteristika aufweisen und von der Bestrahlungseinheit angewendet werden. Die elektromagnetischen Wellen, die von der Bestrahlungseinheit angewendet werden, werden durch die Empfangseinheit als elektromagnetische Wellen mit einer Mehrzahl von Richtungscharakteristika empfangen. Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts enthalten ist, wird entfernt und die Vitalzeichen des Subjekts werden genau extrahiert, indem bewirkt wird, dass die Vitalzeichenextraktionseinheit einen Unterschied zwischen den Abstandsinformationen des Subjekts, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und der Abstandsinformationen des Subjekts, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden.
Selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts ändern, werden elektromagnetische Wellen mit einer Mehrzahl neuer Richtungscharakteristika durch die Empfangseinheit empfangen, indem bewirkt wird, dass die Abtasteinheit die Richtungscharakteristika der von der Bestrahlungseinheit zu dem Subjekt zu emittierenden elektromagnetischen Wellen ändert. Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts enthalten ist, wird entfernt und die neuen Vitalzeichen des Subjekts werden genau extrahiert, indem bewirkt wird, dass die Vitalzeichenextraktionseinheit einen Unterschied zwischen den Abstandsinformationen des Subjekts, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von neuen elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und den Abstandsinformationen des Subjekts, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren neuen elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden, verwendet. Folglich werden die Vitalzeichen eines Subjekts genau extrahiert, selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Objekts ändern.
Da die Vitalzeichen des Subjekts auch bei dieser Konfiguration genau unter Verwendung der einzelnen Bestrahlungseinheit extrahiert werden, kann der Platz, der durch die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung an einem Einbauort besetzt wird, reduziert sein, der Auswahlbereich eines Einbauorts der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung kann vergrößert sein, und der Entwurfsfreiheitsgrad kann erhöht sein. Zusätzlich können die Kosten der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung reduziert sein.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren, bei denen Rauschen, das in den Vitalzeichen eines Subjekts enthalten ist, entfernt werden kann, und nur die Vitalzeichen des Subjekts immer genau extrahiert werden können, selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts ändern, wobei eine Erhöhung des Entwurfsfreiheitsgrads und eine Kostenreduzierung erreicht werden können.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht eines Sitzes, auf dem ein Subjekt in einem Fahrzeug sitzt, auf den eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
2 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Konfiguration einer Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen groben Prozess in einem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen detaillierten Prozess bei dem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Graph, der die Erfassung von Vitalzeichen eines Subjekts aus der Verschiebung einer Körperoberfläche des Subjekts, die durch eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung berechnet wird, beschreibt.
6 ist eine schematische Seitenansicht eines Sitzes, auf dem ein Subjekt in einem Fahrzeug sitzt, auf dem eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
7 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein Vitalzeichenerfassungsverfahren zeigt, für das eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
8(a) ist eine perspektivische Ansicht des Inneren eines Autos, in dem Vitalzeichenerfassungsvorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an jeweiligen Positionen angeordnet sind, und 8(b) ist eine perspektivische Ansicht des Inneren eines Krankenhauszimmers, in dem Vitalzeichenerfassungsvorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an jeweiligen Positionen angeordnet sind.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Als Nächstes werden Ausführungsbeispiele einer Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, eines Fahrzeugs, das die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung in einem Sitz aufweist, und eines Vitalzeichenerfassungsverfahren beschrieben.
1 ist eine schematische Seitenansicht eines Sitzes 2, auf dem ein Subjekt 3 in einem Fahrzeug sitzt, auf das eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als ein Fahrerüberwachungssystem (DMS) angewendet sind. Die Vitalzeichenüberwachungsvorrichtung 1 und das Vitalzeichenüberwachungsverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel erfassen als Vitalzeichen die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, das ein Fahrzeug fährt, die als ein Indikator von Vitalzeichen dient, wie zum Beispiel die Herzfrequenz, Herzfrequenzschwankungen, Atmungsfrequenz und eine Atmungstiefe des Subjekts 3, das heißt die Veränderung des Abstands der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt auf der Körperoberfläche des Subjekts 3.
Die Vitalzeichenüberwachungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist in dem Sitz 2 angeordnet und weist die Konfiguration auf, die schematisch in dem Blockdiagramm in 2 gezeigt ist. Die Vitalzeichenüberwachungsvorrichtung 1 weist eine Bestrahlungseinheit 11, eine Abtasteinheit 12, eine Empfangseinheit 13, eine Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14, eine Steuereinheit 15 und eine Vitalzeichenextraktionseinheit 16 auf. Jede dieser Einheiten kann durch eine Softwaresteuerverarbeitung eines Mikrocomputers, eine Hardwarekonfiguration einer elektronischen Schaltung oder beides implementiert sein. Allgemein ist die Bestrahlungseinheit 11 als eine Antenne konfiguriert, und die Abtasteinheit 12, die Empfangseinheit 13, die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14, die Steuereinheit 15 und die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 sind als eine IC (integrierte Schaltung) konfiguriert.
Die Bestrahlungseinheit 11 ist durch ein Dopplerradar oder ein FMCW-Radar (FMCW = Frequency Modulated Continuous Wave = frequenzmodulierte kontinuierliche Welle) gebildet, das eine oder mehrere Sendeantennen und einen Sender zum Emittieren von Funkwellen aus den Übertragungsantennen aufweist. Die von der Vitalzeichenextraktionseinheit 16 verschiedenen Einheiten: die Bestrahlungseinheit 11, die Abtasteinheit 12, die Empfangseinheit 13, die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 und die Steuereinheit 15 bilden das Radar. Die Antenne ist durch eine Antenne, die eine elektromagnetische Linse verwendet, oder eine Patch-Antenne, die durch ein Leitermuster auf einer Schaltungsplatine gebildet ist, gebildet. Obwohl eine elektromagnetische Welle, die durch die Bestrahlungseinheit 11 emittiert wird, bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Funkwelle beschrieben ist, umfassen Beispiele einer elektromagnetischen Welle eine akustische Welle und eine Lichtwelle. Die Abtasteinheit 12 tastet eine Bestrahlungsregion einer auf das Subjekt 3 anzuwendenden Funkwelle durch Ändern der Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierenden Funkwelle ab. Folglich kann die Bestrahlungseinheit 11 eine elektromagnetische Welle emittieren und die Richtungscharakteristik einer zu emittierenden elektromagnetischen Welle ändern.
Die Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierenden Funkwelle kann geändert werden, indem die Phase und die Amplitude einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierenden Funkwelle unter Verwendung eines analogen Strahlformungssystems oder eines digitalen Strahlformungssystems, bei dem die Phase und die Amplitude einer Funkwelle, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, gesteuert und berechnet werden, geändert werden. Bei dem analogen Strahlformungssystem wird die Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierenden Funkwelle auf der Grundlage von Informationen über die Phase und die Amplitude einer Funkwelle, die die Bestrahlungseinheit 11 von der Abtasteinheit 12 oder der Steuereinheit 15 empfängt, geändert. Bei dem digitalen Strahlformungssystem kann eine gleichartige Wirkung des Änderns der Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierenden Funkwelle erhalten werden, indem bewirkt wird, dass die Steuereinheit 15 oder die Abtasteinheit 12 die Phase und die Amplitude einer Funkwelle, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, berechnen.
Die Empfangseinheit 13 weist eine oder mehrere Empfangsantennen auf und empfängt eine Funkwelle, die einer Abtastung durch die Abtasteinheit 12 unterworfen wurde und die das Subjekt 3 traf und von demselben reflektiert wird. Die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 bestimmt, aus einem Ergebnis des Empfangens von Funkwellen in der Empfangseinheit 13, eine erste Richtungscharakteristik einer Funkwelle, mit der eine Funkwelle auf eine Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen, angewendet wird, und eine zweite Richtungscharakteristik einer Funkwelle, mit der eine Funkwelle auf eine Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird. In 1 sind eine Funkwelle A, die die erste Richtungscharakteristik aufweist, und eine Funkwelle B, die die zweite Richtungscharakteristik aufweist, gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Frequenzbänder der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik und der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik eingestellt, um gleich zu sein.
Die Empfangseinheit 13 weist einen Berechnungsabschnitt auf, um, als die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, den Unterschied zwischen Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt 3 des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert wurde und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert wird und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, berechnet werden. Die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 weist einen Kandidatenbestimmungsabschnitt zum Bestimmen der Bestrahlungsrichtung von jeder von elektromagnetischen Wellen, die jeweilige Kandidaten für die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik sind, und zum Anweisen der Steuereinheit 15 derart, dass eine von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierende elektromagnetische Welle die bestimmte Bestrahlungsrichtung hat, und einen Richtungsbestimmungsabschnitt zum Bestimmen der ersten Richtungscharakteristik und der zweiten Richtungscharakteristik und zum Anweisen der Steuereinheit 15 derart, dass jeweilige von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierende elektromagnetische Wellen die bestimmte erste Richtungscharakteristik und die bestimmte zweite Richtungscharakteristik aufweisen, auf.
Der Kandidatenbestimmungsabschnitt bestimmt, für jeweilige Kandidaten für die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik, des Bestrahlungsbereichs einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden elektromagnetischen Welle und die Größe eines Abtastwinkels, mit dem der Bestrahlungsbereich mit einer elektromagnetischen Welle abgetastet wird. Beispielsweise ist für einen Kandidaten für die erste Richtwirkung der Bestrahlungsbereich einer elektromagnetischen Welle auf ± 30° bezüglich der Richtung der Hauptkeule der Bestrahlungseinheit 11 eingestellt und ein Abtastwinkel von 1° ist bestimmt. In diesem Fall werden eine Bestrahlung und Abtastung mit einer elektromagnetischen Welle beispielsweise in den Richtungen von +30°, +29°, +28°, ... bezüglich der Richtung der Hauptkeule der Bestrahlungseinheit 11 durchgeführt. Für einen Kandidaten für die zweite Richtungscharakteristik werden ein Bestrahlungsbereich, der von dem Bestrahlungsbereich einer elektromagnetischen Welle, die als ein Kandidat für die erste Richtungscharakteristik bestimmt ist, verschieden ist, und die Größe des Abtastwinkels, mit dem der Bestrahlungsbereich mit einer elektromagnetischen Welle abgetastet wird, bestimmt. Nachfolgend weist der Kandidatenbestimmungsabschnitt die Steuereinheit 15 derart an, dass eine elektromagnetische Welle mit der bestimmten Größe eines Abtastwinkels in dem bestimmten Bestrahlungsbereich von der Bestrahlungseinheit 11 emittiert wird.
Der Richtungsbestimmungsabschnitt vergleicht eine Mehrzahl von Empfangssignalverläufen von elektromagnetischen Wellen, die in der Bestrahlungsrichtung, die durch den Kandidatenbestimmungsabschnitt als ein Kandidat für die erste Richtungscharakteristik bestimmt wird, angewendet wurden, das Subjekt 3 getroffen haben und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurden, mit einem Modell-Signalverlauf einer elektromagnetischen Welle, die die erste Richtungscharakteristik, der im Voraus vorbereitet wurde, berechnet den Ähnlichkeitsgrad zwischen denselben und bestimmt die erste Richtungscharakteristik. Da elektromagnetische Wellen mit der ersten Richtungscharakteristik Signalverläufe aufweisen, die ähnliche Tendenzen haben, ungeachtet dessen, wer das Subjekt 3 ist, ist der näherungsweise Signalverlauf als ein Modell-Signalverlauf eingestellt. Der Ähnlichkeitsgrad zwischen dem Modell-Signalverlauf und jedem Empfangssignalverlauf wird unter Verwendung eines Signalverlauf-Vergleichsverfahrens berechnet, beispielsweise dem dynamischen Time-Warping-Verfahren (dynamisches Zeitverzerrungsverfahren) oder der Kreuzkorrelationsfunktion. Die Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, deren Empfangssignalverlauf den höchsten Ähnlichkeitsgrad zu dem Modell-Signalverlauf aufweist, wird als die erste Richtungscharakteristik bestimmt.
Die Steuereinheit 15 steuert das Abtasten mit einer Funkwelle, das durchgeführt wird, wenn die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik bestimmt, und führt eine Steuerverarbeitung zum Einstellen der Richtungscharakteristik einer auf das Subjekt 3 anzuwendenden Funkwelle auf die erste Richtungscharakteristik oder die zweite Richtungscharakteristik, die durch die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 bestimmt wird, durch. Unter dieser Steuerung, die durch die Steuereinheit 15 auf die Abtasteinheit 12 durchgeführt wird, werden die Anwendung der Funkwelle A von der Bestrahlungseinheit 11 auf das Subjekt 3 und die Anwendung der Funkwelle B von der Bestrahlungseinheit 11 auf das Subjekt 3 für eine vorbestimmte Bestrahlungszeitperiode in vorbestimmten Zeitintervallen durchgeführt. Die vorbestimmte Bestrahlungszeitperiode ist beispielsweise näherungsweise 10 µs bis fortwährend, wobei das vorbestimmte Zeitintervall beispielsweise fortwährend bis näherungsweise 10 ms ist. Wenn das vorbestimmte Zeitintervall fortwährend ist, werden die Funkwellen A und B kontinuierlich von der Bestrahlungseinheit 11 emittiert. Die Funkwellen A und B können gleichzeitig emittiert werden, oder ein Umschalten zwischen den Emissionen der Funkwellen A und B kann durchgeführt werden. Die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 extrahiert die Vitalzeichen des Subjekts 3 auf der Basis des Unterschieds, der durch den Berechnungsabschnitt der Empfangseinheit 13 berechnet wird, zwischen Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der Funkwelle A mit der ersten Richtwirkung, die von dem Subjekt 3 reflektiert wurde und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der Funkwelle B mit der zweiten Richtwirkung, die von dem Subjekt 3 reflektiert und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurde, berechnet werden.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen groben Prozess bei einem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
Für die Erfassung von Vitalzeichen des Subjekts 3 wird zuerst in Schritt (nachfolgend hierin abgekürzt als „S“) 101 in 3 ein Funkwellenabtastschritt durchgeführt. Bei diesem Funkwellenabtastschritt steuert die Steuereinheit 15 die Abtasteinheit 12, um zu bewirken, dass die Abtasteinheit 12 die Funkwellenbestrahlungsregion des Subjekts 3 abtastet, indem die Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden Funkwelle geändert wird. Diese Abtastung wird unter Verwendung des Bestrahlungsbereichs einer elektromagnetischen Welle, die von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 emittiert wird, und der Größe eines Abtastwinkels, mit dem der Bestrahlungsbereich mit einer elektromagnetischen Welle abgetastet wird, die durch den Kandidatenbestimmungsabschnitt in der Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 bestimmt werden, durchgeführt. Nachfolgend bestimmt in einem Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bei S102 der Richtungsbestimmungsabschnitt in der Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 die erste Richtungscharakteristik der Funkwelle A, die auf eine Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen, angewendet werden soll, und die zweite Richtungscharakteristik der Funkwelle B, die auf eine Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet werden soll. Diese Bestimmung einer Richtungscharakteristik wird auf eine solche Art und Weise durchgeführt, dass ein Ähnlichkeitsgrad zwischen dem Signalverlauf einer empfangenen Funkwelle und einem Modell-Signalverlauf auf der Basis eines Ergebnisses des Empfangs von Funkwellen, die in dem Funkwellenabtastschritt bei S101 einer Abtastung unterworfen wurden, auf das Subjekt 3 trafen und von demselben reflektiert wurden und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurden, berechnet wird.
Nachfolgend werden in einem Funkwellenbestrahlungsschritt bei S103 die Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die in dem obigen Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bestimmt wird, und die Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die in dem obigen Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bestimmt wird, von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 für die oben beschriebene vorbestimmte Bestrahlungszeitperiode und in den oben beschriebenen vorbestimmten Zeitintervallen emittiert, um die Bestrahlungsregion, in der die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen, und die Bestrahlungsregion, in der die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, zu bestrahlen. Nachfolgend wird in einem Vitalzeichenextraktionsschritt bei S104 die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 erfasst und die Vitalzeichen des Subjekts werden auf der Basis des Unterschieds zwischen Informationen über den Abstand zu dem Subjekt 3, die aus der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert wurde und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über den Abstand zu dem Subjekt 3, die aus der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert wurde und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurde, berechnet werden.
Nachfolgend wird in einem Vergleichsschritt bei S105 die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3, die in dem obigen Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert wurden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 größer als oder gleich dem Schwellenwert ist, und ein Ergebnis des Vergleichs bei S105 ja ist, kehrt der Prozess zu S104 zurück, und die Verarbeitung von S104 wird wiederholt. Andererseits kehrt, wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 den Schwellenwert nicht überschreitet, der Prozess zu S101 zurück, wobei der Funkwellenabtastschritt bei S101, der Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bei S102, der Funkwellenbestrahlungsschritt bei S103 und der Vitalzeichenextraktionsschritt bei S104 wiederholt werden. Folglich wird ein Vitalzeichenreextraktionsschritt durchgeführt. In dem Vitalzeichenreextraktionsschritt wird der Bestrahlungsbereich einer elektromagnetischen Welle, die von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 emittiert wird, mit allen Abtastwinkeln abgetastet, die durch den Kandidatenbestimmungsabschnitt in der Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 bestimmt werden.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen detaillierten Prozess bei dem Vitalzeichenerfassungsverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Für die Erfassung von Vitalzeichen des Subjekts 3 wird speziell S201 in 4 zuerst durchgeführt. Bei S201 bestimmt der oben beschriebene Kandidatenbestimmungsabschnitt in der Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 eine Mehrzahl von Kandidaten für die erste Richtungscharakteristik der auf die Bestrahlungsregion, in der die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen, anzuwendenden Funkwelle A und für die zweite Richtungscharakteristik der auf die Bestrahlungsregion, in der die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, anzuwendende Funkwelle B. Ein Kandidat für die erste Richtungscharakteristik und ein Kandidat für die zweite Richtungscharakteristik können unabhängig bestimmt werden, oder ein Kandidat für die Kombination der ersten Richtungscharakteristik und der zweiten Richtungscharakteristik kann bestimmt werden.
Nachfolgend steuert bei S202 die Steuereinheit 15 die Abtasteinheit 12, um zu bewirken, dass die Bestrahlungseinheit 11 eine Funkwelle zu dem Subjekt 3 mit der Richtungscharakteristik von einem der mehreren Kandidaten für die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik, die durch den oben beschriebenen Kandidatenbestimmungsabschnitt bestimmt wird, zu emittieren. Nachfolgend berechnet bei S203 die Empfangseinheit 13 für jede Richtungscharakteristik die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, das heißt, die Änderung des Abstands der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, aus der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik und der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurden.
Nachfolgend wird bei S204 bestimmt, ob die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 für alle der mehreren Kandidaten für die jeweiligen Richtungscharakteristika, die bei S201 bestimmt werden, berechnet wurde. Wenn die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 noch nicht für alle der mehreren Kandidaten für die jeweiligen Richtungscharakteristika berechnet wurden und ein Ergebnis der Bestimmung bei S204 nein ist, kehrt der Prozess zu S202 zurück und die Teile der Verarbeitung von S202 und S203 werden wiederholt. Durch diese Wiederholung der Teile der Verarbeitung wird die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 für alle der mehreren Kandidaten für die jeweiligen Richtungscharakteristika berechnet.
Wenn die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 für alle der mehreren Kandidaten für die jeweiligen Richtungscharakteristika berechnet wurde und ein Ergebnis der Bestimmung bei S204 ja ist, wird die Verarbeitung von S205 durchgeführt. Bei S205 wird die Funkwelle A, mit der die Körperoberflächenverschiebung mit Vitalzeichencharakteristika erhalten wird, und die die höchste Signalintensität der Funkwellen A, die Kandidaten für die erste Richtungscharakteristik sind, für die die jeweiligen Körperoberflächenverschiebungen des Subjekts 3 berechnet wurden, aufweist, das heißt, die Funkwelle A deren Signalverlauf den höchsten Ähnlichkeitsgrad zu einem Modell-Signalverlauf hat, ausgewählt. Die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 bestimmt, dass die Richtungscharakteristik der ausgewählten Funkwelle A die erste Richtungscharakteristik ist, mit der die Funkwelle A auf die Bestrahlungsregion angewendet wird, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen. Die Funkwelle B wird ausgewählt, mit der die Körperoberflächenverschiebung mit Rauschcharakteristika, wie zum Beispiel der Körperbewegung des Subjekts 3 und eine Fahrzeugerschütterung (Vibration), erhalten wird, und die die höchste Signalintensität der Funkwellen B aufweist, die Kandidaten für die zweite Richtungscharakteristik sind, für die die jeweiligen Körperoberflächenverschiebungen des Subjekts 3 berechnet wurden. Die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 bestimmt, dass die Richtungscharakteristik der ausgewählten Funkwelle B die zweite Richtungscharakteristik ist, mit der die Funkwelle B auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird.
Nachfolgend steuert bei S206 die Steuereinheit 15 die Abtasteinheit 12, um zu bewirken, dass die Bestrahlungseinheit 11 die Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die wie oben bestimmt wird, und die Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die wie oben bestimmt wird, zu dem Subjekt 3 emittiert. Nachfolgend berechnet bei S207 die Empfangseinheit 13 für jede Richtungscharakteristik die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 aus jeder der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik und der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurden.
Es wird davon ausgegangen, dass die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die auf die Bestrahlungsregion angewendet wird, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen und die durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, berechnet wird, die Vitalzeichen des Subjekts 3 und Rauschen, wie zum Beispiel die Körperbewegung des Subjekts 3 und eine Fahrzeugerschütterung enthalten. Es wird ferner davon ausgegangen, dass die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik berechnet wird, die auf die Bestrahlungsregion angewendet wird, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, nicht die Vitalzeichen des Subjekts 3 enthält und nur Rauschen enthält, wie zum Beispiel die Körperbewegung des Subjekts und eine Fahrzeugerschütterung. Folglich werden bei S208 die Vitalzeichen des Subjekts 3 durch Verwenden des Unterschieds zwischen der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die für die erste Richtungscharakteristik berechnet wird, und der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die für die zweite Richtungscharakteristik berechnet wird, extrahiert.
Dieser Unterschied zwischen den Körperoberflächenverschiebungen wird durch Subtrahieren der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von der Empfangseinheit 13 empfangen wird, von der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, berechnet wird, berechnet. Der Unterschied zwischen den Körperoberflächenverschiebungen kann durch Anwenden eines Kalman-Filters oder eines adaptiven Filters auf die Körperoberflächenverschiebung des Subjekts, die aus jeder der Funkwellen A und B berechnet wird, und Abstumpfen eines Signalstoßes, der plötzlich in einer Körperoberflächenverschiebung erscheint, oder durch Mitteln von Körperoberflächenverschiebungen in einer bestimmten Zeitperiode und Durchführen der obigen Subtraktion berechnet werden. Alternativ kann der Unterschied zwischen Körperoberflächenverschiebungen des Subjekts 3 durch Separieren einer Körperbewegung, einer Erschütterung und von Vitalzeichen in jeder der Funkwellen A und B durch ein Audioquellen-Separationsverfahren berechnet werden, wie zum Beispiel eine Unabhängige-Komponenten-Analyse oder eine Unabhängiger-Vektor-Analyse.
5 ist ein Graph, der Zeitänderungen der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die bei S205 bestimmt wird, der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die bei S205 bestimmt wird, und die Differenz zwischen diesen Körperoberflächenverschiebungen zeigt. Die horizontale Achse stellt die Zeit [Sekunden] und die vertikale Achse stellt den Verschiebungsbetrag der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 [µm] in dem Graph dar. Der Durchschnitt der Verschiebungsbeträge der Körperoberflächenverschiebung in einem bestimmten Zeitsegment ist durch 0 dargestellt. Eine Kennlinie 21, die durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist, stellt die Änderung der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik berechnet wird, über der Zeit dar, eine Kennlinie 22, die durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, stellt die Änderung der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3, die aus der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik berechnet wird, über der Zeit dar, und eine Kennlinie 23, die durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, stellt die Änderung der Differenz zwischen diesen Körperoberflächenverschiebungen über der Zeit dar. Charakteristika, die durch die Kennlinie 23, die die Differenz anzeigt, angezeigt sind, stellen die Vitalzeichen des Subjekts 3 dar. Ein Signalverlauf, aus dem Vitalzeichen klar beobachtet werden, wie der Signalverlauf, der durch die Kennlinie 23 angezeigt ist, wird als der oben beschriebene Modell-Signalverlauf verwendet, der mit jedem Empfangssignalverlauf, der durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, verglichen werden soll.
Nachfolgend wird bei S209 die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3, die bei S208 in 4 extrahiert werden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Als die Größe der Vitalzeichen wird der Durchschnitt der Vitalzeichen in einer vorbestimmten Periode verwendet. Nachfolgend wird bei S210 bestimmt, ob die extrahierte Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 größer als der oder gleich einem Schwellenwert ist. Wenn die extrahierte Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 größer als der oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist und ein Ergebnis der Bestimmung bei S210 ja ist, kehrt der Prozess zu S206 zurück und Teile der Verarbeitung von S206 bis S209 werden wiederholt. Durch diese Wiederholung von Teilen der Verarbeitung werden die Vitalzeichen des Subjekts 3 kontinuierlich extrahiert.
Als der vorbestimmte Schwellenwert bei S210 wird beispielsweise ein vorbestimmter Wert eines Leistungsverhältnisses SNR (Signal-to-Noise-Ratio = Signal/Rauschverhältnis) einer Vitalzeichensignalstärke S zu einer Rauschleistung N verwendet, das bei dem Frequenzschwankungssignalverlauf einer Vitalzeichensignalstärke, die durch Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) auf Vitalzeichen, die durch die Kennlinie 23 in 5 dargestellt sind, erhalten wird. Wenn der SNR-Wert größer als ein Wert, der im Voraus bestimmt wird, ist, wird bei S210 bestimmt, dass die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
In dem Fall, in dem die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 durch ein FMCW-Radar gebildet ist, wird ein IF-Signalverlauf (IF = Zwischenfrequenz) durch Anwenden einer FFT auf ein IF-Signal eines reflektierten Signals, das durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, erhalten, wobei ein vorbestimmter SNR-Wert oder ein vorbestimmter Signalstärkewert in dem Frequenz-(Abstand-) Bereich des IF-Signalverlaufs, von dem angenommen wird, dass sich das Subjekt darin befindet, als der vorbestimmte Schwellenwert bei S210 verwendet werden kann. Bei einem FMCW-Radar kann eine reflektierte Leistung, die einem Abstand entspricht, durch Anwenden einer FFT auf ein IF-Signal erhalten werden. Ein Signal mit einer hohen reflektierten Leistung in dem Frequenz-(Abstand-) Bereich, von dem angenommen wird, dass sich das Subjekt 3 darin befindet, wird als Vitalzeichen bestimmt. Wenn ein IF-Signalverlauf durch Anwenden einer FFT auf ein IF-Signal eines reflektierten Signals, das durch die Empfangseinheit 13 empfangen wird, erhalten wird und ein SNR-Wert oder ein Signalstärkewert in einem Frequenz-(Abstand-)Bereich des IF-Signalverlaufs, von dem angenommen wird, dass das Subjekt 30 sich darin befindet, größer als ein Wert, der im Voraus bestimmt wird, ist, wird bei S210 folglich bestimmt, dass die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Wenn die extrahierte Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet und ein Ergebnis der Bestimmung bei S210 nein ist, kehrt der Prozess andererseits zu S201 zurück und Teile der Verarbeitung von S201 bis S209 werden wiederholt. Durch diese Wiederholung von Teilen der Verarbeitung werden die neue erste Richtungscharakteristik, mit der die Funkwelle A auf die neue Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen, angewendet wird, und die neue zweite Richtungscharakteristik, mit der die Funkwelle B auf die neue Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird, bestimmt, wobei die Funkwellen A und B in den jeweiligen neuen Bestrahlungsregionen angewendet werden und die neuen Vitalzeichen des Subjekts 3 kontinuierlich extrahiert werden.
Mit der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und einem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Richtungscharakteristika der von der einzelnen Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden Funkwellen A und B zu der ersten beziehungsweise zweiten Richtungscharakteristik geändert, und die Funkwellen A und B werden von der Bestrahlungseinheit 11 auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen, beziehungsweise die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, durch die Steuerung, die die Steuereinheit 15 auf die Abtasteinheit 12 durchführt, angewendet. Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, wird entfernt und die Vitalzeichen des Subjekts 3 werden genau extrahiert, indem bewirkt wird, dass die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 den Unterschied zwischen Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert und durch die Empfangseinheit 13 empfangen wurde, berechnet werden, verwendet.
Selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts 3 ändern, werden die Richtungscharakteristika der von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden Funkwellen A und B auf die erste Richtungscharakteristik, mit der die Funkwelle A auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 leicht erscheinen, angewendet wird, beziehungsweise die zweite Richtungscharakteristik, mit der die Funkwelle B auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, durch die Steuerung, die die Steuereinheit 15 auf die Abtasteinheit 12 durchführt, geändert. Folglich werden, selbst wenn sich die Größe und Ausrichtung des Subjekts 3 ändern, die Funkwellen A und B von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 emittiert und auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, beziehungsweise die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet, wobei Rauschen, wie zum Beispiel eine Körperbewegung und eine Erschütterung, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, durch die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 entfernt wird, wobei nur die Vitalzeichen des Subjekts 3 genau extrahiert werden.
Da die Vitalzeichen des Subjekts 3 unter Verwendung der einzelnen Bestrahlungseinheit 11 bei der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und einem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wie oben beschrieben genau extrahiert werden, kann ferner der Raum, der durch die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung an einem Einbauort besetzt wird, reduziert sein, der Auswahlbereich eines Einbauorts der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 kann vergrößert sein, und der Entwurfsfreiheitsgrad nimmt zu. Darüber hinaus können die Kosten der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 reduziert sein.
Im Ergebnis können gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren geschaffen werden, bei denen Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, entfernt werden kann und nur die Vitalzeichen des Subjekts 3 können genau extrahiert werden, selbst wenn sich die Größe und die Ausrichtung des Subjekts ändern, wobei eine Zunahme des Entwurfsfreiheitsgrads und eine Kostenreduktion erreicht werden können.
Da die Frequenzbänder der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik und der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik bei dem ersten Ausführungsbeispiel eingestellt sind, um gleich zu sein, besteht anders als bei einem biologischen Sensor in der verwandten Technik kein Bedarf danach, die Funkwellen in unterschiedlichen Frequenzbändern zu emittieren. Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren können daher leicht entworfen werden. Folglich können die Vitalzeichen des Subjekts bei geringen Kosten genau extrahiert werden. Die Frequenzbänder der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik und der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik müssen nicht notwendigerweise gleich sein und können eingestellt sein, um verschieden voneinander zu sein.
6 ist eine schematische Seitenansicht des Sitzes, auf dem das Subjekt 3 in einem Fahrzeug sitzt, auf das eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung und ein Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet ist. Eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die gleiche Konfiguration wie die obige Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf, mit der Ausnahme, dass ein Reflektor 31 in dem Sitz 2 zusätzlich zu den Komponenten der obigen Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet ist. Der Reflektor 31 ist aus einem Material, wie zum Beispiel Metall, gebildet, das leicht Funkwellen reflektiert und die Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von der Bestrahlungseinheit 11 emittiert wird, zu der Empfangseinheit 13 reflektiert.
Es wird davon ausgegangen, dass in den Fällen, in denen die Funkwelle B auf das Subjekt 3 angewendet wird und die Funkwelle B auf den Reflektor 31 angewendet wird, das gleiche Berechnungsergebnis der Körperoberflächenverschiebung des Subjekts 3 von der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik für die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Subjekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, erhalten wird. Folglich kann, bei einer Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Steuerverarbeitung zum Ändern der Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden Funkwelle zu der zweiten Richtungscharakteristik, mit der die Funkwelle B auf die Bestrahlungsregion, wo die Vitalzeichen des Objekts 3 weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird, leicht mit Sicherheit durchgeführt werden, indem bewirkt wird, dass die Steuereinheit 15 die Abtasteinheit 12 derart steuert, dass die Funkwelle B, die von der Bestrahlungseinheit 11 emittiert wird, eine Richtungscharakteristik aufweist, mit der die Funkwelle B auf den Reflektor 31 angewendet wird. Bei S201 bis S204 in 4 wird die Verarbeitung zum Bestimmen von Kandidaten für die zweite Richtungscharakteristik daher unnötig. Folglich kann die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, leicht mit Sicherheit entfernen, während die Steuerverarbeitung der Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 vereinfacht ist.
Bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wurde der Fall beschrieben, bei dem eine elektromagnetische Welle von der Bestrahlungseinheit 11 auf das Subjekt 3 bei S101 in 3 angewendet wird, wenn die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik der elektromagnetischen Wellen bestimmt werden, und eine elektromagnetische Welle von der Bestrahlungseinheit 11 auf das Subjekt 3 mit bestimmten Richtungscharakteristika bei S103 in 3 wieder angewendet wird, wenn die Vitalzeichen des Subjekts 3 extrahiert sind. Jedoch kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der elektromagnetische Wellen mit einer Mehrzahl von Richtungscharakteristika nur einmal von der Bestrahlungseinheit 11 auf das Subjekt 3 angewendet werden, die Empfangseinheit 13 elektromagnetische Wellen mit den mehreren Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt 3 reflektiert werden, empfängt, die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik von elektromagnetischen Wellen auf der Basis der empfangenen elektromagnetischen Wellen bestimmt wird, und die Vitalzeichen des Subjekts 3 aus den elektromagnetischen Wellen, die die bestimmten jeweiligen Richtungscharakteristika aufweisen, extrahiert werden.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit der Konfiguration weist die Bestrahlungseinheit 11 zum Emittieren einer elektromagnetischen Welle zu dem Subjekt 3, die Abtasteinheit 12 zum Abtasten der Bestrahlungsregion einer an das Subjekt 3 anzulegenden elektromagnetischen Welle durch Ändern der Richtungscharakteristik einer von Bestrahlungseinheit 11 zu emittierenden elektromagnetischen Welle, die Empfangseinheit 13 zum Empfangen einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen mit verschiedenen Richtungscharakteristika, die das Subjekt 3 getroffen haben und von demselben reflektiert wurden, und die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 zum Extrahieren der Vitalzeichen des Subjekts 3 unter Verwendung des Unterschieds zwischen den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts 3, das heißt Rauschen, wie zum Beispiel eine Körperbewegung und eine Erschütterung, zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden, auf.
Ein Vitalzeichenerfassungsverfahren mit der obigen Konfiguration beinhaltet einen Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt des Bewirkens, dass die Abtasteinheit 12 eine Bestrahlungsregion einer elektromagnetischen Welle für das Subjekt 3 durch Ändern der Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden elektromagnetischen Welle abtastet, einen Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritt des Bewirkens, dass die Empfangseinheit 13 eine Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen mit verschiedenen Richtungscharakteristika, die einem Abtasten in dem Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt unterworfen wurden, die auf das Subjekt 3 trafen und von dem Subjekt 3 reflektiert wurden, empfängt, einen Vitalzeichenextraktionsschritt des Extrahierens der Vitalzeichen des Subjekts 3 unter Verwendung des Unterschieds zwischen den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts 3, das heißt Rauschen, wie zum Beispiel eine Körperbewegung und eine Erschütterung, zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden, einen Vergleichsschritt des Vergleichens der Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert, und einen Vitalzeichenreextraktionsschritt des wiederholten Durchführens des Elektromagnetische-Welle-Abtastschritts, des Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritts und des Vitalzeichenextraktionsschritts, wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, als ein Ergebnis des Vergleichs in dem Vergleichsschritt den vorbestimmten Schwellenwert nicht übersteigen.
Mit der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und einem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird bewirkt, dass von der einzelnen Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierende elektromagnetische Wellen eine Mehrzahl von Richtungscharakteristika aufweisen, und die elektromagnetischen Wellen von der Bestrahlungseinheit 11 emittiert werden. Die elektromagnetischen Wellen, die von der Bestrahlungseinheit 11 emittiert werden, werden durch die Empfangseinheit 13 als elektromagnetische Wellen mit einer Mehrzahl von Richtungscharakteristika empfangen. Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, wird entfernt und die Vitalzeichen des Subjekts 3 werden genau extrahiert, indem bewirkt wird, dass die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 den Unterschied zwischen den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden, verwendet.
Selbst wenn die Größe und Ausrichtung des Subjekts 3 sich ändern, werden elektromagnetische Wellen mit einer Mehrzahl von neuen Richtungscharakteristika durch die Empfangseinheit 13 empfangen, indem bewirkt wird, dass die Abtasteinheit 12 die Richtungscharakteristika der von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden elektromagnetischen Wellen ändert. Auf der Basis der mehreren neuen elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, verwendet die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 den Unterschied zwischen den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren neuen elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und der Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden, verwendet. Als ein Ergebnis wird Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, entfernt, und die neuen Vitalzeichen des Subjekts 3 werden genau extrahiert. Selbst wenn die Größe und Ausrichtung des Subjekts 3 sich ändern, werden folglich die Vitalzeichen des Subjekts 3 genau extrahiert.
Da die Vitalzeichen des Subjekts 3 unter Verwendung der einzelnen Bestrahlungseinheit 11 wie oben auch bei der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und dem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel genau extrahiert werden, kann der Raum, der durch die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 an einem Einbauort besetzt wird, reduziert werden, der Auswahlbereich eines Einbauorts der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 kann vergrößert sein, und der Entwurfsfreiheitsgrad nimmt zu. Ferner können auch die Kosten der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 reduziert sein.
Die obige Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann ferner die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 und die Steuereinheit 15 aufweisen. Bei der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, das diese Konfiguration aufweist, bestimmt die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 die erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, aufweist, und die zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist, aus einem Ergebnis eines Empfangs der elektromagnetischen Wellen in der Empfangseinheit 13, und speichert die bestimmte erste Richtungscharakteristik und die bestimmte zweite Richtungscharakteristik in einer Speichereinheit. Die Steuereinheit 15 führt eine Elektromagnetische-Welle-Abtast-Steuerung auf der Abtasteinheit 12 durch, wenn die Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit 11 zu emittierenden elektromagnetischen Welle sich ändert. Die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 liest die erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle und die zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die in der Speichereinheit gespeichert sind, und extrahiert die Vitalzeichen des Subjekts 3 auf der Basis des Unterschieds zwischen Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der gelesenen elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik berechnet werden, und Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der gelesenen elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik berechnet werden.
7 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein Vitalzeichenerfassungsverfahren zeigt, für das die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Bei diesem Vitalzeichenerfassungsverfahren steuert zuerst die Steuereinheit 15 die Abtasteinheit 12, um zu bewirken, dass die Abtasteinheit 12 die Funkwellenbestrahlungsregion des Subjekts 3 abtastet, indem die Richtungscharakteristik einer Funkwelle, die von der Bestrahlungseinheit 11 auf das Subjekt 3 angewendet wird, in einem Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt bei S301 geändert wird. Nachfolgend werden in einem Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritt bei S302 eine Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen mit unterschiedlichen Richtungscharakteristika, die einer Abtastung in dem Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt bei S301 unterworfen wurden, auf das Subjekt 3 trafen und von demselben reflektiert wurden, durch die Empfangseinheit 13 empfangen. Nachfolgend bestimmt in einem Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bei S303 die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 aus einem Ergebnis des Empfangs der elektromagnetischen Wellen in der Empfangseinheit 13 die erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, aufweist, und die zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist. Die bestimmte erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle und die bestimmte zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle werden durch die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit 14 in einer Speichereinheit gespeichert.
Nachfolgend liest in einem Richtungscharakteristik-Leseschritt bei S304 die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 die erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle und die zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die in der Speichereinheit gespeichert sind. In einem Vitalzeichenextraktionsschritt bei S305 extrahiert die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 die Vitalzeichen des Subjekts 3 auf der Basis des Unterschieds zwischen Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der gelesenen elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik berechnet werden, und Informationen über den Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 zu dem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts 3, die auf der Basis der gelesenen elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik berechnet werden. Nachfolgend wird in einem Vergleichsschritt bei S306 die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt bei S305 extrahiert werden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 größer als der oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist und ein Ergebnis des Vergleichs bei S306 ja ist, kehrt der Prozess zu S305 zurück und die Verarbeitung von S305 wird wiederholt. Andererseits kehrt, wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts 3 den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet, der Prozess zu S301 zurück und ein Vitalzeichenreextraktionsschritt wird durchgeführt, indem der Funkwellenabtastschritt bei S301, der Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritt bei S302, der Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bei S303, der Richtungscharakteristik-Leseschritt bei S304 und der Vitalzeichenextraktionsschritt bei Schritt S305 wiederholt werden.
Mit der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und dem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird Rauschen, das in dem Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, entfernt und die Vitalzeichen des Subjekts 3 können genau extrahiert werden, indem der Unterschied zwischen den Abstandsinformationen des Subjekts 3, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit 13 empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und den Abstandsinformationen des Subjekts, die auf der Basis einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als die Vitalzeichen des Subjekts 3 zeigt und die höchste Signalintensität der mehreren elektromagnetischen Wellen aufweist, wie bei dem Fall, bei dem die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und das Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet werden, verwendet wird. Selbst wenn die Größe und Ausrichtung des Subjekts 3 sich ändern, werden neue elektromagnetischen Wellen mit einer Mehrzahl von Richtungscharakteristika durch die Empfangseinheit 13 empfangen und die neuen Vitalzeichen des Subjekts 3 werden genau extrahiert, indem die Steuereinheit 15 veranlasst wird, die Abtasteinheit 12 zu steuern, um die Richtungscharakteristika von von der Bestrahlungseinheit 11 zu dem Subjekt 3 zu emittierenden elektromagnetischen Wellen zu ändern. Selbst wenn die Größe und Ausrichtung des Subjekts 3 sich ändern, werden somit die Vitalzeichen des Subjekts 3 genau extrahiert. Da die Vitalzeichen des Subjekts 3 unter Verwendung der einzelnen Bestrahlungseinheit 11 wie oben auch bei der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und dem Vitalzeichenerfassungsverfahren gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel genau extrahiert werden, kann der Raum, der durch die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 an einem Einbauort besetzt wird, reduziert sein, der Auswahlbereich eines Einbauorts der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 kann vergrößert sein, und der Entwurfsfreiheitsgrad kann erhöht sein. Darüber hinaus können die Kosten der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 reduziert sein.
Da die Frequenzbänder der Funkwelle A mit der ersten Richtungscharakteristik und der Funkwelle B mit der zweiten Richtungscharakteristik auch bei den dritten und vierten Ausführungsbeispielen eingestellt sind, um gleich zu sein, besteht kein Bedarf, Funkwellen in verschiedenen Frequenzbändern zu emittieren, anders als in bei einem biologischen Sensor in der verwandten Technik. Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 und das Vitalzeichenerfassungsverfahren können daher leicht entworfen werden. Folglich können die Vitalzeichen des Subjekts 3 genau bei geringen Kosten extrahiert werden.
Auch bei den dritten und vierten Ausführungsbeispielen kann der Reflektor 31 wie bei der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem Sitz 2 angeordnet sein. Mit einer Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1, die die obige Konfiguration aufweist, kann Rauschen, das in den Vitalzeichen des Subjekts 3 enthalten ist, leicht durch die Vitalzeichenextraktionseinheit 16 mit Sicherheit entfernt werden, indem bewirkt wird, dass die Funkwelle B, die von der Bestrahlungseinheit 11 emittiert wird, eine Richtungscharakteristik aufweist, mit der die Funkwelle B auf dem Reflektor 31 angewendet wird.
Obwohl bei den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen ein Fall beschrieben wurde, bei dem die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 in einem Sitz 41 im Inneren eines Fahrzeugs angeordnet ist, kann, wie in 8(a) gezeigt ist, die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung 1 auf/in, beispielsweise, einem Armaturenbrett 42, einem Raumspiegel 43, einer Decke 44 im Inneren eines Fahrzeugs, einem Sitzgurt 45 oder einer Handschuhbox 46 angeordnet sein.
Industrielle Anwendbarkeit
Obwohl bei den obigen jeweiligen Ausführungsbeispielen der Fall beschrieben wurde, bei dem die vorliegende Erfindung auf ein Fahrerüberwachungssystem in einem Auto angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung auf ein Fahrerüberwachungssystem in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Flugzeug oder einem Zug, angewendet werden, indem eine Vitalzeichenüberwachungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Fahrersitz in beispielsweise einem Flugzeug oder einem Zug angeordnet wird. Wie in 8(b) gezeigt ist, kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Überwachung beispielsweise eines Patienten durch Anordnen einer Vitalzeichenüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in/auf beispielsweise einem Bett 51, einer Wand 52, einer Decke 53, einem Stuhl 54, oder einem Licht 55 in einer medizinischen Einrichtung angeordnet wird, und indem bewirkt wird, dass die Vitalzeichenüberwachungsvorrichtung die Vitalzeichen des Patienten erfasst.
Bezugszeichenliste

1: Vitalzeichenerfassungsvorrichtung
2: Sitz
3: Subjekt
11: Bestrahlungseinheit
12: Abtasteinheit
13: Empfangseinheit
14: Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit
15: Steuereinheit
16: Vitalzeichenextraktionseinheit
31: Reflektor
A: Funkwellen mit erster Richtungscharakteristik
B: Funkwellen mit zweiter Richtungscharakteristik

Claims

Eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung, die folgende Merkmalen aufweist: eine Bestrahlungseinheit, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Welle zu einem Subjekt zu emittieren; eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um eine Bestrahlungsregion einer auf das Subjekt anzuwendenden elektromagnetischen Welle abzutasten, indem eine Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit zu emittierenden elektromagnetischen Welle geändert wird; eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen mit verschiedenen Richtungscharakteristika, die das Subjekt getroffen haben und von demselben reflektiert wurden, zu empfangen; und eine Vitalzeichenextraktionseinheit, die konfiguriert ist, um Vitalzeichen des Subjekts zu extrahieren, unter Verwendung eines Unterschieds zwischen Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität der Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner folgende Merkmale aufweist: eine Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um aus einem Ergebnis eines Empfangs von elektromagnetischen Wellen in der Empfangseinheit eine erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit empfangen werden, aufweist, und eine zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität der Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen aufweist, zu bestimmen und die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik in einer Speichereinheit zu speichern; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um eine Verarbeitung zum Steuern des Abtastens mit einer elektromagnetischen Welle auf der Abtasteinheit durchzuführen, wenn eine Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit zu emittierenden elektromagnetischen Welle geändert wird, wobei die Vitalzeichenextraktionseinheit die erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle und die zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, die in der Speichereinheit gespeichert sind, liest und Vitalzeichen des Subjekts basierend auf einem Unterschied zwischen Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die die erste gelesene Richtungscharakteristik aufweist, berechnet werden, und Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die die zweite gelesene Richtungscharakteristik aufweist, berechnet werden, extrahiert.
Eine Vitalzeichenerfassungsvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine Bestrahlungseinheit, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Welle zu einem Subjekt zu emittieren; eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um eine Bestrahlungsregion einer auf das Subjekt anzuwendenden elektromagnetischen Welle durch Ändern einer Richtungscharakteristik einer von der Bestrahlungseinheit zu emittierenden elektromagnetischen Welle abzutasten; eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Welle zu empfangen, die das Subjekt getroffen hat und von demselben reflektiert wurde; eine Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um aus einem Ergebnis eines Empfangs von elektromagnetischen Wellen in der Empfangseinheit eine erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, angewendet wird, und eine zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird, zu bestimmen; eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um auf der Abtasteinheit eine Verarbeitung zum Steuern des Abtastens mit einer elektromagnetischen Welle, wenn die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik bestimmt, und eine Steuerverarbeitung zum Ändern einer Richtungscharakteristik einer auf das Subjekt anzuwendenden elektromagnetischen Welle zu der ersten Richtungscharakteristik oder der zweiten Richtungscharakteristik, die durch die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit bestimmt wird, durchzuführen; und eine Vitalzeichenextraktionseinheit, die konfiguriert ist, um Vitalzeichen des Subjekts basierend auf einem Unterschied zwischen Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu dem Subjekt, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert wurde und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu dem Subjekt, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert wurde und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden, zu extrahieren.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die Empfangseinheit einen Berechnungsabschnitt aufweist, der konfiguriert ist, um einen Unterschied zwischen Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden, zu berechnen.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der die Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit folgende Merkmale aufweist, einen Kandidatenbestimmungsabschnitt, der konfiguriert ist, um die Steuereinheit anzuweisen, eine Bestrahlungsrichtung einer elektromagnetischen Welle, die ein Kandidat für jede der ersten Richtungscharakteristik und der zweiten Richtungscharakteristik ist, zu bestimmen und eine Bestrahlungsrichtung einer von der Bestrahlungseinheit zu emittierenden elektromagnetischen Welle auf die bestimmte Bestrahlungsrichtung einzustellen, und einen Richtungsbestimmungsabschnitt, der konfiguriert ist, um die Steuereinheit anzuweisen, die erste Richtungscharakteristik und die zweite Richtungscharakteristik zu bestimmen und Richtungscharakteristika von von der Bestrahlungseinheit zu emittierenden elektromagnetischen Wellen auf die bestimmte erste Richtungscharakteristik und die bestimmte zweite Richtungscharakteristik einzustellen.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der der Kandidatenbestimmungsabschnitt die Steuereinheit anweist, für jeden der Kandidaten einen Bestrahlungsbereich einer von der Bestrahlungseinheit zu dem Subjekt zu emittierenden elektromagnetischen Welle und eine Größe eines Abtastwinkels, mit dem eine Abtastung mit einer elektromagnetischen Welle in dem Bestrahlungsbereich durchgeführt wird, zu bestimmen und eine elektromagnetische Welle von der Bestrahlungseinheit in dem bestimmten Bestrahlungsbereich mit der bestimmten Größe eines Abtastwinkels zu emittieren.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, bei der der Richtungsbestimmungsabschnitt eine Mehrzahl von Empfangssignalverläufen von elektromagnetischen Wellen, die als Kandidaten für die erste Richtungscharakteristik durch den Kandidatenbestimmungsabschnitt bestimmt wurden, in einer Bestrahlungsrichtung emittiert wurden, das Subjekt getroffen haben, und durch die Empfangseinheit empfangen wurden, mit einem Modell-Signalverlauf einer elektromagnetischen Welle, die die erste Richtungscharakteristik aufweist, der im Voraus vorbereitet wurde, vergleicht, einen Ähnlichkeitsgrad zwischen jedem der Empfangssignalverläufe und dem Modell-Signalverlauf berechnet, und die erste Richtungscharakteristik bestimmt.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 7, bei dem Frequenzbänder einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik und einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik gleich sind.
Die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 8, die ferner einen Reflektor aufweist, der konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von der Bestrahlungseinheit emittiert wird, zu der Empfangseinheit zu reflektieren.
Ein Fahrzeug, das die Vitalzeichenerfassungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 in einem Sitz aufweist.
Ein Vitalzeichenerfassungsverfahren, das folgende Merkmale aufweist: einen Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt des Bewirkens, dass eine Abtasteinheit eine Bestrahlungsregion einer elektromagnetischen Welle für ein Subjekt abtastet, indem eine Richtungscharakteristik einer von einer Bestrahlungseinheit auf das Subjekt anzuwendenden elektromagnetischen Welle geändert wird; einen Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritt des Bewirkens, dass eine Empfangseinheit eine Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen mit unterschiedlichen Richtungscharakteristika, die einer Abtastung in dem Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt unterworfen wurden, die das Subjekt trafen und die von dem Subjekt reflektiert wurden, empfängt; einen Vitalzeichenextraktionsschritt des Extrahierens von Vitalzeichen des Subjekts unter Verwendung eines Unterschieds zwischen Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität einer Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen, die durch die Empfangseinheit empfangen werden, aufweist, berechnet werden, und Abstandsinformationen des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle, die andere Charakteristika als Vitalzeichen des Subjekts zeigt und die höchste Signalintensität der Mehrzahl von elektromagnetischen Wellen aufweist, berechnet werden; einen Vergleichsschritt des Vergleichens einer Größe der Vitalzeichen des Subjekts, die bei dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und einen Vitalzeichenreextraktionsschritt des wiederholten Durchführens des Elektromagnetische-Welle-Abtastschritts, des Elektromagnetische-Welle-Empfangsschritts, und des Vitalzeichenextraktionsschritts, wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, als ein Ergebnis des Vergleichsschritts den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet.
Ein Vitalzeichenerfassungsverfahren mit folgenden Merkmalen: einen Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt des Bewirkens, dass eine Abtasteinheit eine Bestrahlungsregion einer elektromagnetischen Welle für ein Subjekt abtastet, indem eine Richtungscharakteristik einer von einer Bestrahlungseinheit auf das Subjekt anzuwendenden elektromagnetischen Welle geändert wird; einen Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt des Bewirkens, basierend auf einem Ergebnis des Empfangs der elektromagnetischen Wellen, die einer Abtastung in dem Elektromagnetische-Welle-Abtastschritt unterworfen wurden und die das Subjekt getroffen haben, von dem Subjekt reflektiert wurden und durch eine Empfangseinheit empfangen wurden, dass eine Richtungscharakteristik-Bestimmungseinheit eine erste Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, angewendet wird, und eine zweite Richtungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, mit der eine elektromagnetische Welle auf eine Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, angewendet wird, zu bestimmen; einen Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungsschritt des Bewirkens, dass die Bestrahlungseinheit eine elektromagnetische Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die in dem Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bestimmt wird, zu dem Subjekt emittiert, um die elektromagnetische Welle mit der ersten Richtungscharakteristik auf die Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts leicht erscheinen, anzuwenden, und eine elektromagnetische Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die in dem Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritt bestimmt wird, zu dem Subjekt emittiert, um die elektromagnetische Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik auf die Bestrahlungsregion, wo Vitalzeichen des Subjekts weniger wahrscheinlich erscheinen, anzuwenden; einen Vitalzeichenextraktionsschritt des Extrahierens von Vitalzeichen des Subjekts basierend auf einem Unterschied zwischen Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der ersten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden, und Informationen über einen Abstand der Vitalzeichenerfassungsvorrichtung zu einem Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungspunkt des Subjekts, die basierend auf einer elektromagnetischen Welle mit der zweiten Richtungscharakteristik, die von dem Subjekt reflektiert und durch die Empfangseinheit empfangen wurde, berechnet werden; einen Vergleichsschritt des Vergleichens einer Größe der Vitalzeichen des Subjekts, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und einen Vitalzeichenreextraktionsschritt des wiederholten Durchführens des Elektromagnetische-Welle-Abtastschritts, des Richtungscharakteristik-Bestimmungsschritts, des Elektromagnetische-Welle-Bestrahlungsschritts und des Vitalzeichenextraktionsschritts, wenn die Größe der Vitalzeichen des Subjekts, die in dem Vitalzeichenextraktionsschritt extrahiert werden, als ein Ergebnis des Vergleichsschritts den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet.