JP2015080521A - 覚醒装置、シート及び覚醒度判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】覚醒度判定の正確性が高い覚醒装置、当該覚醒装置を備えるシート、及び覚醒度判定方法を提供する。【解決手段】覚醒装置は、人の呼吸データを取得する呼吸センサと、呼吸データを演算する演算部と、１呼吸の間隔であるＲＩの所定時間における推移であるＲＩ波形を生成する波形生成部と、呼吸データに基づいて人の覚醒状態を判定する判定部と、を備える。演算部は、所定時間におけるＲＩの平均値とＲｒＭＳＳＤｎとを算出し、判定部は、演算部によって算出された値を基に、ＲＩの平均値に対して直後のＲＩの平均値が高くなった場合で、且つ、ＲｒＭＳＳＤｎの定数β倍に対して、直後のＲｒＭＳＳＤｎが高くなった場合に、人が低覚醒状態にあると判定する。【選択図】図２

Description

本発明は、覚醒装置、覚醒装置を備えるシート及び覚醒度判定方法に係り、特に、覚醒度を判定する機能を有する覚醒装置、覚醒装置を備えるシート及び覚醒度判定方法に関する。

近年、安定した車両運転のために運転者の体調変化を検出することが必要となり、このために、運転者の状態を示す各種パラメータを検出して演算することで、体調変化、特に覚醒度の判定する技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、覚醒状態から、意識のある眠気発生状態、意識の無い居眠り状態になるにつれて、呼吸の深さの安定性が失われることに着目して、所定回数、周期的に繰り返される呼吸の深さの変動を検出することによって、眠気発生の判定基準とすることが記載されている。

また、特許文献２には、覚醒判定指標として、平均心拍数と、呼吸間隔の１分間の標準偏差と、所定の心拍動間隔ＲＲＩ（R-R Interval）が長くなる変動が生じたときの平均拍動間隔の２乗の積算値を１分間で除した値と、呼吸間隔が長くなる変動が生じたときの変動率を平均化した値と、を設定して、これら重み係数を乗じて総和をとったものに基づいて覚醒状態を判定することが記載されている。
特に、呼吸間隔の１分間の標準偏差を覚醒状態の判定指標としているのは、眠気を感じるとあくびをしたり深呼吸をしたりすることが多くなるため、十分に覚醒しているときに比して呼吸間隔に大きなばらつきが生じるためであるということが記載されている。

特許第４５４３８２２号公報 国際公開第２０１０／１４３５３５号

特許文献１の技術によると、車体の振動ノイズによって、呼吸信号が乱れることによって、呼吸深さの変動が生じていると誤検出されることが多々あり、眠気発生の判定を正確に行うことは極めて困難であった。
また、特許文献２の技術によると、心拍を検出するセンサと、呼吸を検出するセンサとが必要となるため、製造コストが高くなる。
また、覚醒判定において、眠気発生時の呼吸のばらつきに着目したとしても、呼吸間隔の標準偏差を判定指標とした場合には、得られた呼吸間隔と呼吸間隔の平均との差を用いて算出される標準偏差は、平均値を求める範囲に大きく左右され、瞬時的な変化のばらつきを取得するのが困難であり、覚醒判定の精度は低くなっていた。このため、人の覚醒状態を好適に維持することは困難であった。

そのため、覚醒度の判定の正確性が高い覚醒装置、当該覚醒装置を備えるシート、及び覚醒度判定方法が望まれていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、覚醒度判定の正確性が高い覚醒装置、当該覚醒装置を備えるシート、及び覚醒度判定方法を提供することにある。
更に、正確な覚醒度の判定に基づいて、人の覚醒状態を好適に維持することを他の目的とする。

前記課題は、本願発明の第１の観点に係る覚醒装置によれば、人の呼吸データを取得する呼吸センサと、該呼吸センサから得られた前記呼吸データを演算する演算部と、前記呼吸データに係る呼吸波形について、１呼吸の間隔であるＲＩ（Respiration Interval）の所定時間における推移であるＲＩ波形を生成する波形生成部と、前記呼吸データに基づいて前記人の覚醒状態を判定する判定部と、を備え、前記波形生成部によって生成された前記ＲＩ波形のうち、ｔ番目のＲＩをＲＩ（ｔ）とし、ｔ番目からｎ番後のＲＩをＲＩ（ｔ＋ｎ）と定義して、下記数式１によってＲｒＭＳＳＤｎを定義した場合に、前記演算部は、所定時間における前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出し、前記判定部は、前記演算部によって算出された値を基に、前記ＲＩの平均値に対して直後の前記ＲＩの平均値が高くなった場合で、且つ、前記ＲｒＭＳＳＤｎの定数β倍に対して、直後の前記ＲｒＭＳＳＤｎが高くなった場合に、前記人が低覚醒状態にあると判定すること、により解決される。

このように、ＲＩの平均値に対して直後の前記ＲＩの平均値が高くなった場合で、且つ、ＲｒＭＳＳＤｎの定数β倍に対して、直後のＲｒＭＳＳＤｎが高くなった場合に、人が低覚醒状態にあると判定するようにすることで、覚醒度判定の正確性が高い覚醒装置を提供することができる。特に、ＲｒＭＳＳＤｎを指標として覚醒判定をすることにより、経時的に前後のＲＩの平均値との差を用いて算出されるため、瞬時的なばらつきをより正確に取得することができ、覚醒度判定の正確性を高めることができる。

また、前記βは、１．０〜３．０であると好ましい。
このように、前記βが１．０〜３．０であると、着座者の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。

また、前記演算部は、２０〜３００秒ごとに、前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出することを特徴とするようにしてもよい。
このように、演算部が、２０〜３００秒ごとに、ＲＩの平均値とＲｒＭＳＳＤｎとを算出し、判定部は、ＲＩの平均値とＲｒＭＳＳＤｎとに基づいて覚醒状態を判定するようにすることで、着座者の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。

また、前記βは、１．５であってもよい。
このように、前記βが１．５であると、人の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。

また、前記演算部は、１２０秒ごとに、前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出するようにしてもよい。
このように、演算部は、１２０秒ごとに、ＲＩの平均値とＲｒＭＳＳＤｎとを算出することで、人の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。

また、前記人又は周囲の者に報知する報知装置と、前記人が低覚醒状態にあると前記判定部が判定した場合に、前記人又は前記周囲の者に報知するように前記報知装置を駆動する駆動部と、を備えるようにしてもよい。
このように人が低覚醒状態にあると判定部が判定した場合に、駆動部が、人又は周囲の者に報知するように報知装置を駆動するようにすることで、人の覚醒を促したり、人又は周囲の者は、人の覚醒維持のための対策をとることができる。

前記課題は、本願発明の第２の観点に係るシートによれば、着座者が着座するシートクッションと、前記着座者の背もたれとなるシートバックと、請求項１に記載の覚醒装置と、を備え、前記心拍センサは前記シートバックに配設されていること、により解決される。
このように、シートが上記覚醒装置を備えることで、着座者の覚醒状態を、ＲＩの値のみによって判定する場合よりも正確に判定することが可能となる。

前記課題は、本願発明の第３の観点に係る覚醒度判定方法によれば、呼吸信号を取得し、前記呼吸信号に係る呼吸波形について、１呼吸の間隔であるＲＩの所定時間における推移であるＲＩ波形を生成し、生成された前記ＲＩ波形のうち、ｔ番目のＲＩをＲＩ（ｔ）とし、ｔ番目からｎ番後のＲＩをＲＩ（ｔ＋ｎ）と定義して、下記数式１によってＲｒＭＳＳＤｎを定義した場合に、所定時間における前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出し、前記ＲＩの平均値に対して直後の前記ＲＩの平均値が高くなった場合で、且つ、前記ＲｒＭＳＳＤｎの定数β倍に対して、直後の前記ＲｒＭＳＳＤｎが高くなった場合に、前記人が低覚醒状態にあると判定すること、により解決される。

このように、所定時間におけるＲＩの平均値とＲｒＭＳＳＤｎとを算出し、算出された値を基に、ＲＩの平均値に対して直後のＲＩの平均値が低くなった場合で、且つ、ＲｒＭＳＳＤｎの定数β倍に対して、直後のＲｒＭＳＳＤｎが高くなった場合に、人が低覚醒状態にあると判定するようにすることで、人の覚醒状態をＲＩの値のみによって判定する場合よりも正確な判定が可能となる。

請求項１〜５、７及び８の発明によれば、人の覚醒状態を正確に判定することが可能な覚醒装置、当該覚醒装置を備えるシート、及び覚醒度判定方法を提供することができる。
請求項６の発明によれば人の覚醒状態を好適に維持することができる。

本発明の実施形態に係るに係る覚醒装置の全体構成を示す図である。 覚醒度判定処理の一例を示すフローチャートである。 呼吸波形を示す模式図である。 ＲＩの経時的変化を示す図である。 （ａ）は、ＲＩと、ＲＩの１２０秒ごとの平均値であるＲＩｍを示す図、（ｂ）は、ある区間で算出されるＲｒＭＳＳＤ（ｔ）、ＲｒＭＳＳＤ（ｔ）をβ倍したもの、及び次の区間で算出されるＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）を示す図である。 カーブ連続走行時における被験者のＲＩｍとＲｒＭＳＳＤの変化を示す図である。 高速道路走行時における被験者のＲＩｍとＲｒＭＳＳＤの変化を示す図である。 覚醒度維持処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る覚醒装置、覚醒装置を備えるシート、覚醒度判定方法の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。

まず、本実施形態に係る覚醒装置１０について、図１を参照して説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態に係る覚醒装置１０の全体構成を示す図である。
本実施形態に係る覚醒装置１０は、着座者の覚醒度の判定を、シートクッション１に設けられたセンサ２０によって得られる呼吸に応じて変化する電気抵抗の変化に基づいて行うものである。覚醒装置１０は、図１に示すように、２個のセンサ２０をシートクッション１の内部に、振動モータＭをシートバック２の内部に備える車両用シートＳと、センサ２０及び振動モータＭに接続されて振動モータＭを制御する制御装置７０と、から主に構成される。

車両用シートＳは、着座者が着座するシートクッション１と、着座者の背もたれとなるシートバック２とを備え、シートクッション１の内部の着座者側近傍にセンサ２０が設けられており、シートバック２の内部の着座者側近傍に振動モータＭが設けられている。

センサ２０は、円形の検出面を有する抵抗感圧式のセンサである。センサ２０は、上面から加えられる圧力の大きさに応じて下方に変形することで、接触抵抗が大きくなると、電極間の電気抵抗値が小さくなる。センサ２０は、この電気抵抗値に係る電気信号が後述する制御装置７０に送信され、制御装置７０によって、電気抵抗値に係る電気信号に基づいて圧力が演算され、演算された圧力に基づいて呼吸データ（呼吸信号）が計測されることとなる。

制御装置７０は、不図示のＲＡＭによって構成される格納部７２と、不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムが不図示のＣＰＵによって実行されることによって機能する、電圧波形データを生成する波形生成部７３ａと、覚醒判定のためのデータ演算を行う演算部７３ｂと、覚醒判定を行う判定部７３ｃと、振動モータＭを駆動する駆動部７３ｄとを備える。

格納部７２は、演算制御中の信号及び入出力される信号を含むパラメータを一時記憶するものであり、本実施形態においてデジタル信号に変換された電位差信号その他の信号を格納するものである。
波形生成部７３ａは、センサ２０から得られた格納部７２に格納されたセンサ２０の抵抗値に係る電気信号を基に、呼吸データを縦軸、時間を横軸とする呼吸波形データ、呼吸波形データから算出されるＲＩ波形データを生成する機能を有する。
演算部７３ｂは、波形生成部７３ａによって生成された呼吸波形データに基づいて後述する演算を行うものである。
判定部７３ｃは、演算部７３ｂによって演算されたデータを指標として覚醒度の判定を行うものである。
駆動部７３ｄは、着座者の覚醒度の低下の判定に応じて振動モータＭを駆動して着座者に振動刺激を付与するものである。

＜覚醒度判定処理＞
次に、上記のように構成された覚醒装置１０の覚醒度判定処理について、図２〜図５を参照して、演算方法を具体的に述べながら説明する。なお、覚醒装置１０による覚醒維持処理については後述する。

ここで、図２は、覚醒度判定処理の一例を示すフローチャート、図３は、呼吸波形を示す模式図である。
また、図４は、ＲＩの経時的変化を示す図である。
また、図５（ａ）は、ＲＩと、ＲＩの１２０秒ごとの平均値であるＲＩｍを示す図、図５（ｂ）は、ある区間で算出されるＲｒＭＳＳＤ（ｔ）、ＲｒＭＳＳＤ（ｔ）をβ倍したもの、及び次の区間で算出されるＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）を示す図である。

本実施形態に係る覚醒度判定処理は、呼吸間隔を示すＲＩと、ＲＩのばらつきを示し後述するＲｒＭＳＳＤ（Respiration root Mean Square Successive Difference）と、を覚醒判定の指標として実行される処理である。
その原理と目的を要約すると、ＲＩのばらつきを示すＲｒＭＳＳＤは、眠気を覚まそうとする際の交感神経の活性化に伴って覚醒低下状態の初期段階に大きくなる。そこで、このＲｒＭＳＳＤを覚醒判定の指標の一つとすることで、より正確な覚醒判定を実現しようとするものである。

本実施形態に係る覚醒度判定処理の流れを説明しながら各処理内容の詳細を説明する。まず、センサ２０は、車両のエンジンを始動又は不図示のスタートスイッチの押下に応じて、着座者の呼吸に応じた呼吸データを、電気抵抗の変化に基づいて検出する。

センサ２０によって検出された呼吸データは、制御装置７０の格納部７２に電位差データとして格納される。つまり、制御装置７０が、着座者の呼吸に係る呼吸データを取得する（ステップＳ１１）。

次に、波形生成部７３ａが、取得されたセンサ２０における呼吸データに基づき、呼吸の間隔であるＲＩと時間とを軸とする図４に示すようなＲＩ波形データを生成する（ステップＳ１２）。

次に、演算部７３ｂが、生成されたＲＩ波形データのうち、図５（ａ）に示すように、１２０秒を１区間として、区間ごとにＲＩの平均値ＲＩｍを算出する。

次に、判定部７３ｃは、算出された１区間のＲＩｍ（ｔ）と、次の区間のＲＩｍ（ｔ＋１）とを比較して、ＲＩｍ（ｔ＋１）が直前のＲＩｍ（ｔ）よりも大きな値であるかを判定する（ステップＳ１３）。

判定部７３ｃが、ＲＩｍ（ｔ＋１）がＲＩｍ（ｔ）よりも大きな値であると判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、演算部７３ｂは、ＲｒＭＳＳＤ信号を算出する（ステップＳ１４）。
ここで、ＲｒＭＳＳＤ信号とは、次の式１で算出される値であって、ＲＩのばらつきを示すものである。

判定部７３ｃは、ＲＩｍ（ｔ＋１）がＲＩｍ（ｔ）以下の値であると判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、更に、着座者が覚醒状態にあると判定する（ステップＳ１７）。

次に、演算部７３ｂが、１２０秒を１区間とした場合に、１区間で算出されたＲｒＭＳＳＤを算出し、隣接する区間のＲｒＭＳＳＤを比較する。具体的には、図５（ｂ）に示すように、ある区間のＲｒＭＳＳＤをＲｒＭＳＳＤ（ｔ）、直後の区間のＲｒＭＳＳＤをＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）、とした場合に、直前のＲｒＭＳＳＤ（ｔ）のβ倍と直後のＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）とを比較する（ステップＳ１５）。ここで、係数βは、１．０〜３．０であり、より好ましくは１．５である。

このように比較して、ＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）がＲｒＭＳＳＤ（ｔ）のβ倍よりも高い値であれば（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、判定部７３ｃは、着座者が低覚醒状態にあると判定する（ステップＳ１６）。一方、ＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）がＲｒＭＳＳＤ（ｔ）のβ倍以下の値であれば（ステップＳ１５：Ｎｏ）、判定部７３ｃは、着座者が覚醒状態にあると判定する（ステップＳ１７）。

最後に、制御装置７０は、着座者による不図示のストップスイッチの押下等による処理終了の指示があるかどうかを判断し（ステップＳ１８）、指示がない場合には呼吸データを取得するステップＳ１１に戻り（ステップＳ１８：Ｎｏ）、処理終了の指示がある場合には処理を終了する（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）。

上記覚醒度判定処理については、特に、ステップＳ１３に記載のＲＩｍ（ｔ＋１）がＲＩｍ（ｔ）よりも大きいという条件と、ステップＳ１５に記載のＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）がＲｒＭＳＳＤ（ｔ）のβ倍よりも大きいという条件の双方を満たしていなければ、総合評価として低覚醒状態であると判定されない。
なお、ステップＳ１３においてＲＩの平均値であるＲＩｍを算出する区間、及びステップＳ１４においてＲｒＭＳＳＤを算出する区間に関して、１２０秒を１区間としたが、これに限らず、２０〜３００秒を１区間としてもよい。この区間を長く設定するほど、覚醒判定が遅くなるが、各パラメータを平均化するための抽出データ数が多くなるため覚醒判定の信頼性は高くなる。

＜具体的な覚醒判定例＞
次に、覚醒装置１０を搭載した車両を運転した場合に、上記の覚醒度判定処理がどのようになされるかを、図６及び図７に示す実測データを参照して、具体的に説明する。
ここで、図６は、カーブ連続走行時における被験者のＲＩｍとＲｒＭＳＳＤの変化を示す図、図７は、高速道路走行時における被験者のＲＩｍとＲｒＭＳＳＤの変化を示す図である。

これらの図において、各時点のグラフに示されたＲＩｍは、その時点後２分間に得られたＲＩの平均値であり、同様に、各時点のグラフに示されたＲｒＭＳＳＤは、その時点後２分間に得られたＲｒＭＳＳＤである。特に、本実測における覚醒判定において、前後区間のＲｒＭＳＳＤを比較するための定数βを１．５と設定して、各グラフに示して覚醒評価をするものとする。

（カーブ連続走行時のデータについて）
まず、カーブ連続走行時のＲＩｍについて着目する。図６において、６分時点のＲＩｍを示すポイントに破線の円を囲んで示す。ここで示すように、４分時点のグラフに示されたＲＩｍに比較して、その直後の区間について示す６分時点のグラフに示されたＲＩｍの値は上昇している。つまり、これらの破線の円で囲んだ時点においては、低覚醒状態であると判定されるＲＩｍの条件は満たすこととなる。

更に、カーブ連続走行時のＲｒＭＳＳＤについて着目する。８分時点のＲｒＭＳＳＤを示すポイントに破線の円を囲んで示す。ここで示すように、６分時点に記載されたＲｒＭＳＳＤを１．５倍したものと比較して、その直後の区間について示す８分時点のＲｒＭＳＳＤの値は上昇している。つまり、この破線の円で囲んだ時点においては、低覚醒状態であると判定されるＲｒＭＳＳＤの条件は満たすこととなる。

しかしながら、上記のように、低覚醒と判断されるためのＲＩｍの条件とＲｒＭＳＳＤの条件の双方を同区間において満たしていなければ、総合評価として低覚醒状態であると判定されない。結果として、カーブ連続走行時の被験者については、図６に示されるデータによっては、全区間において低覚醒状態ではなく、換言すると、覚醒状態が維持されていたと判定される。

（高速道路走行時のデータについて）
次に、高速道路走行時のＲＩｍについて着目する。図７において、測定開始後の４，８分時点のＲＩｍを示すポイントに破線の円で囲んで示す。ここで示すように、それぞれの直前のＲＩｍに比較して、直後の区間について示すこれらの時点のＲＩｍの値は上昇しており、これらの破線の円で囲んだ時点においては、低覚醒状態であると判定されるＲＩｍの条件は満たすこととなる。

更に、高速道路走行時のＲｒＭＳＳＤについて着目すると、測定開始後の４，８分時点のＲｒＭＳＳＤを示すポイントに破線の円を囲んで示すように、それぞれの直前の時点に記載されたＲｒＭＳＳＤを１．５倍したものと比較して、その直後の区間について示す４，８分時点のＲｒＭＳＳＤの値は上昇している。これらの破線の円で囲んだ時点においては、低覚醒状態であると判定されるＲｒＭＳＳＤの条件は満たすこととなる。

ここで、４，８分時点においては、低覚醒と判断されるためのＲＩｍの条件とＲｒＭＳＳＤの条件との双方を満たしている。よって、高速走行時の被験者においては、総合評価として、４，８分時点で低覚醒状態であると判断されることとなる。

＜覚醒維持処理＞
次に、上記の覚醒度判定処理によって低覚醒状態であるという判定結果に応じて振動モータＭを駆動する覚醒維持処理について図８を参照して説明する。
まず、センサ２０は、車両のエンジンを始動又は不図示のスタートスイッチの押下に応じて、着座者の呼吸に応じた呼吸データを、電気抵抗の変化に基づいて検出する。

センサ２０によって検出された呼吸データは、制御装置７０の格納部７２に電位差データとして格納される。つまり、制御装置７０が、着座者の呼吸に係る呼吸データを取得する（ステップＳ２１）。

次に、波形生成部７３ａが、取得されたセンサ２０における呼吸データに基づき、呼吸の間隔であるＲＩと時間とを軸とする図４に示すようなＲＩ波形データを生成する（ステップＳ２２）。

次に、演算部７３ｂが、生成されたＲＩ波形データのうち、図５（ａ）に示すように、１２０秒を１区間として、区間ごとにＲＩの平均値ＲＩｍを算出する。
次に、判定部７３ｃは、算出された１区間のＲＩｍ（ｔ）と、次の区間のＲＩｍ（ｔ＋１）とを比較して、ＲＩｍ（ｔ＋１）が直前のＲＩｍ（ｔ）よりも大きな値であるかを判定する（ステップＳ２３）。

判定部７３ｃが、ＲＩｍ（ｔ＋１）がＲＩｍ（ｔ）以下の値であると判定した場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、呼吸データを取得するステップＳ２１に戻り、ＲＩｍ（ｔ＋１）がＲＩｍ（ｔ）よりも大きな値であると判定した場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、演算部７３ｂはＲｒＭＳＳＤ信号を算出する（ステップＳ２４）。

次に、演算部７３ｂが、１２０秒を１区間として区間ごとにＲｒＭＳＳＤを算出し、隣接する区間のＲｒＭＳＳＤを比較する。具体的には、図５（ｂ）に示すように、隣接する区間のＲｒＭＳＳＤをＲｒＭＳＳＤ（ｔ）、ＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）、とした場合に、直前のＲｒＭＳＳＤ（ｔ）のβ倍と直後のＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）とを比較する（ステップＳ２５）。ここで、係数βは、１．０〜３．０であり、より好ましくは１．５である。

このように比較して、ＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）がＲｒＭＳＳＤ（ｔ）のβ倍以下の値であれば（ステップＳ２５：Ｎｏ）、呼吸データを取得するステップＳ２１に戻り、一方、ＲｒＭＳＳＤ（ｔ＋１）がＲｒＭＳＳＤ（ｔ）のβ倍よりも高い値であれば（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、駆動部７３ｄは、振動モータＭを駆動する（ステップＳ２６）。

駆動部７３ｄは、振動モータＭの駆動を所定時間継続し（ステップＳ２７）、その後に振動モータＭを停止する（ステップＳ２８）。

最後に、制御装置７０は、着座者による不図示のストップスイッチの押下等による処理終了の指示があるかどうかを判断し（ステップＳ２９）、指示がない場合には呼吸データを取得するステップＳ２１に戻り（ステップＳ２９：Ｎｏ）、処理終了の指示がある場合には処理を終了する（ステップＳ２９：Ｙｅｓ）。

上記の覚醒維持処理によって、着座者の覚醒が低下していることを示すＲＩｍとＲｒＭＳＳＤの条件が揃った場合に、振動モータＭを駆動することができ、効果的に着座者の覚醒を維持することができる。

なお、ステップＳ２３においてＲＩの平均値であるＲＩｍを算出する区間、及びステップＳ２４においてＲｒＭＳＳＤを算出する区間に関して、１２０秒を１区間としたが、これに限らず、２０〜３００秒を１区間としてもよい。この区間を長く設定するほど、覚醒判定が遅くなるが、各パラメータを平均化するための抽出データ数が多くなるため覚醒判定の信頼性は高くなる。

更に、上記実施形態においては、ＲｒＭＳＳＤは、式１に示すように、｛ＲＩ（ｔ）−ＲＩ（ｔ−１）｝^２等のＲＩの差の二乗からなる組のうち、経時的に連続する組をｎ個加えて、定数ｎで割るようにしたものから算出されるものである。
ここで、分母の定数ｎは、前後の区間のＲｒＭＳＳＤを比較する場合に、前後の区間に共通して存在するため、ＲｒＭＳＳＤの定義式中の分母の定数ｎは必ずしも必要なものではない。よって、前後の区間のＲｒＭＳＳＤを比較するのではなく、次に式２として定義するＲｒＭＳＳＤｎを比較するようにしてもよい。

本実施形態では、主として本発明に係る覚醒装置、シート、覚醒度判定方法に関して説明した。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態においては、呼吸信号を取得するために、抵抗感圧式センサを用いるものとして説明したが、呼吸信号を取得できれば種々のセンサを用いるようにしてよく、本願発明はこの形態に限定されない。例えば、抵抗感圧式センサではなく、圧電フィルムから成るセンサであってもよく、シートベルトのバックル内部に設けられて、呼吸に伴うシートベルトの張力の微小変化を検出するストレインゲージからなるセンサであってもよい。

また、上記実施形態において、覚醒装置が、着座者の低覚醒状態を判定した場合に、振動モータＭによって、着座者に刺激を加えるものとして説明したが、刺激による報知方法に限らず、他の形態によって低覚醒状態を報知するようにしてもよい。例えば、覚醒装置は、低覚醒状態と判定した場合に、スピーカーによってアラーム音声を発するようにしてもよく、発光器によって、光を発するようにしてもよい。更に、同乗者に知らせるように、車内に設けられたディスプレイに表示するようにしてもよい。

上記実施形態では、具体例として自動車搭載可能な車両用シートについて説明したが、これに限定されることなく、飛行機、船等の乗物用シートとしても利用することができる。更には、映画館用、劇場用のシート、リラクゼーションシート等のその他のシートに採用するようにしてもよい。

Ｓ 車両用シート
１ シートクッション
２ シートバック
１０ 覚醒装置
２０ 呼吸センサ
７０ 制御装置
７２ 格納部
７３ａ 波形生成部
７３ｂ 演算部
７３ｃ 判定部
７３ｄ 駆動部
Ｍ 振動モータ

Claims (8)

1. 人の呼吸データを取得する呼吸センサと、
   該呼吸センサから得られた前記呼吸データを演算する演算部と、
   前記呼吸データに係る呼吸波形について、１呼吸の間隔であるＲＩ（Respiration Interval）の所定時間における推移であるＲＩ波形を生成する波形生成部と、
   前記呼吸データに基づいて前記人の覚醒状態を判定する判定部と、を備え、
   前記波形生成部によって生成された前記ＲＩ波形のうち、ｔ番目のＲＩをＲＩ（ｔ）とし、ｔ番目からｎ番後のＲＩをＲＩ（ｔ＋ｎ）と定義して、下記数式１によってＲｒＭＳＳＤｎを定義した場合に、
   前記演算部は、所定時間における前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出し、
   前記判定部は、前記演算部によって算出された値を基に、前記ＲＩの平均値に対して直後の前記ＲＩの平均値が高くなった場合で、且つ、前記ＲｒＭＳＳＤｎの定数β倍に対して、直後の前記ＲｒＭＳＳＤｎが高くなった場合に、前記人が低覚醒状態にあると判定することを特徴とする覚醒装置。
   

   
2. 前記βは、１．０〜３．０であることを特徴とする請求項１に記載の覚醒装置。
3. 前記演算部は、２０〜３００秒ごとに、前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の覚醒装置。
4. 前記βは、１．５であることを特徴とする請求項２に記載の覚醒装置。
5. 前記演算部は、１２０秒ごとに、前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の覚醒装置。
6. 前記人又は周囲の者に報知する報知装置と、
   前記人が低覚醒状態にあると前記判定部が判定した場合に、前記人又は前記周囲の者に報知するように前記報知装置を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載に記載の覚醒装置。
7. 着座者が着座するシートクッションと、前記着座者の背もたれとなるシートバックと、請求項１に記載の覚醒装置と、を備え、
   前記心拍センサは前記シートバックに配設されていることを特徴とするシート。
8. 呼吸信号を取得し、
   前記呼吸信号に係る呼吸波形について、１呼吸の間隔であるＲＩの所定時間における推移であるＲＩ波形を生成し、
   生成された前記ＲＩ波形のうち、ｔ番目のＲＩをＲＩ（ｔ）とし、ｔ番目からｎ番後のＲＩをＲＩ（ｔ＋ｎ）と定義して、下記数式１によってＲｒＭＳＳＤｎを定義した場合に、
   所定時間における前記ＲＩの平均値と前記ＲｒＭＳＳＤｎとを算出し、
   前記ＲＩの平均値に対して直後の前記ＲＩの平均値が高くなった場合で、且つ、前記ＲｒＭＳＳＤｎの定数β倍に対して、直後の前記ＲｒＭＳＳＤｎが高くなった場合に、前記人が低覚醒状態にあると判定することを特徴とする覚醒度判定方法。
   

   

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