JP2005237456A - 運転者感情誘導装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に対して規則正しいリズムでの呼吸運動を誘導することにより、安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制すること。
【解決手段】シートセンサ１０２からの出力に基づいて呼吸周期計測部１０８ｄは運転者の呼吸周期を計測する。同時に呼吸誘導部１０８ｃは、運転者に対して目標周期記憶メモリ１０６に記憶されている目標周期で呼吸誘導を行う。呼吸差異算出部１０８ａは目標周期と計測された運転者の呼吸周期との差異を算出し、算出された差異の大きさに基づいて誘導方法判定部１０８ｂは運転者に対して呼吸誘導を実行する方法を設定する。呼吸誘導部１０８ｃは、設定された誘導方法で運転者に対して呼吸誘導を実行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者の感情をコントロールすることにより、安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制するための運転者感情誘導装置に関する。

音声によって利用者の呼吸を誘導し、さらに施療子を音声による誘導に合わせて動作させることにより、利用者の呼吸を調整してリラックス状態に導く椅子型マッサージ機が特許文献１によって知られている。

特開２００３−２５０８９５号公報

しかしながら、車両を運転する運転者に従来のマッサージ機と同等の呼吸誘導を提供する場合には、以下の問題が生じていた。マッサージ機を使用する利用者は、リラックスすることを目的としているため、あらかじめ設定された呼吸誘導に自らの呼吸を意識して合わせることができる。しかし、運転者は運転操作に忙しいため、常に呼吸誘導に合わせることを意識していることは難しい。

請求項１に記載の運転者感情誘導装置は、運転者の呼吸の呼気、吸気を一周期として呼吸周期を計測する呼吸周期計測手段と、呼吸周期計測手段によって検出された運転者の呼吸周期と、あらかじめ設定された目標周期との差異（以下、「呼吸差異」と呼ぶ）を算出する呼吸差異算出手段と、呼吸差異算出手段によって算出された呼吸差異に基づいて、運転者への呼吸誘導方法を判定する誘導方法判定手段と、誘導方法判定手段によって判定された誘導方法に基づいて、運転者の呼吸周期を目標周期に誘導する誘導情報を演算する呼吸誘導情報演算手段と、呼吸誘導情報演算手段による誘導情報を運転者に対して提示する提示手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、運転者への呼吸誘導を行うにあたって、あらかじめ運転者の呼吸周期と目標周期との差異を算出し、当該差異の大きさに基づいて呼吸誘導方法を変更して運転者に提示することとした。これにより、運転者の呼吸周期を目標周期に近づけるための最適な呼吸誘導方法を提供することができる。

本実施の形態における運転者感情誘導装置は、車両の運転者に対して規則正しいリズムの呼吸を誘導する。運転者が規則正しいリズムで呼吸することによって、以下に説明するように安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制することができる。

運転者の怒りや興奮を抑制する神経伝達物質のひとつとしてセロトニンが有効とされている。このセロトニンは、規則正しいリズム運動を継続して１５分から２０分程度行うことによって、脳内における分泌が促進されることが医学論文等によって発表されている。また、そのリズム運動は運動に対する意識レベルが高いほど効果が高いとされている。よって本実施の形態においては、運転者に対して規則正しいリズムの呼吸運動を誘導することによって、セロトニンの分泌量を促進し、怒りや興奮を抑制する。以下、詳細に説明する。

図１は、本発明による運転者感情誘導装置を自動車に搭載した場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。運転者感情誘導装置１００は、呼吸誘導シートバック１０１と、シートセンサ１０２と、モニタ１０３と、スピーカー１０４と、タイマ１０５と、目標周期記憶メモリ１０６と、誘導時間記憶メモリ１０７と、制御装置１０８とを有している。

呼吸誘導シートバック１０１は、特許文献１に記載のマッサージ機の原理により、シートバック内部に埋め込まれたもみ球が呼吸誘導のタイミングに合わせて上下に移動することにより、呼吸による運転者の肋骨の動きを補助して動作で呼吸のタイミングを誘導する。シートセンサ１０２は、運転者の呼吸による前後の体重移動を検出することにより、運転者の呼吸周期、すなわち運転者が息を吸って（吸気）から息を吐く（呼気）までの１回の呼吸に要する時間を検出する。

モニタ１０３は、運転者に対して規則正しいリズムでの呼吸運動を誘導するために呼吸のタイミングを視覚的に運転者に表示し、スピーカー１０４は、そのときの誘導音声を出力する。なお、呼吸のタイミングを運転者に提示するにあたっては、例えば、「吸って」、「吐いて」という文字をモニタ１０３に表示する、あるいは音声をスピーカー１０４から出力することによって、運転者に吸うタイミングと吐くタイミングを提示する。目標周期記憶メモリ１０６には、運転者による呼吸の目標周期をあらかじめ格納されており、運転者の呼吸周期が当該目標周期に到達するまでの時間が、タイマ１０５によって計測される。なお、目標周期記憶メモリ１０６に格納される目標周期は、例えば丹田式、西野式といった呼吸法に基づく呼吸周期が設定される。誘導時間記憶メモリ１０７には、運転者が誘導開始から目標周期に合わせて呼吸運動を行うことができるようになるまでの過去の平均経過時間、すなわち平均誘導時間が格納されている。

制御装置１０８は、運転者による呼吸周期と目標周期記憶メモリ１０６に格納された目標周期との差異を判定する呼吸差異算出部１０８ａと、運転者に対してどのような方法で規則正しいリズムでの呼吸を誘導するかを判定する誘導方法判定部１０８ｂと、誘導方法判定部１０８ｂで判定された方法で運転者に対して規則正しいリズムで呼吸を誘導すべく誘導情報を演算し、当該誘導情報に基づいて、呼吸誘導シートバック１０１、モニタ１０３、およびスピーカー１０４を制御して呼吸誘導を行う呼吸誘導部１０８ｃと、シートセンサ１０２からの出力に基づいて、運転者の呼吸周期を計測する呼吸周期計測部１０８ｄと、運転者の呼吸周期を目標周期に近づけるために、運転者の呼吸周期に加算するステップ時間を算出するステップ時間算出部１０８ｅとを有している。

なお、本実施の形態において、誘導方法判定部１０８ｂによって判定され、呼吸誘導部１０８ｃによって誘導される誘導方法には以下の２つがある。
（１）タイミング提示
タイミング提示では、呼吸誘導部１０８ｃは、運転者に対して誘導する呼吸のタイミングをモニタ１０３に視覚的に表示する、あるいはスピーカー１０４から音声で出力する。これにより、運転者は提示されたタイミングにしたがって規則正しいリズムで呼吸運動を行うことができる。
（２）呼吸運動補助
呼吸運動補助では、呼吸誘導部１０８ｃは、呼吸誘導シートバック１０１を規則正しい周期で動作させ、運転者の呼吸による肋骨の動きを補助する。これによって運転者は呼吸誘導シートバック１０１の動作に合わせて規則正しいリズムで呼吸運動を行うことができる。

以下、図２に示すフローチャートにしたがって本実施の形態における運転者感情誘導装置１００による処理を説明する。図２に示す処理は、不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムとして実行される。ステップＳ１０において、図３により後述する「運転者の呼吸傾向把握処理」を実行する。「運転者の呼吸傾向把握処理」では、誘導方法判定部１０８ｂは呼吸誘導方法を上述した「タイミング提示」に設定し、運転者に対して、目標周期記憶メモリ１０６に格納されている目標周期に基づいた呼吸誘導を行う。このときの運転者の呼吸周期を計測し、運転者が呼吸誘導にしたがって規則的なリズムでの呼吸運動を行う意欲があるか否かを判定するために、目標周期と運転者の実際の呼吸周期との差異（呼吸差異）を算出する。

ステップＳ２０において、ステップＳ１０の「運転者の呼吸傾向把握処理」で算出した目標周期と運転者による呼吸周期との差異と、所定の基準値Ｓ１およびＳ２（＞Ｓ１）とが比較される。ここで所定の基準値Ｓ１は、運転者の実際の呼吸周期と目標周期にほぼ差異はないと判断できる値、例えば１０（％）が設定される。これに対して基準値Ｓ２は、運転者の実際の呼吸周期と目標周期との差異が大きいと判断できる値、例えば７０（％）が設定される。

ステップＳ２０において、差異がＳ１未満であると判断された場合には、ステップＳ３０へ進む。差異がＳ１以上かつＳ２未満である場合には、ステップ５０へ進む。そして、差異がＳ２以上であった場合には、ステップＳ９０へ進む。以下、それぞれの処理について説明する。

ステップＳ３０においては、誘導方法判定部１０８ｂは呼吸誘導方法を「タイミング提示」に設定する。これは、運転者の実際の呼吸周期と目標周期との間にほぼ差異がないことから、運転者は誘導にしたがって規則正しいリズムの呼吸をする意欲があり、ステップＳ１０の処理で設定した「タイミング提示」を継続することで、運転者は引き続き目標周期に沿った呼吸を続けることができると判断できるためである。また、運転者は「タイミング提示」で誘導される目標周期に合わせる余裕があることから、運転操作がそれほど忙しくないと判断することもできる。ステップＳ４０においては、後述する「差異がほぼ無い状態の処理」を実行する。

ステップＳ５０においては、運転者に対して呼吸の誘導を開始してから現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ１以上であるか否かが判断される。現在までの経過時間は、後述するステップＳ１４０の「呼吸誘導処理」においてタイマ１０５によって計測が開始される。したがって、処理を開始した当初、すなわちステップＳ１４０の処理実行前は運転者に対する呼吸誘導を開始しておらず、経過時間の計測がまだ開始されていないため、経過時間＝０（秒）として処理を行う。なお、所定の基準時間Ｔ１は、運転者が呼吸周期を誘導にしたがって目標周期にすぐに近づけることができたと判断できる時間、例えば３（分）が設定されている。

現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ１未満であると判断された場合には、運転者は呼吸誘導を開始してからすぐに目標周期に近づけることができたことを意味する。また、ステップＳ２０において、目標周期との差異がＳ１以上、Ｓ２未満であると判断されていることから、運転者の呼吸周期と目標周期との差異は若干発生しているが少ないと判断できる。したがって、運転者はある程度の意欲をもって呼吸誘導による呼吸タイミングに合わせようとしていると判断できる。

よって、現時点では経過時間が短いながらも、運転者は短時間の間にある程度目標周期に近づけることができており、さらに目標周期に合わせようという意欲もみられることから、誘導方法判定部１０８ｂは呼吸誘導方法を継続して「タイミング提示」に設定する。

これに対して、現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ１以上あると判断された場合には、ステップＳ７０へ進む。この場合、運転者はある程度の意欲をもって呼吸運動をしているが目標周期に近づけるのに時間を要している。したがって、目標周期に合わせる意欲がある運転者に対して、さらに目標周期に近づける手助けをするために、誘導方法判定部１０８ｂは呼吸誘導方法を「呼吸運動補助」に設定する。これにより運転者は呼吸誘導シートバック１０１による呼吸動作の補助を受けることにより、モニタ１０３およびスピーカー１０４によってタイミング提示を行うよりも、さらに呼吸周期を目標周期に近づけやすくなる。ステップＳ８０においては、後述する「差異が少ない状態の処理」を実行する。

ステップＳ９０においては、運転者に対して呼吸の誘導を開始してから現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ２以上であるか否かが判断される。なお、所定の基準時間Ｔ２は、運転者が呼吸を誘導にしたがって目標周期にすぐに近づけることができたと判断できる時間Ｔ１よりも短い時間、例えば１（分）が設定されている。

現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ２未満であると判断された場合には、ステップＳ１００へ進む。この場合、ステップＳ２０において、目標周期との差異がＳ２以上、すなわち運転者の呼吸周期と目標周期との差異は大きいと判断されているので、運転者は運転操作に忙しい等の理由により、呼吸周期を呼吸誘導のタイミングに意欲的には合わせようとしていないと判断できる。したがって、ステップＳ７０の場合のように無理に呼吸誘導シートバック１０１による呼吸動作の補助を行うことは無意味である。また、現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ２未満であり、呼吸誘導を開始してからそれほど時間が経過していないことから、しばらく様子をみる必要がある。したがって、ステップＳ１００においては、誘導方法判定部１０８ｂは呼吸誘導方法を「タイミング提示」に設定する。その後、ステップＳ１１０において、後述する「差異が大きい状態の処理」を実行する。

一方、現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ２以上であると判断された場合には、ステップＳ１２０へ進む。この場合もステップＳ１００と同様に運転者は呼吸を呼吸誘導のタイミングに意欲的には合わせようとしていない状態である。さらに、現在までの経過時間が所定の基準時間Ｔ２以上であることから、運転者は現時点では誘導呼吸に合わせて呼吸する意思は無く、呼吸誘導を行うことは無意味であると判断できる。このため、ステップＳ１２０において、誘導方法判定部１０８ｂは現在行っている呼吸誘導を所定時間、例えば５分間中断する。そして、所定時間が経過した後に、ステップＳ１３０において、運転者に対して呼吸の誘導を開始してから現在までの経過時間をリセット、すなわちタイマ１０５を０に初期化する。その後、ステップＳ１０に戻り、再度上述した処理を実行する。

ステップＳ１４０において、後述する「呼吸誘導処理」を実行する。これにより、ステップＳ２０で分類した運転者の現在の状態に基づいて呼吸誘導が開始される。ステップＳ１５０において、イグニションスイッチがオフされたか否かが判断される。イグニションスイッチがオフされないと判断された場合には、ステップＳ２０へ戻り処理を繰り返す。これに対して、イグニションスイッチがオフされたと判断された場合には、処理を終了する。

以下、ステップＳ１０における「運転者の呼吸傾向把握処理」について説明する。図３は「運転者の呼吸傾向把握処理」の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２１０において、誘導方法判定部１０８ｂは呼吸誘導方法を上述した「タイミング提示」に設定する。ステップＳ２２０において、運転者に対して誘導する誘導周期として、目標周期記憶メモリ１０６に格納されている目標周期が設定される。

ステップＳ２３０において、呼吸周期計測部１０８ｄは運転者の呼吸周期の計測を開始する。ステップＳ２４０において、運転者に対する呼吸誘導を実行、すなわちステップＳ２１０で設定した「タイミング提示」方法で、ステップＳ２２０で設定した目標周期に運転者の呼吸を誘導する。ステップＳ２５０において、ステップＳ２４０における呼吸誘導が所定の回数、例えば３回実行されたか否かが判断される。

ここで、ステップＳ２４０における呼吸誘導を所定回数繰り返し実行するのは以下の理由による。ステップＳ２４０においては、運転者に対して目標周期に基づいたタイミング提示を行いながら規則正しいリズムでの呼吸を誘導する。そしてステップＳ２３０で開始した呼吸周期の検出により、呼吸周期計測部１０８ｄはこのときの運転者による実際の呼吸周期を計測する。この計測した実際の呼吸周期に基づいて、後述するステップＳ２７０において、運転者による実際の呼吸周期と目標周期との差異を算出する。このときに使用する運転者による実際の呼吸周期の精度を上げるため、１度の計測だけでなく、所定回数の計測で得られる複数の計測値に基づいて平均値を算出するために、ステップＳ２４０の処理を所定回数繰り返し実行することとする。ステップＳ２５０において、ステップＳ２４０の処理が所定回数実行されたと判断した場合には、ステップＳ２６０へ進む。

なお、運転者に対して呼吸誘導を行いながら呼吸周期を計測した場合、運転者の呼吸誘導のタイミングに合わせる意欲の大きさによって、計測される呼吸周期は図４に示すパターンに分類される。図４においては、横軸が時間の経過を表しており、横軸より上側に呼吸誘導部１０８ｃによって演算された誘導情報に基づいて誘導される呼吸周期を吸気と呼気を区別して示している。また、横軸より下側には、呼吸周期計測部１０８ｄによって計測される、運転者の実際の周期を吸気と呼気を区別して示している。図４（ａ）においては、目標周期の開始点４ａから目標周期の終了点（次の目標周期の開始点）４ｂに示す区間において、運転者は符号４ｃおよび符号４ｄに示すように２回の呼吸を行っている。

これは、運転者の通常の呼吸周期が符号４ｃに示す周期であり、さらに呼吸誘導部１０８ｃによって誘導される目標周期にタイミングを合わせるために符号４ｄに示す短い呼吸を行っているためでる。すなわち、運転者は次の目標周期の開始点４ｂに呼吸の開始点を合わせるために、短い呼吸４ｄによってタイミング調整をしていると判断することができる。このように、図４（ａ）に示す運転者の呼吸状態においては、運転者は呼吸誘導部１０８ｃによって誘導される呼吸誘導のタイミングに合わせる意欲が大きいと判断することができる。

これに対して、図４（ｂ）に示す運転者の呼吸状態においては、呼吸誘導部１０８ｃによって誘導される目標周期に対して、運転者は全く異なる周期で呼吸を行っている。タイミング調整を行っていると判断できる短い呼吸もみられないことから、運転者は目標周期に誘導される呼吸誘導のタイミングに合わせる意欲が小さいと判断することができる。

ステップＳ２６０においては、呼吸誘導を所定回数実行した結果、計測した所定回数分の運転者の呼吸周期の平均値を算出する。このとき、運転者が誘導周期のタイミングに合わせる意欲が大きい場合には、上述した通り、通常の呼吸４ｃとは別にタイミングを合わせるための短い呼吸４ｄも計測値に含まれている。このため、運転者の実際の呼吸周期のみを平均値算出の対象とするために、短い呼吸４ｄを除外して平均値を算出することとする。なお、本実施の形態において、平均値算出の対象から除外する短い呼吸４ｄは、その呼吸周期が、図４（ａ）における呼吸誘導開始前に計測を行った運転者の通常の呼吸４ｅの周期の１／２未満の呼吸とする。

ステップＳ２７０において、ステップＳ２６０で算出した運転者の呼吸周期の平均値と、目標周期記憶メモリ１０６に格納された目標周期との差異が、呼吸差異算出部１０８ａによって次式（１）により算出される。
差異（％）＝｛（目標周期―運転者の呼吸周期の平均値）／目標周期｝×１００・・・（１）
その後、図２の処理に戻り、上述したステップＳ２０において、式（１）で算出した差異に基づいて、処理が行われる。

次に、ステップＳ４０における「差異がほぼ無い状態の処理」について説明する。図５は「差異がほぼ無い状態の処理」の流れを示すフローチャート図である。ステップＳ４１０において、差異ステータスが「ほぼ無し」であるか否かが判断される。差異ステータスとは、後述するステップＳ４４０、図６のステップＳ５３０、および図７のステップＳ６３０で設定され、現在の処理が図２のステップＳ２０で判定されたどの判定結果、すなわち差異が「ほぼ無い」、「少ない」、「大きい」のいずれに基づくものであるかを示している。なお、差異ステータスの初期値は何も設定されておらず、上記ステップＳ４４０等の処理を最初に行うまでの間は、何も設定されていないままである。

ステップＳ４１０において、差異ステータスが「ほぼ無し」であると判断された場合には、ステップＳ４４０へ進む。一方、差異ステータスが「ほぼ無し」でないと判断された場合、すなわち「少ない」、「大きい」、あるいは何も設定されていない場合には、ステップＳ４２０へ進む。

ステップＳ４１０において差異ステータスが「ほぼ無し」でない場合には、ステップＳ４２０において、運転者の呼吸周期が、初めて「ほぼ無し」と判断できる呼吸周期に到達したと判断することができる。したがって、タイマ１０５によって計測された、呼吸誘導を開始してから現在までの経過時間は、呼吸誘導により運転者が目標周期に合わせるために要した所要時間であると判断することができる。よって、ステップＳ４２０において、当該所要時間に基づいて誘導時間記憶メモリ１０７に格納されている平均誘導時間を更新することにより、誘導時間記憶メモリ１０７に格納されている平均誘導時間に最新の経過時間を反映することができる。

なお、本実施の形態において、平均誘導時間を更新するにあたっては、誘導時間記憶メモリ１０７に格納されている平均誘導時間と、今回の経過時間、すなわち現在までの経過時間との加重平均を次式（２）によって算出する。
最新の平均誘導時間（秒）＝｛（３×平均誘導時間）＋今回の経過時間｝／４・・・（２）
式（２）に示すように、「平均誘導時間：今回の経過時間＝３：１」とした加重平均を算出し、誘導時間記憶メモリ１０７を最新の平均誘導時間で更新する。

ステップＳ４３０において、運転者に対して呼吸の誘導を開始してから現在までの経過時間をリセット、すなわちタイマ１０５を０に初期化する。ステップＳ４４０において、差異ステータスを「ほぼ無し」に設定する。ステップＳ４５０において、運転者に対して誘導する呼吸周期として、目標周期記憶メモリ１０６に格納されている目標周期が設定される。その後、上述した図２の処理に戻る。

次に、ステップＳ８０における「差異が少ない状態の処理」について説明する。図６は「差異が少ない状態の処理」の流れを示すフローチャート図である。ステップＳ５１０において、差異ステータスが「ほぼ無し」であるか否かが判断される。差異ステータスが「ほぼ無し」でないと判断された場合には、ステップＳ５３０へ進む。一方、差異ステータスが「ほぼ無し」であると判断された場合には、ステップＳ５２０へ進む。

差異ステータスが「ほぼ無し」である場合、図５で説明した「差異がほぼ無い状態の処理」が直前に実行されたことを示している。したがって、一度は、運転者の呼吸周期が目標周期と差異がほぼ無い状態になっており、その後、再び差異が小さい状態に変化したと判断することができる。このため、運転者に対して呼吸誘導を開始してから目標周期との差異がほぼ無い状態になるまでの経過時間を再測定するために、ステップＳ５２０においてタイマ１０５によって計測されている経過時間をリセットする。

ステップＳ５３０において、差異ステータスを「差異が少ない」に設定する。ステップＳ５４０において、ステップ時間算出部１０８ｅは運転者の呼吸周期を目標周期に近づけるために誘導周期を設定するためのステップ時間を設定する。本実施の形態においては、誘導時間記憶メモリ１０７に格納されている呼吸誘導を開始してから目標周期に合わせて呼吸運動を行うことができるようになるまでの平均誘導時間と、目標周期とに基づいて、以下の条件式（３）、（４）によりステップ時間を設定することとする。なお、ステップ時間の詳細については後述する。
平均誘導時間≦目標周期×３のときステップ時間＝５（秒）・・・（３）
平均誘導時間＞目標周期×３のときステップ時間＝１（秒）・・・（４）

上記条件式（３）、（４）に基づいてステップ時間を設定することにより、平均誘導時間が短い、すなわち目標値に容易に合わせることができる運転者に対しては、ステップ時間を長く設定することで、目標周期まで早期に到達させることができる。一方、平均誘導時間が長い、すなわち目標値に容易に合わせることができない運転者に対しては、ステップ時間を短く設定することで、目標周期まで無理なく、徐々に近づけることができる。

ステップＳ５５０において、誘導周期をステップ時間で調整するよう設定する。すなわち、呼吸周期計測部１０８ｄによって検出された運転者の呼吸周期に、条件式（３）、（４）に基づいて設定したステップ時間を１周期ごとに加算するよう設定する。設定された誘導周期に基づいて、図２のステップＳ１４０で実際に運転者に対して呼吸誘導を行う場合には、以下のように誘導周期が設定される。

呼吸周期計測部１０８ｄによって計測された運転者の実際の呼吸周期が５秒であり、条件式（４）によりステップ時間が１秒と設定された場合には、運転者に対する誘導周期は、５＋１＝６秒、６＋１＝７秒というようにステップ時間を加算していく。このステップ時間の加算は、誘導周期が目標周期と一致するまで行われる。例えば、目標周期が１０秒である場合には、ステップ時間を加算することにより、誘導周期が１０秒に到達した時点でそれ以降は加算をやめ、目標周期である１０秒を誘導周期として、運転者に対する呼吸誘導を行う。ステップＳ５５０における誘導周期の設定が完了すると、図２の処理に戻る。

次に、ステップＳ１１０における「差異が大きい状態の処理」について説明する。図７は「差異が大きい状態の処理」の流れを示すフローチャート図である。ステップＳ６１０において、差異ステータスが「ほぼ無し」であるか否かが判断される。差異ステータスが「ほぼ無し」でないと判断された場合には、ステップＳ６３０へ進む。一方、差異ステータスが「ほぼ無し」であると判断された場合には、ステップＳ６２０へ進む。

差異ステータスが「ほぼ無し」である場合、図６のステップＳ５２０と同様に、直前に図５で説明した「差異がほぼ無い状態の処理」が実行されたことを示している。したがって、一度は、運転者の呼吸周期が目標周期と差異がほぼ無い状態になっており、その後、再び差異が大きい状態に変化したと判断することができる。このため、運転者に対して呼吸誘導を開始してから目標周期との差異がほぼ無い状態になるまでの経過時間を再測定するために、ステップＳ６２０においてタイマ１０５によって計測されている経過時間をリセットする。

ステップＳ６３０において、差異ステータスを「差異が大きい」に設定する。ステップＳ６４０において、運転者の呼吸周期を目標周期に近づけるための誘導周期を設定するためのステップ時間を、上述した条件式（３）、（４）に基づいて設定する。ステップＳ６５０において、上述した図６のステップＳ５５０と同様に、誘導周期をステップ時間で調整するよう設定する。その後、図２の処理に戻る。

次に、図２のステップＳ１４０における「呼吸誘導処理」について説明する。図８は「呼吸誘導処理」の流れを示すフローチャート図である。ステップＳ７１０において、呼吸周期計測部１０８ｄは運転者の呼吸周期の計測を開始する。ステップＳ７２０において、差異ステータスが「差異が大きい」であるか否かが判断される。差異ステータスが「差異が大きい」であると判断された場合には、ステップＳ７３０へ進む。

ステップＳ７３０においては、上述した処理において設定された誘導方法、および誘導周期に基づいて、差異が大きい場合の呼吸誘導を開始する。差異が大きい場合の呼吸誘導について、以下、図９（ａ）により説明する。なお、図９においては、図４と同様に、横軸が時間の経過を表しており、横軸より上側に呼吸誘導部１０８ｃによって演算された誘導情報に基づいて誘導される呼吸周期を吸気と呼気を区別して示している。また、横軸より下側には、呼吸周期計測部１０８ｄによって計測される、運転者の実際の周期を吸気と呼気を区別して示している。

図９（ａ）においては、目標周期記憶メモリ１０６に記憶された目標周期（Ａ）と、計測された運転者の呼吸周期９ａとの差異が大きいことから、運転者の呼吸周期を目標周期に近づけるために誘導周期はステップ時間で調整されている。すなわち、呼吸誘導部１０８ｃは、運転者の呼吸周期９ａにステップ時間を加えた誘導周期（Ｂ）で誘導を行った後、さらにステップ時間を加えた誘導周期（Ｃ）で誘導を行う。そして、徐々に誘導周期を目標周期に近づけた後、最終的には目標周期（Ａ）と同一の誘導周期（Ｅ）で誘導する。

運転者の呼吸周期と目標周期との差異が大きい場合は、上述した通り、運転者は呼吸誘導にしたがって目標周期に合わせる意欲が小さいと判断できることから、誘導周期を単に提示するだけでは運転者は目標周期に近づけることが難しいと考えられる。そこで本実施の形態においては、所定の誘導周期の提示中であっても、運転者の呼吸が切り替わった際には、提示中の誘導周期を停止し、運転者の呼吸周期の開始と同時に次の誘導周期での呼吸誘導を行うこととする。

具体的には、図９（ａ）において、呼吸誘導部１０８ｃは運転者の呼吸９ａの開始と同時に誘導周期（Ｂ）での呼吸誘導を開始する。その後、通常であれば誘導周期（Ｂ）が終了した後に誘導周期（Ｃ）での呼吸周期を開始することになるが、運転者の呼吸周期９ａが誘導周期（Ｂ）よりも早く終了し、次の呼吸周期９ｂに切り替わった場合には、呼吸誘導部１０８ｃは、誘導周期（Ｂ）の提示途中であっても運転者の呼吸に合わせて次の誘導周期（Ｃ）での呼吸誘導を開始する。その後、同様に運転者の呼吸周期の切り替わりと同時に次の呼吸周期での呼吸誘導を開始し、最終的な目標周期（Ａ）に等しい目標周期（Ｅ）での呼吸誘導へと移行していく。

一方、ステップＳ７２０において、差異ステータスが「差異が大きい」でないと判断された場合には、ステップＳ７４０へ進む。ステップＳ７４０においては、上述した処理において設定された誘導方法、および誘導周期に基づいて、差異が大きくない場合の呼吸誘導を開始する。差異が大きくない場合の呼吸誘導について、図９（ｂ）により説明する。

運転者の呼吸周期との差異が大きくない場合、運転者の呼吸周期と目標周期との差異は小さいかほぼ無いかのいずれかである。以下、図９（ｂ）において、運転者の呼吸周期と目標周期との差異が小さい場合を例に挙げて説明する。目標周期記憶メモリ１０６に記憶された目標周期（Ａ）と計測された運転者の呼吸周期９ｃとの差異が小さいため、運転者の呼吸周期を目標周期に近づけるために誘導周期はステップ時間で調整されている。すなわち、呼吸誘導部１０８ｃは、運転者の呼吸周期にステップ時間を加えた誘導周期（Ｂ）で誘導を行った後、さらにステップ時間を加えた誘導周期（Ｃ）で誘導を行う。そして、徐々に誘導周期を目標周期に近づけた後、最終的には目標周期（Ａ）に等しい誘導周期（Ｅ）で誘導する。

上述した通り、差異が大きい場合の呼吸誘導においては、誘導周期（Ｂ）の提示途中であっても運転者の呼吸に合わせて次の誘導周期（Ｃ）での呼吸誘導を開始するというように、運転者の呼吸周期の開始タイミングと誘導周期の開始タイミングが同時になるように誘導を行った。しかし、運転者の呼吸周期と目標周期との差異がほぼ無い場合には、運転者は呼吸誘導部１０８ｃによる呼吸誘導に合わせる意欲が大きいため、運転者の方が呼吸誘導部１０８ｃによる誘導周期に合わせることになる。したがって、呼吸誘導部１０８ｃは運転者の呼吸に関係なくステップ時間で調整された誘導周期を維持すればよい。

したがって、図９（ｂ）に示すように、呼吸誘導部１０８ｃは運転者の呼吸９ａの開始と同時に誘導周期（Ｂ）での呼吸誘導を開始する。その後、運転者の呼吸周期に関係なく、誘導周期（Ｂ）が終了した後に誘導周期（Ｃ）を開始する。その後、同様に設定された誘導周期を維持しながら最終的な目標周期（Ａ）に等しい目標周期（Ｅ）での呼吸誘導へと移行していく。

なお、図９（ｂ）では、運転者の呼吸周期と目標周期との差異が小さい場合について説明したが、運転者の呼吸周期と目標周期との差異がほぼ無い場合についても同様に、呼吸誘導部１０８ｃは設定された誘導周期（＝目標周期）を維持しながら運転者に対する呼吸誘導を行う。

以上、ステップＳ７３０、あるいはステップＳ７４０で運転者への呼吸誘導を開始した後、ステップＳ７５０において、所定の時点における運転者の呼吸周期と目標周期との差異を算出する。所定の時点とは、本実施の形態においては呼吸誘導部１０８ｃが目標周期での呼吸誘導を開始してから、すなわち誘導周期が目標周期（Ａ）と同じ誘導周期（Ｅ）に到達してから所定時間、例えば１分経過後とする。

その後、図２の処理に戻る。なお、ステップＳ７５０で算出した運転者の呼吸周期と目標周期との差異に基づいて、図２のステップＳ２０にて再度所定の基準値Ｓ１およびＳ２との比較処理が行われ、上記処理が繰り返される。

以上、本実施の形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
（１）運転者への呼吸誘導を行うにあたって、あらかじめ運転者の呼吸周期と目標周期との差異を算出し、当該差異の大きさに基づいて運転者の呼吸誘導に合わせる意欲の大きさを判断することとした。そして、当該意欲の大きさに基づいて呼吸誘導方法を変化させることとした。これにより、運転者の呼吸誘導に合わせる意欲の大きさに対応した、最適な呼吸誘導方法を運転者に提供することができる。
（２）運転者の呼吸周期の平均値を算出するにあたって、運転者が誘導周期のタイミングに合わせる意欲が大きい場合には、タイミングを合わせるために行った短い周期の呼吸を平均値算出の対象から除外することとした。これにより、運転者の本来の呼吸周期のみを対象にした精度の高い呼吸周期の平均値を算出することができる。

（３）運転者の呼吸周期と目標周期との差異が大きい、あるいは少ない場合には、呼吸誘導への誘導周期を、運転者の実際の呼吸周期をステップ時間で調整し、目標周期へと誘導することとした。これにより、運転者の実際の呼吸周期から、目標周期に向けて段階的に変化させることができる。
（４）ステップ時間は、呼吸誘導を開始してから運転者が目標周期とほぼ差異が無い状態になるまでの平均誘導時間と目標周期とに基づいて設定することとした。これにより、目標値に容易に合わせることができる運転者に対しては、ステップ時間を長く設定することで、目標周期まで早期に到達させることができる。一方、目標値に容易に合わせることができない運転者に対しては、ステップ時間を短く設定することで、目標周期まで無理なく、徐々に近づけることができる。

（５）目標周期と実際の呼吸周期との差異が大きい運転者に対しては、誘導周期の提示中であっても、運転者の呼吸が切り替わった際には、提示中の誘導周期を停止し、運転者の呼吸周期の開始と同時に次の誘導周期での呼吸誘導を行うこととした。これにより、呼吸誘導に合わせる意欲が小さい運転者であっても、運転者の呼吸の切り替えに合わせて誘導周期が切り替わり、呼吸開始のタイミングと誘導周期の開始タイミングが一致するため、運転者は呼吸誘導に合わせやすくなる。
（６）目標周期と実際の呼吸周期との差異が大きくない運転者に対しては、運転者の呼吸周期に関係なく、誘導周期が終了するのを待ってから次の誘導周期を開始する。その後、同様に設定された誘導周期を維持しながら最終的な目標周期での呼吸誘導へと移行していくこととした。これにより、呼吸誘導に合わせる意欲が大きい運転者に対しては、あらかじめ設定した誘導周期での呼吸誘導を維持することで、運転者の呼吸周期を確実に目標周期に誘導することができる。

（７）運転者の誘導周期に合わせる意欲が大きい状態で、目標周期に一致するまでに所定以上の時間を要している場合には、シートバックを動作させ運転者の呼吸動作を補助することとした。これにより、運転者はモニタやスピーカーにより呼吸誘導を受けるよりもさらに目標周期へ近づけやすくなる。
（８）運転者が誘導周期に合わせる意欲がない状態が所定時間以上続いている場合、呼吸誘導を所定時間中断することとした。これにより、運転操作に忙しい等の理由で呼吸運動をする意思がない運転者に対して呼吸運動を強いることなく、運転者にとって煩わしさを感じさせないようにすることができる。

なお、本実施の形態においては、シートセンサによって運転者の呼吸による前後の体重移動を検出することによって運転者の呼吸周期を検出した。しかし、これに限定されず以下のように変形してもよい。例えば、シートベルトにセンサを設け、運転者の呼吸による胸の動きを検出することにより運転者の呼吸周期を検出してもよい。また、これ以外の方法を用いてもよい。

運転者に動作で呼吸のタイミングを提示するために、特許文献１に記載のマッサージ機の機構を備えた呼吸誘導シートバック１０１を使用したが、これに限定されずその他の機構により運転者の呼吸を誘導してもよい。

誘導周期を設定するためのステップ時間を式（３）、（４）に基づいて設定したが、その他のアルゴリズムによって設定してもよい。

本実施の形態においては、運転者感情誘導装置を車両に搭載することとしたが、船や飛行機など、その他の移動体に搭載してもよい。また、移動体に限らず、作業場やオフィスなどの椅子に本発明による運転者感情誘導装置を設置し、作業者の感情を誘導してもよい。

特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。呼吸誘導シートバック１０１は提示手段、および動作提示手段に、モニタ１０３は提示手段、および表示手段に、スピーカー１０４は提示手段、および音声出力手段に相当する。タイマ１０５は経過時間計測手段に、誘導期間記憶メモリ１０７は平均誘導時間記憶手段に、呼吸誘導部１０８ｃは呼吸誘導情報演算手段に相当する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。

本発明による運転者感情誘導装置を自動車に搭載した場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 本実施の形態における処理の流れを示すフローチャート図である。 「運転者の呼吸傾向把握処理」の流れを示すフローチャートである。 呼吸誘導に対する運転者の呼吸の状態を示す図である。 「差異がほぼ無い状態の処理」の流れを示すフローチャート図である。 「差異が少ない状態の処理」の流れを示すフローチャート図である。 「差異が大きい状態の処理」の流れを示すフローチャート図である。 「呼吸誘導処理」の流れを示すフローチャート図である。 呼吸誘導の具体例を示す図である。

符号の説明

１００ 運転者感情誘導装置
１０１ 呼吸誘導シートバック
１０２ シートセンサ
１０３ モニタ
１０４ スピーカー
１０５ タイマ
１０６ 目標周期記憶メモリ
１０７ 誘導時間記憶メモリ
１０８ 制御装置
１０８ａ 呼吸差異算出部
１０８ｂ 誘導方法判定部
１０８ｃ 呼吸誘導部
１０８ｄ 呼吸周期計測部
１０８ｅ ステップ時間算出部

Claims (6)

1. 運転者の呼吸の呼気、吸気を一周期として呼吸周期を計測する呼吸周期計測手段と、
   前記呼吸周期計測手段によって検出された運転者の呼吸周期と、あらかじめ設定された目標周期との差異（以下、「呼吸差異」と呼ぶ）を算出する呼吸差異算出手段と、
   前記呼吸差異算出手段によって算出された前記呼吸差異に基づいて、運転者への呼吸誘導方法を判定する誘導方法判定手段と、
   前記誘導方法判定手段によって判定された誘導方法に基づいて、運転者の呼吸周期を前記目標周期に誘導する誘導情報を演算する呼吸誘導情報演算手段と、
   前記呼吸誘導情報演算手段による誘導情報を運転者に対して提示する提示手段とを有することを特徴とする運転者感情誘導装置。
2. 請求項１に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記呼吸差異算出手段は、呼吸周期計測手段によって計測された複数の呼吸周期の平均値を算出し、当該平均値と目標周期との差異を算出することを特徴とする運転者感情誘導装置。
3. 請求項１または２に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記提示手段が運転者に対して前記誘導情報の提示を開始してからの経過時間を計測する経過時間計測手段と、
   前記経過時間計測手段によって計測された、前記提示手段によって誘導情報の提示を開始された時点から、前記呼吸差異が所定の割合未満になるまでの誘導時間の平均値を算出し、記憶する平均誘導時間記憶手段と、
   前記平均誘導時間記憶手段に記憶された平均誘導時間に基づいて、運転者の呼吸周期が目標周期に一致するまで、運転者の一呼吸周期ごとに加算するステップ時間を算出するステップ時間算出手段とをさらに有し、
   前記呼吸誘導情報演算手段は、前記呼吸差異が前記所定の割合以上であるときに、前記ステップ時間算出手段によって算出されたステップ時間を運転者の一呼吸周期ごとに加算したものを前記誘導情報である誘導周期として設定し、
   前記提示手段は、前記呼吸誘導情報演算手段によって設定された前記誘導周期を運転者に対して提示することを特徴とする運転者感情誘導装置。
4. 請求項３に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記ステップ時間算出手段は、前記平均誘導時間記憶手段に記憶された平均誘導時間が長いほど前記ステップ時間を短くすることを特徴とする運転者感情誘導装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記呼吸誘導情報演算手段は、前記呼吸差異算出手段によって算出される呼吸差異が所定の基準値以上である場合、呼吸誘導で提示する一周期の開始タイミングを前記呼吸周期計測手段によって検出される運転者の一呼吸周期の開始タイミングに一致させ、前記呼吸差異が所定の基準値未満である場合、目標周期を維持するように前記誘導情報を演算することを特徴とする運転者感情誘導装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記提示手段は、
   呼吸誘導情報演算手段によって演算された誘導情報としての呼気と吸気のタイミングを運転者に対して表示する表示手段、および前記呼吸のタイミングを音声出力する音声出力手段の少なくともいずれか一つと、
   前記呼気と吸気のタイミングを運転者に対して動作で提示する動作提示手段とを有し、
   前記呼吸誘導情報演算手段は、
   （ａ）前記呼吸差異算出手段によって算出された前記呼吸差異が第１の基準値未満の場合、（ｂ）前記呼吸差異が第１の基準値以上、かつ第２の基準値（＞第１の基準値）未満であり、かつ前記経過時間計測手段によって計測された前記提示手段によって誘導を開始された時点から現在までの経過時間が第１の経過時間未満である場合、および（ｃ）前記呼吸差異が第２の基準値以上であり、かつ前記経過時間計測手段によって計測された前記提示手段によって誘導を開始された時点から現在までの経過時間が第２の経過時間（＜第１の経過時間）未満である場合は、前記表示手段、および／または前記音声出力手段によって運転者に対して呼吸誘導を行うべく前記誘導情報を演算し、
   前記呼吸差異が第１の基準値以上、かつ第２の基準値未満であり、かつ前記経過時間計測手段によって計測された前記提示手段によって誘導を開始された時点から現在までの経過時間が第１の経過時間以上である場合は、前記動作提示手段によって運転者に対して呼吸誘導を行うべく前記誘導情報を演算し、
   前記呼吸差異が第２の基準値以上であり、かつ前記経過時間計測手段によって計測された前記提示手段によって誘導を開始された時点から現在までの経過時間が第２の経過時間以上である場合は、前記提示手段に対する誘導情報の出力を中断することを特徴とする運転者感情誘導装置。

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